Преобразователь значения коэффициента модуляции амплитудно модулированного сигнала

(51) 4 С 01 К 29/06 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН Кругл ьство СССР 9/06, 1984.тво СССР9/06, 1984. 54) ЗНАЧЕНИЯ .КОЭФАМПЛИТУДНО-МОДУЛИ быть лубин ованн ения с поль модуля(АМ) упро- ппение по 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ТОРСНОМУ СВИДД;ТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетеУ 1095106, кл. С 01 КАвторское свидетельВ 1337830, кл, С 01 К ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФИЦИЕНТА МОДУЛЯЦИИ ОВАННОГО СИГНАЛА 57) Изобретение мож овано для измерения ии амплитудно-модул игналов, Цель иэобр щение преобразовател ЯО 1379750 мехоустойчивости. Преобразователь содержит синхронный демодулятор 2 АМ сигналов, формирователь 3 управляющих напряжения, выпрямитель 4 огибающей АМ сигналов, компараторы 5 и 6, ключи 8, 9, 13-16, формирователь 10 команд, индикаторный блок 11, задатчик 12 режима измерения и интеграторы 17 и 18, В преобразователь введены компаратор 7, инверторы 19 и 20, элемент И 21 и образованы новые функциональные связи. Поэтому коэффициент передачи компаратора 6 по второму входу определяет зону нечувствительности преобразователя по преобразуемому им коэффициенту модуляции, независимую от уровня не- Ж сущей входного сигнала. 2 ил.ОИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения глубины модуляции амплитудно модулированных(АМ) сигналов,Цель изобретения - упрощение устройства и повышение помехоустойчивости.На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; нафиг. 2 - временные диаграммы его работы.Преобразователь содержит усилитель 1 входного сигнала, синхронныйдемодулятор 2 АМ-сигнала, формирователь 3 управляющего напряжения, выпрямитель 4 огибающей АМ-сигнала,первый, второй и третий компараторы5-7, пятый и четвертый ключи 8 и 9,формирователь 10 команд, индикаторный блок 11,задатчик 12 режима измерения, первый, второй, шестой итретий ключи 13-16, первый и второйинтеграторы 17 и 18, первый и второй инверторы 19 и 20 и элементИ 21.Задатчик 12 режима измерения содержит первый и второй делители 22и 23 частоты, первый и второй дешифраторы 24 и 25, усилитель-ограничитель 26, формирователь 27 кода периода дискретизации и формирователь28 кода времени измерения. Синхронный демодулятор 2 содержит ключи 29и 30, интеграторы 31 и 32, дифференциальный усилитель 33 и запоминающееустройство 34.Усилитель 1 входом соединен с источником входного АМ-сигнала, а выходом - с первым (сигнальным) входомсинхронного демодулятора 2 и черезформирователь 3 управляющего напряжения с его вторым (управляющим)входом и первым входом задатчика 12режима измерения. Первый выход синхронного демодулятора 2 подключен квторому входу задатчика 12 режимаизмерения и через выпрямитель 4 огибающей и нормально разомкнутый ключ13 - к первому входу интегратора 17,а второй выход синхронного демодулятора 2 - через нормально разомкнутый ключ 14 к первому входу интегратора 18. Выход интегратора 17 соединен с первым входом компаратора6, через нормально замкнутый ключ8 - с первым входом компаратора 7и через нормально замкнутый ключ 1 О 1 Г 20 25 30 35 40 45 50 55 16 - со своим вторым входом, а выход интегратора 18 - с вторыми входами компараторов 5 и 6, через нормально замкнутый ключ 9 - со своим вторым входом и через нормально разомкнутый ключ 15 - с третьим входом интегратора 17, Управляющие входы ключей 13 и 14 подключены к второму выходу задатчика 12 режима измерения и через первый инвертор 19 к первому входу элемента И 21, вторым входом через второй инвертор 20 соединенного с выходом компаратора 7. Управляющие входы ключей 9 и 16 подключены к выходу элемента И 21, управляющий вход ключа 15 - к выходу инвертора 19.Выход компаратора 7, вторым входом подключенного к общей шине, соединен с входом индикаторного блока 11. Управляющий вход ключа 8 подключен к выходу формирователя 10 команд, первым и вторым входом соединенного с выходами компараторов 5 и 6 соответственно, а третьим входом - с выходом инвертора 19, Первый вход задатчика 12 режима измерения через делитель 22 частоты и дешифратор 24 соединен с его первым выходом, при этом второй вход дешифратора 24 подключен к выходу формирователя 23 кода периода дискретизации. Второй вход задатчика 12 режима измерения через усилитель- ограничитель 26, делитель 23 частоты и дешифратор 25 соединен с вто рым его выходом, при этом второйвход дешифратора 25 подключен к выходу формирователя 28 кода времениизмерения. Первый (сигнальный) входсинхронного демодулятора 2 черезнормально разомкнутый ключ 29 соединен с первым входом интегратора 31,выходом подключенного к входу интегратора 32, к первому входу дифференциального усилителя 33 и к первому выходу синхронного демодулятора 2. Выход интегратора 32 соединен с вторым входом дифференциального усилителя 33 и вторым выходом демодулятора 2.