Устройство для измерения коэффициента амплитудной модуляции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1)4 01 В 29/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСНОМУ С(57) зова фици систе инст метр изоб)ть исполмерения куляции вов систем тение может. б пример, для из плитудной мод нтроля сигнал альной посадки нта "аммах коументвом диетени амолетов лн, Цель пазоне длин - повышение ости СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 883801, кл. С 01 К 29/06, 1980,Авторское свидетельство СССРУ 935827, кл. С 01 К 29/06, 1981,(54) УСТРОЙСТИО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФЩНЕНТА АМ 1 ШИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ измерения и сокращение времени измерений до одного периода огибающейамплитудно-модулированного сигнала,Устройство содержит детектор 2, компаратор 6, преобразователь 7, элементы 8 и 12 совпадения, генератор9 тактовых импульсов, элементы НЕ10 и 13 и счетчик 11 результата.Усилитель 1 с переменным. коэффициентом усиления, фильтр 3 низких частот,элемент 4 сравнения и источник 5опорного напряжения образуют схемуавтоматической регулировки усиления.Жесткая связь между каналом огибающей и каналом гармонической составляющей сигнала расширяет динамический диапазон на 6-12 дб и снижаеттребования к схеме автоматическойрегулировки усиления. 3 ил.пения п ЦАП 7 равно числу разрядовсчетчиков 11, Число разрядов п определяет разрешающую способностьустройства, равную 2 . Коэффициентпередачи ЦАП 7 дискретно изменяется от нуля до (2 - 1)/ 2 ) й 1 черези1/2 ".ГТИ 9 вырабатывает две тактовыепоследовательности импульсов с частотами Йи Гт, Первая тактовая последовательность. через элемент 8модифицирует состояние счетчика 11,вторая через элемент 12 обнуляетсчетчик 11, т,е, инициирует началоочередного цикла измерения. Есличастота Я огибающей АМ радиосигнала не менее, чем в 2" раз нижечастоты импульсов 2 на первом выходе ГТИ 9, то длительность процесса измерения в худшем случае непревышает одного периода огибающей.В противном случае процесс измерения занимает несколько периодов.Для правильной работы устройства навтором выходе ГТИ 9 должен появитьсяимпульс не ранее, чем закончитсяпроцесс измерения, т,е, частота Г,должна быть не менее, чем в 2 разкниже Й;Все узлы устройства могут бытьвыполнены на стандартных элементах,В низкочастотной части схемы АРУ(ФНЧ 3, элемент 4 сравнения и ИОН 5)могут быть использованы интегральные операционные усилители, например 153 УД 6. В качестве управляемогоэлемента, изменяющего коэффициентпередачи усилителя 1, может бытьиспользован реп диод, например 2 А 511.В компараторе 6 может быть использо ван интегральный компаратор, например 521 СА 4. Множительный ЦАП 7 может быть выполнен на микросхеме572 ПА 1 или 572 ПА 2. Элементы цифровойтехники могут быть выполнены, напри,мер, на микросхемах серии 133:133 ЛАЗ(элементы И 8, 12) 133 ЛН 1 (элементыНЕ 10, 13), 133 ИЕ 5 (счетчик 11)133 ЛН 1, и 133 ИЕ 5, (ГТИ -9- автоколе.бательный мультивибратор с делите 50 Устройство работает следующимобразом.На вход устройства поступает АМрадиосигнал 5(г.), который имеет вид3 =11,(1+а зхпЯС) зхп(сдС+Р) (1)где Оц - .уровень несущего колебания;ш - измеряемый коэффициент АМ; 1 12 8345 2Изобретение относится к техникеизмерений и может быть использовано для измерения коэффициента амплитудной модуляции (АМ) в системахконтроля сигналов систем инструментальной посадки. самолетов в метровом4диапазаоне длин волн в системах контроля диаграммы направленности цилиндрической фазированной антеннойрешетки (ФАР), формирующей зондирующий амплитудно-модулированный сигнал,коэффициент АМ которого характеризует работу излучателей и дискретных фазовращателей ФАРЦелью изобретения является повышение точности измерений в 3-5 рази сокращение времени измерений доодного периода огибающей амплитудно-модулированного сигнала.