Устройство для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскни Социалистических Республик(23) Приоритет С 01 й 19/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 250180. Бюллетень Йо 3 Дата опубликования описания 2 5.0180(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах для измерения амплитудных характеристик антенн.Известно устройство для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала, содержащее преобразователь частоты, аттенюатор, реверсивный счетчик, квадратичный детектор, усилитель опорного. сигнала, усилитель частоты модуляции, генератор опорного сигнала, формирователь синхроимпульсов, фазовый детектор, пороговое устройство, формировательразличитель, ключ, индикатор баланса,,15 генератор частоты коммутации 1 .Известное устройство имеет ограниченный диапазон измерения.Наиболее совершенным является устройство для автоматического измере О ния амплитуд переменного сигнала, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, другич входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним иэ входов фазового детектора, первым входом формирователя-различителя и первым входом формирователя синхроимпульсов, второй вход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, связанному с первым выходом формирователя-различителя, а третий вход формирователя синхроимпульсов соединен со вторым входом реверсивного счетчика, связанным со вторым выходом формирователя-раэличителя, один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блок соединен с одним из входов формирователя-различителя, причем первая группа выходов реверсивного счетчика подключена к аттенюатору Г 2, .Известное устройство имеет ограниченный динамический диапазон измерения.Цель изобретения - расширение цинамнческого диапазона.Для достижения этой цели, устройство для автоматического измерения )амплитуд переменного сигнала, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, другим входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним из входов фазового детектора, первымвходом формирователя-различителя и первым входом формирователя синхроимпульсов, второй вход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, связанному, с первым выходом формирователя-различителя, а третий вход формирователя синхроимпульсов соединен со вторым входомреверсивного счетчика, связанным со вторым выходом формирователя-различителя, один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блоксоединен с одним из входов формирователя-различителя, причем перваягруппа выходов реверсивного счетчикаподключена к аттенюатору, введенычетыре логических элемента И, логический элемент ИЛИ, первый ключ информации, дешифратор, генератор тактовыхимпульсов, инвертор, счетчик обратного кода, делитель, последовательносоединенные счетчик усреднения, первый и второй ключи информации и индикатор, при этом группа входов второгоключа информации подключена такжек второй группе выходов реверсивногосчетчика и к группе входов первогоключа информации, группа выходовкоторого соединена с счетчиком обратного кода выход которого через де"шифратор подключен к первому входупервого логического элемента И, вы-.ходом связанного с первым входом второго логического элемента И, к второму входу первого логического эле.мента И подсоединен первый входтретьего логического элемента И ипервый выход делителя, вторым выходомсвязанного:с первым управлякщим входом счетчика усреднения, третий входпервого логического элемента И соединен с генератором тактовых импульсов, а четвертый вход первого логического: элемента И подключен к выходу ифвертора и входу делителя, входинвертора соединен с управлякцимвходом первого ключа информации,выходом формирователя синхроимпульсов и первьм входом четвертого логического элемента И, выходом связан" .-ного с первым входом логического элемента ИЛИ, а вторыа входом - с первым управляющим входом второго ключа инФормации и одним из входов второго группы выходов реверсивного счетчика,дополнительный выход которого связан с вторым входом второго логического элемента И, связанного выходом со счетчиком обратного кода и счетчиком усреднения,и вторым входом третьего логического элемента И, выходом подсоединенного ко второму управляющему входу второго ключа информации и ко второму входу логического элемента ИЛИ, выход которого также как и группа выходов второго ключа информации являются регистрирующими выходами устройства для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала.Изобретение поясняется чертежом, где приведена Функциональная схема устройства.