Выход дифференциального усилителя 33 через нормально разомкнутый ключ 30 и запоминающее устройство 34 подключен к второму входу интегратора 31, при этом управляющие входы ключей 29 и 30 соединены с вторым и третьщч (управляющим)входами демодулятора 2, Синхронный демодулятор 2 АИ-сигнала представляет собой интерполирующий фильтр, реализующий восстановление непрерывной функции (огибающей АИ-сигнала) по ее дискретным отсчетам. В отличие от аналоговых фильтров нижних частот интерполирующие фильтры, реализующие восстановление непрерывной функции по ее дискретным отсчетам, обеспечивают высокую точность и быстродействие при сравнительно низких порядках передаточной функции. При выборе частоты дискретизации,в 6 раз 15 превышающей верхнюю относительную частоту огибающей, уровень высокочастотного шума дискретизации не превышает 13, При этом переходные процессы заканчиваются через два пе риода дискретизации.Преобразователь работает следующим образом.На вход усилителя 1 поступает АИ-сигнал вида (фиг.2.1) 25 Ч И) = Ч(1+ш з 1 п Яй) зиы, (1) вх 30 35 55 где Кг - коэффициент деления, задаваемый формирователем.Прямоугольные импульсы частотыс выхода формирователя 3 поступают где Ч - амплитуда немодулированногонесущего напряжения;о - угловая частота несущей,го= 2 ПГ;Я - угловая частота огибающей,.Й= 211 Рт - коэффициент модуляции.Напряжение К,Ч (е) поступает насигнальный вход демодулятора 2 ивход формирователя 3, К, - коэффи 1циент передачи усилителя 1. На выходе формирователя 3 образуются прямоугольные импульсы частоты м с фронтами, соответствующими моментам перехода через ноль напряжения несущей частоты (фиг. 2.2), поступающиена второй (управляющий) вход демодулятора 2 и на вход делителя 22 частоты задатчика 12. В результате поразрядного сравнения выходного сигна-,ла делителя 22 частоты с кодом формирователя 27 на выходе дешифратора24 образуются прямоугольные импульсыЧ, = К,К (шЧз 1 пЯ С + Ч), (3) где К - коэффициент передачи тракьта: вход ключа 29 - выходинтегратора 32.Одновременно с низкочастотной фильтрацией на выходе интегратора 31 образуется первая производная сигнала (3), т.е. (фиг. 2.5) Ч (й) = К,К К тЧсозйс,(4) где К - коэффициент передачи тракта: вход ключа 29 - выходинтегратора 31.Напряжение (4) детектируется выпрямителем 4 (фиг,2.6) и,через усилитель-ограничитель 26 и делитель 23 частоты поступает на первый вход дешифратора 25. В результате поразрядного сравнения выходного сигнала делителя 23 частоты с кодом формирователя 28 на выходе дешифратора 25 формируются прямоугольные импульсы, длительность которых кратна периоду огибающей АИ-сигнала (фиг.2.7):= пТ, (5) где п=1,2,3,1Т = -- период огибающей. Р В момент с, (фиг. 2. 8), соответствующий положительному фронту импульса на выходе дешифратора 25 (фиг. 2.7), размыкаются ключи 9 и 16 выходным напряжением элемента И 21 (фиг. 2.1) и одновременно эамына управляющий вход ключа 29 демодулятора 2, открывая его в интервалы времени, соответствующие, например, положительным полуволнам входного АМ-сигнала. Низкочастотная фильтрация сигнала, образующегося на выходе ключа 29, и выделение иэ него огибающей частоты Я заключаются в его двукратном интегрировании интеграторами 31 и 32 на каждом периодедискретизации Т и напряжения обратной связи, поступающего с выхода дифференциального усилителя 33 через ключ 30 и запоминающее устройс 1- во 34 на второй вход интегратора 31. В результате на выходе интегратора .32 образуется напряжение, содержащее огибающую входного АИ-сигнала и постоянную составляющую, пропорциональную уровню несущей (фиг. 2,4)5 13797 каются ключи 13 и 14. В результате на выходах интеграторов 17 и 18 к моменту , раэмыкания ключей 13 и 14 (фиг. 2.8) образуются средневыпрямленное Ч,и среднее Ч напряжения,5 соответственно:а Ч (с) Йг.