Устройство для измерения характеристик амплитудно модулированных сигналов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11) 620914 Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликова 25/О осударстеенный комитеСоаета Министроа СССРпо делам изобретенийи открытий но 25,08,78,5 юллЕтЕнь31икования описания 2 т. 08.78(53) УЛК 621.31 .373 (088.8 опуб Я. Минц, В. Н. Чинков, А. А. Горлач, М. В. ПапаикО. Г. Гриб, С. А, Кравченко и Г. Е. Максимов 2) Авторы изобретения 1) Заявитель ТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН 11 Я ХАРАКТЕРИСТИ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к радиоизмерительной технике и касается контроля динамических характеристик систем автоматического регулирования с амплитудной модуляцией и их отдельных узлов.Известны устройства для раздельного измерения глубины модуляции и фазовых сдвигов 1.Устройство для измерения глубины модуляции, основанные на демодуляции модулированного сигнала, имеют ограниченные нижние пределы по частоте и глубине модуляции, невысокую точность, сложны в реализации и отличаются трудностью автоматизации процесса измерений. Применение анализаторов спектра ограничено их малой разрешающей способностью в области низких частот модулирующего сигнала. Для одновременного определения амплитудно- частотных и фазо-частотных характеристик использование осциллографических методов не позволяет получить высокую точность измерений.Цель изобретения - расширение пределов измерения по глубине модуляции и частоте модулирующего сигнала и несущей,повышение точности, упрощение схемной реализации, автоматизация процесса измерении, а также возможность одновременногоопределения глубины модуляции и фазовыхсдвигов амплитудно-модулированного сигнала. Для этого предлагаемое устройство снабжено дискретным делителем напряжения, вычитающим счетчиком, ограничителями напряжения, умножителем частоты, задатчиком моментов измерения с входящим в него нуль- органом, электронным ключом и счетчиком импульсов, при этом входы первого ограни 1 о чителя подключены соответственно к вычитающему счетчику через дискретный делитель напряжения и через усилитель и второй ограничитель - к входному устройству, а выходы усилителя и первого ограничителя подключены соответственно через первый и второй усилители-формирователи и первый и второй электронные ключи к первому и второму суммирующим счетчикам, причем выход первого счетчика соединен с входом вычитающего счетчика и с установочными входами второго счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока переноса, включенного между вычитающим счетчиком и сумматором параллельного действия и связанного через третий электронный ключ с выходом второго усилителя-формирователя, и62094 5 10 20 25 3с управляющими входами первого, второго ичетвертого электронных ключей, причем одиниз входов последнего подключен через схему конъюнкции к вычитающему счетчику; вход умножителя частоты подключен к,выходу первого усилителя-формирователя, а выход через пятый электронный ключ, управляющие входы которого соединены с выходами моментов измерения, - к вычитающему счетчику, при этом счетчик импульсов соединен через электронный ключ с нуль-органом и генератором импульсов. В измерителе реализован способ, основанный на определении максимального и минимального значений амплитудно-модулированного сигнала н заключающийся в том, что 15 формируют калиброванное напряжение, сравнивают его с амплитудными значениями напряжения несущей, ограничивая последнее на уровне калиброванного напряжения, подсчитывают за период модулирующего сигнала количество превышений амплитудных значений несущей над калиброванным напряжением и изменяют калиброванное напряжение до уровня, при котором количество превышений становится максимальным, тогда по уровням калиброванного напряжения, соответствующим максимальному количеству превышений и первому превышению, судят о глубине модуляции,На фиг. 1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг, 2 - временная диаграмма его работы. Измеритель содержит входное устройство 1, ограничители 2 и 3, усилитель 4, дискретный делитель напряжения 5, вычитаю щие счетчики 6 и 7, усилители-формирователи 8 и 9, электронные ключи 10 - 14, суммирующие счетчики 15 и 16, блок переноса 17, сумматор параллельного действия 18, генератор импульсов 19, делительное устройство 20, схемуконъюнкции 21, задатчик моментов измерения 22 и умножитель частоты 23.