На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 и 3временные диаграммы, поясняющие егоработу за время одного и несколькопериодов огибающей АМ сигнала соот ветственно,Устройство содержит усилитель 1с переменным коэффициентом усиления,выход которого через последовательно соединенные детектор 2 и фильтр 3низких частот (ФНЧ) подключен к одному из входов элемента 4 сравнения,второй вход которого соединен с выходом источника 5 опорного направления(ИОН), компаратор 6, входом соединенный с выходом множительного цифроаналогового преобразователя 7,первый элемент 8 совпадения, генератор 9 тактовых импульсов (ГТИ),элемент 10 НЕ, счетчик 11 результатаи второй элемент 12 совпадения, второй элемент 13 НЕ,Усилитель 1, ФНЧ 3, элемент сравнения 4 и ИОН 5 образуют схему автоматической регулировки усиления(АРУ). Изменение коэффициента передачи усилителя 1 производится управляющим сигналом элемента 4 сравнения. Динамический диапазон устройства равен отношению максимального иминимального коэффициентов передачиусилителя 1. лем частоты).ЦАП 7 осуществляет перемножениеконтинуального сигнала на цифровойсигнал управления, Перемножениезаключается в изменении коэффициен- .та передачи ЦАП от входа континуального сигнала до выхода в зависимости от цифрового сигнала управления. Число цифровых разрядов управ(2) где К - некоторый коэффициент, зависящий от коэффициентовпередачи усилителя 1 и детектора 2.Постоянная составляющая КОогибающей выделяется ФНЧ 3 и сравнивает.ся в элементе сравнений с заданнымпостоянным напряжением Бо формируемым ИОН 5. При не совпадении постоянной составляющей 1 Ши с образцовымуровнем Бо выходной сигнал элементасравнения 4 изменяет коэффициентусиления К усилителя 1, Поэтомув установившемся режиме постояннаясоставляющая огибающей К 11 на выходеФНЧ 3 равна образцовому уровню 11,задаваемому ИОН 5. При КБ с 11 о коэффициент передачи К выходным сигналом элемента 4 сравнения изменяетсяв сторону увеличения, при КУЦ -в сторону уменьшения,Если при включении устройствавыходной сигнал ЦА 11 7 меньше сигнала детектора 2, то на выходе компаратора 6 устанавливается уровеньлогического нуля. Соответственноэлемент И 8 закрыт, а элемент 12открыт. Поэтому импульсы с первоговыхода ГТИ 9 через элемент 8 непроходят, т,е. состояние счетчика11 не модифицируется, а выходноенапряжение ЦАП 7 не изменяется, Вэтом состоянии устройство находитсядо прихода ближайшего .импульса совторого выхода ГТИ 9.Если выходнай сигнал ЦАП 7 большесигнала детектора 2, то на выходекомпаратора 6 устанавливается уровеньлогической единицы. Соответственноэлемент 8 открыт, а элемент 12 закрыт, Это состояние соответствуетциклу измерения .Таким образом, в исходном состоянии в установившемся режиме выходной сигнал ФНЧ 3 равен опорному напряжению ИОН 5, выходным сигналом компаратора 6 элемент 8 закрыт, а элемент 12 открыт.Начало очередного цикла измерениясоответствует моменту появления им- . 10 50 55 3,Д о) - частоты огибающей и несущей соответственно. Сигнал (1) через усилитель 1 и детектор 2 поступает на инверсный вход компаратора 6. Выходной сигнал детектора 2 имеет вид (фиг.2 а) Й=К 11 ц(1+ш з 1 пй),15 20 25 30 35 40 45 пульса на втором выходе ГТИ 9(фиг2 б), Этот импульс через открытый элемент 12 поступает на входобнуления счетчика 11, .