=+ вК,К КцвЧК10(6) 1- ,й -- , , у)угде - постоянная времени интегратора 17 по первому входу;О - постоянная времени интегратора 17 по входу, соединенному с выходом ключа 13;20К ф - коэффициент формы огибающей,После размыкания ключа 13 в момент 1, (фиг.28) интегратор переходит в режим хранения напряжения компаратора 7. Напряжения (6) и (7) поступают на первые входы компараторов 6 и 5, где происходит сравнение их значений с К,И, и И, соответственно, определяющими минимально допустимые значения напряжений огибающей и несущей 5 (К - коэффициент пе 30 редачи компаратора 6 по второму входу)ПриИ,КИ иИ Ивмо мент С, (фиг. 2.8) выходное напряжение с третьеговыхода эадатчика 35 12 режима измерения через формирователь 10 команд открывает ключ 8, и выходное напряжение интегратора 17 переводит компаратор 7 в единичное состояние (фиг, 2.9). При 40 этом одновременно происходит размыкание ключа 14 и замыкание ключа 15, подключающего выходное напряжение (7) интегратора 18 к второму входу интегратора 17, Напряжение 45 (7) имеет противоположную полярность по отношению к напряжению(1)1 и выходное напряжение интегратора 17 начнет линейно уменьшаться по модулю. В момент С выходное 50 напряжение интегратора 17 станетравным нулю: Отсюда т(тп) = т - с, =/",)К, К а (9)В момент 1, выходное напряжение компаратора 7 принимает нулевое (фиг. 2.9), а выходное напряжение элемента И 21 - единичное (фиг. 2,10) значение, что обеспечивает открывание ключей 9 и 16, переводящих интеграторы 18 и 17 в исходное состояние, Таким образом, на индикаторный блок 11 поступают импульсы (фиг. 2.9) длительность которых с(в) пропорциональна коэффициенту модуляции входного АИ-сигнала.Далее цикл работы повторяется.Коэффициент передачи компаратора 6 по второму входу определяет зону нечувствительности преобразователя по преобразуемому устройством коэффициенту модуляции, независимую от уровня несущей входного сигнала.Формула и з о б р е т е н и яПреобразователь значения коэффициента модуляции амплитудно-модулированного сигнала, содержащий усилитель входного сигнала, выходом соединенный с первым входом синхронного демодулятора и через формирователь управляющего напряжения - с вторым входом синхронного демодулятора и с первым входом задатчика режима измерения, первым выходом подключенного к третьему входу синхронного модулятора, первым выходом соединенного с вторым входом задатчика режима измерения и входом выпрямителя огибающей, выход выпрямителя огибающей и второй выход синхронного демодулятора подключены соответственно к первым входам первого и второго ключей, вторыми входами соединенных с вторым входом задатчика режима измерения, выходы первого и второго ключей подключень соответственно к первым входам первого и второго интеграторов, выход первого интегратора соединен с пер9 Ык СВ где Ии И,р ми (6) и (7) Ч, (Е - Е,) --- О, (8) 55 определяются выражениясоответственно. вым входом первого компаратора ичерез третий ключ с вторым входомпервого интегратора, а выход второго интегратора - с первым входом второго компаратора и через четвертый ключ с вторым входом второго1379750 оставитель И ехред М.Диды Редактор В. Данко 772ного комитета ССений и открытийРаушская наб., д Подписное Заказ 978/48 роектная, 4 едприятие о интегратора, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И, выходом соединенного с первым входом пятогоключа, второй вход второго компаратора соединен с источником опорногонапряжения, шестой ключ и индикаторный блок, о т л и ч а ю щ и й с я 10тем, что, с целью упрощения и повьвпения помехоустойчивости, в неговведены третий компаратор, первый ивторой инверторы, второй элемент И,при этом вход первого инвертора подключен к второму выходу задатчика режима измерения, его выход - к третьему входу первого элемента И и к Тира ВНИИПИ Государстве по делам изобре 13035, Москва, Ж, Производственно-полиграфичес первым входам шестого ключа и второго элемента И, вторым входом соединенного с выходом второго инвертора,выход второго элемента И подключен квторым входам третьего и четвертогоключей, выход пятого ключа - к первому входу третьего компаратора,вторым входом соединенного с общейшиной, выход шестого ключа - к третьему входу первого интегратора, выходтретьего компаратора - к входам второго инвертора и индикаторного блока, вторые входы пятого и шестогоключей подключены соответственно квыходам первого и второго интеграторов, второй вход первого компаратора - к выходу второго интегратора,в Корректор С. Шекма