Устройство для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала содержит преобразователь частоты 1, коммутатор 2, дешифратор 3, усилитель нромежуточной частоты 4, ключ 5, аттенюатор 6, реверсивный счетчик 7, первый ключ информации 8, счетчик обратного кода 9, счетчик усреднения 1 О, второй ключ информации 11, индикатор 12, квадратичный детектор 13, усилитель опорного сигнала 14, второй и третий логические элементы И 15, 16, усилитель частоты модуляции 17, генератор опорного сигнала 18, первый логический элемент И 19, инвертор 20, логический элемент ИЛИ 21, Фазовый детектор 22, пороговый блок 23, Формировательразличитель 24, формирователь синхроимпульсов 25, делитель 26, четвертый логический элемент И 27 индикатор нуля 28, генератор частоты коммутации 29, генератор тактовых импульсов 30.РабОта устройства состоит В следукщем.Коммутаор 2 переключается с частотой, определяемой генератором частоты коммутации 29. При этом обеспечивается подключение ко входу усилителя промежуточной частоты 4 то измеряемого, то опорного сигнала с аттенюатора 6. При равенстге амплитуд коммутируемых сигналов на выходе усилителя частоты модуляции 17 сигнал отсутствует. При незначительном изменении измеряемого сигнала относительно опорного на выходе усилителя частоты модуляции 17 появляется сигнал рассогласования,по частоте равной частоте коммутации коммутатора 2, по величине пропорциональной разности коммутируемых сигналов, При превышении сигналом рассогласования уровня срабатывания порогового блока 23 на выходе последнего появляется сигнал, поступающий на формирователь-различитель 24, определяющий направление рассогласования коммутируемых сигналов. В зависимости от того, какой из коммутируемых сигналов преобладает, 711482формирователь-различитель 24 вырабатывает сигнал, воздействующий на суммирующий илн вычнтакщнй входы реверсивного счетчика 7. Состояние счетчика определяет степень вносимогоослабления аттенюатором,б в опорныйсигнал. При равенстве коммутируемыхсигналов система прйходнт в устойчивое состояние, Состояние реверсивного счетчика 7 отражает относительнуювеличину измеряемого сигнала в дб.Высокое быстродействие устройствапри уровнях измеряемых сигналов, близких к уровню шумов, обуславливаетнеустойчивость показаний измеряемыхвеличин, увеличение погрешности измерений, сбои внешних регистрирующих 15устройств.Для исключения укаэанных являенийн тем самым увеличения динамическогодиапазона устройства вводится статистическая обработка результата измере-Щния, заключающаяся в усреднении полученных знаний по п-измерениям.При этом использование статистической обработки результата по и-измерениям во всем диапазоне изменения 25входного сигнала нецелесообразно,так как прн больших значениях отно-.шения сигнал-шум это приведет толькок Уменьшению быстродействия устройства беэ существенного выигрыша в точ- ЗОностных характеристиках.Целесообразно обеспечить максимальное быстродействие при большихзначениях снгнал-шум с последукщюаавтоматическим введением статистической обработки результата измерения по и-измерениям прн малых значениях отнашения сигнал-шум. Значение и может быть велнчийой переменной в диапазоне измЕнення измеряемого сигнала,4 ОДо. момента введения статистической обработки инФормация с реверсивного счетчика 7 через вторые ключиинформации 11, открытые по второмууправляющему входу потенциалом с 45дополнительного выхода реверсивногосчетчика 7, свидетельствующегооб отсутствии начала усреднения,подается на схему индикатора 12.ина-внешние регистрирующие устройства,50При этом синхронмпульсы черезчетвер-.тый логический элемент И 27 и логический элемент ИЛИ 21 подаются навходы синхронизации внешних регистРирующих устройств. 55При снижении уровня измеряемогосигнала до значения принятого замомент введения статистической обработки с выхода реверсивного счетчика 7 появляется импульс, воздействующий на второй н трепкой логические,элементы И 15, И 16, При этом отключается второй ключ информации 11 отвторой группы выходов реверсивного,счетчика 7 и прекращается прямоепрохождение на выход синхроимпульсов. Одновременно импульс началаусреднения выводится на внешниеустройства, управляющие скоростьюизменения измеряемого сигнала. Поэтому импульсу поворотное устройство(или любое другое) при;снятии амплитудной характеристики антенны(четырехполюсннка) должно уменьшитьскорость вращения, с целью исключе"ния динамической погрешности измерения,По каждому импульсу с Формирова"тела синхронмпульсов 25 первый ключинформации 8 переносит состояниереверсивного счетчика 7 в счетчикобратного кода 9. По окончании действия синхроююпульса на входе первого логического элемента И 19 создаются условия для прохождения импульсов с генератора тактовых импульсов30. Э момент, соответстйукщий переполнению счетчика обратного кода 9,дешифратор 3 выдает низкий потенциал. При этом прекращается поступление импульсов с генератора тактовых импульсов 30, Количество импульсов одновременно фиксируется счетчиком усреднения 10 и соответствуетсостоянию реверсивного счетчика 7.