устанавливаяего в нулевое состояние. Выходнойсигнал счетчика 11 в виде комбинации, содержащей логические единицы во всех п разрядах, поступает на управляющий вход ЦАП 7. В соответствии сданным управляющим кодом коэффициент передачи ЦАП 7 равен 2-1и отличается от единицы на2величину младшего разряда. Таким фбразом, на инверсном входе компаратора 6 присутствует сигнал К 11(1 + + ш зпЯг.), а на прямом входе2"- 1К 11 --- , -- Поэтому иа интервалеИ 2 н еизменения огибающей 1.0,1 на выходе компаратора Ь присутствует уровень логического нуля, закрывающий элемент 8,Измерения осуществляются на интервале изменения огибающейЛЗПЫ . На этом интервале сигнал огибающей монотонно уменьшается до значения КУ(1 - ш). С началом этого интервала сигнал на инверсном входе компаратора 6 стает меньше сигнала на его прямом входе, что приводит к изменению состояния выходного сигнала компаратора 6 (фиг.2 в), Выходной сигнал компаратора 6 открывает элемент 8, через который импульсы с первого выхода ГТИ 9 начинают поступать на счетный вход счетчика 11 (фиг.2 г). С каждым импульсом состояние счетчика 11 увеличивается на единицу младшего разряда а обрат. ный код, Формирующийся после прохождения инвертирующих управляющих входов ЦАП 7, соответственно уменьшается на единицу младшего разряда. Поэтому выходной сигнал ЦАП 7 линейно уменьшается (фиг,2 д). Когда выходной сигнал ЦАП 7 стает. меньше сигнала огибающей, компаратор 6 изменяет свое состояние и прохождение импульсов ГТИ 9 через элемент 8 прекращается. Если в дальнейшем сигнал огибающей стает меньше выходногосигнала ЦАП 7, то компаратор 6 снова открывает элемент 8 и поступление импульсов ГТИ 9 в счетчик 11возобновляется, а следовательно,выходной сигнал ЦАП 7 уменьшается.Этот процесс протекает до момента,когда огибающая достигает экстремаль г 21 ВЗЫной точки КБ(1 - ш) и начинает монотонно увеличиваться. Соотве тственьно этого же значения достигает выходной сигнал ЦАП 7, а в счетчике11 оказывается зафиксированным код,соответствующий оценке коэффициентаАИ. В этом состоянии устройствонаходится до прихода очередногоимпульса со второго выхода ГТИ 9.Если соотношение частоты огибающей Й и частоты импульсов Гна первом выходе ГТИ 9 таково, что выходной сигнал ЦАП 7 не достигнет экстремальной точки КПн(1 - ш) за один период огибающей, то процесс измерения занимает более одного периода(фиг.З). Правильность работы устройства при этом не нарушается,Дополнительным преимуществомустройства является расширение динамического диапазона на 6-12 дб иснижение требований к схеме АРУ,что достигается благодаря жесткойсвязи между каналом огибающей.и каналом гармонической составляющей.При этом изменение уровня По не приводит. к погрешности измерения коэффициента АИ. 20 Устройство для измерения коэффициента амплитудной модуляции, содержащее усилитель с переменным коэффициентом усиления, вход которого яв- ляется входом устройства, а выход 30Формула изобретения через последовательно соединенныедетектор и фильтр низкой частоты подключен к одному из входов первогоэлемента сравнения, вторым входомсоединенного с выходом источникаопорного напряжения, а выход первого элемента сравнения соединенс управляющим входом усилителя, ипоследовательно соединенные счетчик,цифроаналоговый преобразователь,компаратор и первый элемент совпадения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точностии сокращения времени измерений, внего введены второй элемент совпадения, элемент НЕ и генератор тактовых импульсов, при этом выход детектора соединен с вторым входомкомпаратора, выход которого черезпоследовательно соединенные элементНЕ и второй элемент совпадения соединен с управляющим входом счетчика,выход которого является выходомустройства, а счетный вход соединенс выходом первого элемента совпадения, второй вход которого соединенс первым выходом генератора тактовых импульсов, вторым выходом соединенного с вторым входом второго элемента совпадения, выход фильтранизких частот соединен с сигнальнымвходом цифроаналогового преобразователя, выполненного по схеме перемно"жающего цифроаналогового преобразователя с инвертирующими управляющими входами.1218345 иг. оставитель П.Мурановехред О. Неце Корректор Т. Колб р Н.Горват ое илиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная Тираж 7арственног зобретений а, Ж, Р Заказ 1129/54ВНИИПИ Гопо делам113035, Мо Подписиомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5