Кроме того, в состав делительного устройства 20 входят импульсно-потенциальные вентили 24 и суммирующий счетчик 25, а в состав задатчика моментов измерения 22 - нулорган 26, электронный ключ 27 и счетчик,импульсов 28, 45Амплитудно-модулированный си гнал 0 (т ) через входное устройство 1 поступает на один вход ограничителя 2. На другой вход ограничителя 2 подается образцовое напряжение (.1,. При этом на выходе ограничителя 2 выделяется .разностный сигнал,ЫЗ = КЮ(1) - 1.где К- коэффициент преобразования входного устройства 1.Сигнал Л 11, усиливается в К раз с помощью усилителя 4 до величины Ь(.1, = 55 = КАУи подается на один вход органичителя 3 и на усилитель-формирователь 8. На другой вход ограничителя 3 поступает калиброванное переменное напряжение Ц; 4с дискретного делителя напряжения, управляемого вы 1 итающим счетчиком 6 (см. фиг. 2 б), Гри ЛБ Цна выходе ограничителя 3 формируется сигнал ЬБ = = Ь(3 - Ч;, поступающий. на вход усилителя.формирователя, С выходов усилителей-формирователей 8 и 9 (см. фиг, 2 в, г, д, е) импульсы определенной длительности и амплитуды подаются иа импульсные вхо ды ключей 10, 1 и 2, В исходном состоянии ключи 10 - 13 закрыты и не пропускают входных импульсов, в счетчике 6 записан код, соответствующий максимальному уровню ка. либровочного напряжения Ук, который выбирается из усилителя 1,1 ) (3 где Б, - максимальное значение амплитудно. модулированного сигнала. По сигналу пуска ключи 10, 11 и 12 открываются и усилитель-формирователь 8 подключается к счетчику 15, а усилитель-формирователь 9 через ключ 11 - к счетчику 16 и через ключ 12 - к блоку переноса 1. Так как Ц; Б, на выходе усилителя-формирователя 9 импульсы отсутствуют. При поступлении на вход счетчика 15 с усилителя 8 (см. фиг, 2 в) числа импульсов п, что соответствует времени измерений, равного периоду модулируюшего сигнала Т, на его выходе появляется импульс переполнения, который поступает на установочные входы счетчика 16, подтверждая его исходное состояние, и на вход счетчика 6 для уменьшения уровня калибровочного напряжения. Так продолжается до появления первого импульса на выходе ограничителя 3 и усилителя-формирователя 8 (см. фиг. 2 г). Этот импульс, соответствующий максимальному значению напряжения 11(т), поступает через ключ 12 на блок 17 для переноса кода Н калиброванного напряжения 0 в сумматор 18. Этим же импульсом ключ 12 закрывается по управляющему входу. По окончании периода Т с выхода счетчика 15 поступает импульс на сброс счетчика 16 в исходное состояние и на счетчик 6 для установки следующего уровня калибровоч но го на пря жени я. В дальнейшем работа схемы повторяет- ся с тем отличием, что импульсы с усилителя-формирователя 9 поступают только на счетчик 16, поскольку ключ 11 открыт, а ключ 12 закрыт. Число импульсов, поступающих за время Т на счетчик 16, нарастает по мере уменьшения Ь. На фиг. 2 д показана временная диаграмма выходных импуль сов усилителя-формирователя 9 для произвольного уровня Чм. Уменьшение Ф проис- исходит до нижнего уровня 3(см. фиг. 2 б), при котором с выхода усилителя-формирователя 9 через ключ 11 на счетчик 6 за время Т поступит и импульсо. (см. фиг. 2 е), при этом в счетчике 6 бу:ет записан код М, соответствующий 1 Л1Глубина модуляции определяется выражением,и = - - -- , - , где 0 и 31ч-л,4, +Чгмаксимальное и минимальное значения амплитудно-модулированного сигнала1 +Ха 4. 1 У йи + К.Лх1-- Итом ранее изложенногоЬ мас - Я(миЬлат е я/мЛ 4 Ф,в 1 Огде Яо - код, соответствующий Ц, приведенному к входу ограничителя 3,Таким образом, для вычисления глубинымодуляции необходимо вычислить ЬЯ и М р,Для этого импульсом переполнения счет.чика 16, поступаю щи м на блок 17 ко.ды счетчика 6 М,., и сумм,".тора 18 Мвзаимно переносятся, а затем в сумматор 18вводится число 2 ХО. В результате в счетчике 6 и сумматоре 18 будут записаны числа ЛИ и Х соответственно. Импульсом Юпереполнения счетчика 16 закрываются электронные ключи 10, 11 и открывается ключ 13,через который импульсы с генератора импульсов 19 поступают на счетчик 6 и на делительное устройство 20 для вычисления глубины модуляции . После установления счетчика 6 в нулевое состояние на выходе схемыконъюнкции 21 формируется сигнал, закры.