По следующему синхроимпульсу дешифратор 3 обеспечивает на первом входепервого логического элемента И 19высокий потенциал и раэреаает прохождение импульсов с генераторатактовых юнпульсов 30 на счетныевходы счетчика обратного кода 9 исчетчик усреднения 10.Цикл измерений повторяется (и+1)раз и по (п+2)-жу импульсу с делителя 26 на вход второго ключа инФормации 11 подается импульс переписи, разрешающий перенос информациисо счетчика усреднения 10 на внешние регистрирукщие устройства и индикатор 12. Одновременно (и+2) -ойимпульс является синхроиьпульсомдля внешних регистрирующих устройств.Автоматическое введение статистической обработки по п измерениям вобласти малых значений входного сигнала обеспечивает оптимальное быстродействие устройства сохранение точиостных характеристик и аналогичноуменьшению уровня шумов в Я раз.Иапрнмер, усреднение результатапо 10 измерениям обеспечивает увеличение динамического диапазонана 10 дб.Формула изобретенияУстройство для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, после713 4 1, Авторское свидетельство СССР4 О,Р 602869, кл. С 01 й 19/04, 1978довательно соединенные генераторопорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, другим входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним иэвходов фазового детектора, первымвходом формирователя-различителя ипервым входом формирователя синхроим,пульсов второй вход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, связанному с первым выходом формирователя-раэличителя,а третий входформирователя синхроимпульсов соединен со вторым входом реверсивногосчетчика, связанным со вторым входомформирователя-раэличителя,один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блок соединен с однимиз входов формирователя-различителя,причем первая группа выходов реверсивного счетчика подключена к аттейюатору, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, в неговведены четыре логических элемента И,логический элемент ИЛИ, первый ключинформации, дешифратор, генератортактовых импульсов, инвертор,счетчикобратного хода, делитель, последовательно соединенные счетчик усреднения,первый и второй ключи информации ииндикатор, при этом группа входоввторого ключа информации подключена, также к второй группе выходов реверсивного счетчика и к Группе входов первого ключа .информации, группа выходов которого соединена ссчетчиком обратного кода, выход которого через дешифратор подключен:к первому входу первого логическогоэлемента И, выходом связанного спервым входом второго логическогоэлемента И, к второму входу первого 82 8логического элемента И подсоединенпервый вход третьего логического элемента И и первый выход делителя,вторым выходом связанного с первымуправляющим входом счетчика усреднения, третий вход первого логическогоэлемента И соединен с генераторомтактовых импульсов, а четвертыйвход первого логического элемента Иподключен к выходу инверторз и входудэлителя, вход инвертора соединен суправляющим входом перво"о ключаинформации, выходом форкрователясинхроимпупьсов и первым входомчетвертого логического элемента И,выходом связанного с первым входомлогического элемента ИЛИ,а вторьм вхо:дом - с первым управляющим входом второго ключа информации и одним из входов второй группы выходов реверсивного счетчика, дополнительный выход которого вывязан с вторым входом второгологического элемента И, связанногосо счетчиком обратного кода и счетчиком усреднения, и вторым входомтретьего логического элемента И, выходом подсоединенного к второмууправляющему входу второго ключа информации и второму входу логическогоэлемента ИЛИ, выход которого такжекак и группа выходов второго ключаинформации являются регистрирующимивыходами устройства для автоматического измерения амплитуд переменногосигнала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 2. Авторское свидетельство СС(9558224, кл, 6 01 В 19/04, 1976.711482 роРлизегисврирующвв усрройсл 3 едактор Д.Мепуришв Заказ 9002/3 Тираж 1019И Государственного коделам изобретений иМосква, Ж, Раушск Помитета СССткрытийя наб., д сно ЦНИ 1303 Юлиал ППППатент ,Ужгоро Проектна Составитель В,ВагановТехред Н, Ковалева Корректор Я. Веселов ска