вающий ключ 13, фиксируя тем самым вделительном устройстве 20 число ЫМ,Схема делительного устройства состоит 30из группы импульсно-потенциальных вентилей 24 и счетчика 25. Если потенциальными входами вентилей 24 управлять поразрядно кодом числа Я от сумматора 18, топри поступлении на вход счетчика 25 числа35импульсов ЬМ в нем будет записано число И, пропорциональное р, а в сумматоре 18 - код Яамплитуды несущей О.Фазовый сдвигмежду модулирующимсигналом и амплитудно-модулированным сигналом(1) (см. фиг, 2 а) измеряется по 4 впереходам этих сигналов через максимальные значения. Моменту перехода сигнала1(1) через максимальное значение 131 соответствует выходной импульс ключа 12 (см.фиг. 2 г) Моменты перехода Ц,) через 45максимумы определяются задатчиком моментов измерения 22 (см, фиг. 2 и). Импульсыс ключа 12 и задатчика 22 подаются на управляющие входы ключа 14, причем первыйиз импульсовоткрывает ключ 14, а второйзакрывает, За время открытого состояния 50ключа 14 с выхода усилителя-формирователя 8 через умножитель частоты 23 на вычитающий счетчик 7 поступает количество импульсов М,р (см. фиг. 2 к), определяемоевыражением5Я= 11 (360- Р) =-д Р(360. - Р).где К, - коэффициент умножения умножителя частоты 23: 6(К0 р =- 1величина, обратная дис крл ности отсчета фазового сдвига дР( др. а)Таким образом количество импульсов М поступившее на счетчик 7, пропорционально дополнению фазового сдвига до 360.Для получения фазового сдвигав счетчик 7 записывается число /3 360. Тогда по окончании процесса измерений показания счетчика 7, соответствуют= ду - Я д где Лу = фу 360 - Мр, т.е, показания счет. чика 7 пропорциональны фазовому сдвигу независимо от частоты модулирующего сиг нала,формула изобретенияУстройство для измерения характеристик амплитудно-модулированных сигналов, содержащее входное устройство, усилитель, усилители-формирователи, суммирующие счет чик и электронные ключи, схему конъюнкции, делительное устройство, с входящим в него импульсным потенциальным вентилем и суммирующим счетчиком, генератор импульсов с электронным ключом между ними, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измерения по частоте и глубине модуляции, повышения точности,. упрощения схемной реализации и одновременного определения глубины модуляции и фазовых сдвигов амплитудно-модулированного сигнала,. оно снабжено дискретным делителем напряжения, вычитающим счетчиком, ограничителями напряжения умножителем.частоты, за. датчиком моментов измерения с входящим в него нуль-органом, электронным ключом и счетчиком импульсов, прн этом входы первого ограничителя подключены соответственно к вычитающему счетчику через дискретный делитель напряжения и через усилитель и второй ограничитель к входн му устройству, а выходы усилителя и первого ограничителя подключены соответственно через первый и второй усилители-формирователи и первый и второй электронные ключи к первому и второму суммирующим счетчикам, причем выход первого счетчика соединен со входом вычитающего счетчика и с установочными входами второго счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока переноса, включенного между вычитающим счетчиком и сумматором параллельного действия и связанного через третий электронный ключ с выходом второго усилителя-формирователя и с управляюгцими входами пер. вого, второго и четвертого электронных ключей, причем один из входов последнего пол.ключен через схему конъюнкции к вычитаю.щему счетчику, вход умножителя частоты подкл ючен к выходу первого ус ил ителя-фор. мирователя, а выход через пятый электрон. ный ключ, управляющие входы которого соединены с выходами третьего элекзронного клк)ча и счетчиком импульсов, задазчика чо.7ментов измерения, - к вычитаюшему счетчику, при этом счетчик импульсов соединен через электронный ключ с нуль-органом и генератором импульсов. 8Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР Юг 278778, кл. б 01 К 29/02, 1970.)ларст ио ле35. Мос лиял 11 П У и)с У СоставительТекрсл О. ЛугоТираж 1 12венного комитсги Соам нэобре гений ива. Ж 35, РауигскяПят иг, г. Ужгород