Устройство для измерения малых уровней сигнала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРесиублнк щ 947786(22) Заявлено 01.10. 80 (21) 2987449/18-21с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 300 782. Бюллетень М 2 8Дата опубликования описания 30.07.82 Я) М,Кп з С 01 К 29/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторизобретения В.Ф аявитель 54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ УРОВНЕСИГНАЛА устройства янния к идентичИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровней гармонических сигналон, лежащих ниже уровня шума усилителя.Известно устройство для автокорреляционного измерения мощности радиоимпульсного сигнала на фоне аддитивного шума, содержащее усилитель, блок задержки, видеодетектори коррелятор 1.Недостатками этого устройства являются низкие разрешающая способность и реальная чувствительность из-за нелинейности вольтамперной характеристики нидеодетектора, значительной инерционности усредняющей цепи, равной периоду следонания импульсов.Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения малых уронней сигналов, содержащее два усилителя, своими входами подключенными к источнику сигнала, а выходами, соответстненно, к двум входам перемножителя, выход которого подключен к индикатору через интегратор 23 .Недостатками этоголяются высокие требова йости Фазовых характеристик, таккак разбаланс фаэ приводит к ошибочным отсчетам, обусловленных дополнительным сдвигом при функциивзаимной корреляции от т, = О. Создание двухканальных идентичных усилителей приводит к значительному усложнению устройства.Цель изобретения - повышение точности измерений и реальной чувствительности устройства путем разверт-.ки но времени функции автокорреляции при одноканальном методе анализаПоставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены установленные на выходе усилителя блоквыборки и хранения, подключенный квходу перемножителя, и последовательно соединенные между собой дискриминатор знака и регистр сдвига,через переключатель подключенныйк второму входу упомянутого перемножителя, и кольцевой регистр, тактируемый генератором, выход которого 25 одновременно подключен к управляющему входу блока выборки и хранения.Блок усреднения выполнен из иконденсаторов, одними своими выводами подключенными к интегрирующему 30 резистору, а вторыми к и ключам,Если учесть, что величина 1 + + М)С значительно больше максимального интервала корреляции процесса(1) и принимается такой, что то Пможно представить в видеО Принимаем, что за один цикл Т =5Иукладйвается Й целых периодов1 1 1ТВЫх где у = -- р - . Тогда просбых "о хто получить соотношения для определения периодов следования импульсов ьц с генератора 14 Так как в течение одного циклаТ укладывается целое число периодовТбых г и конденсаторы 1111. 11 п переключаются последовательно и пода"ют информацию в виде напряжения наиндикатор 10 об аргументе функцииавтокорреляции соответственно Т =(1 + 1) , - (Х + Ь)ото на выходе блока 8 усреднения имеем непрерывный дискретизироваиный 35синусоидальный сигнал, аппроксимированный последовательностью прямо"угольных импульсов, длительностьюравной периоду дискретизации Ос периодом Тбщи амплитудой, пропор" 40циональной амплитуде входного сигнала.сВ качестве индикатора 10 можетбыть использован распространенныйвольтметр переменного тока, работающий по принципу измерения среднегозначения. При достаточном количестве и ошибка, вызванная дискретизацией при используемой аппроксимациисигнала на выходе блока 8 усреднения, может быть сведена к минимуму,так как значение в этом случаепрактически не изменяется,Если принять= - в , гдеколичество целых периодов Т, укладывающихся на интервале задержкирегистра 2 сдвига до переключателя7,.то при этом ошибка, вызваннаянеточностью установки , будет ми 0нимальная и йезначительная, так как 60на конденсаторе 11 и 11 установится напряжение. соответствующее1 дел. х(0)Предлагаемое одноканальное устройство при отсутствии второгб ка нала усиления и использования болеепростого релейного перемножителяпозволяет повысить точность измерения и реальную чувствительность.Кроме того, преобразование частотывходного сигнала Т " в более низкохчастотную Т хпоэволяет расширитьчастотную о 3 лаоть применения устройства и применять в качестве индикатора более низкочастотный вольтметр.Для уменьшения дисперсии статистической ошибки, а, следовательно,и повышение чувствительности измерения целесообразно, помимо увеличенияпостоянной времени блока 8 усреднения, уменьшить полосу усилителя 1или выполнить его в виде селективного усилителя, построенного на час,тоту входного сигнала, При этом некоторая неточность подстройки существенно не повлияет на результат измерения, так как величина фазовогонабега не влияет на результат измерения по сравнению с двухканальнымустройством.Формула изобретения1, Устройство для измерения малыхуровней сигнала, содержащее усилитель, блок усреднения и перемножитель, своим выходом подключенный киндикатору через интегрирующий резистор блока усреднения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и реальной чувствительности устройства, в него введены установленные на выходе усилителя блок выборки и хранения, подключенный к входу перемножителя, ипоследовательно соединенные междусобой дискримннатор, знака и регистрсдвига, через переключатель, подключенный к второму входу упомянутогоперемножителя, и кольцевой регистр,тактируемый генератором, выход которого одновременно подключен к управляющему входу блока выборки и хранения.2, устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок усреднения выполнен иэ п конденсаторов,одними своими выводами подключеннымик интегрирующему резистору, а вторыми к п ключам, вторые выводы которыхприсоединены к общей шине, а управляющие - к выходам кольцевого регистра, соединенного и-ым выходом с тактируемым входом регистра сдвига, аустановочным входом - с установочнойшиной и входом обнуления регистрасдвига.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Авторское свидетельство СССР9172366, кл. С 01 й 29/26, 1965.2. Воюцкий В.С, Корреляционныйметод обнаружения и измерения слабыхсигналов. "Недра", 1965, рис, 3,с. 5"7 (прототип), 947786947766 Составитель Л.МурановРедактор Н.Гришанова Техред С. Мигунова Корректор Ю.М ака 113 5 лиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,8 ихИДюка + Юыходдлдка ю Равд Ялова 45/69 ВНИИПИ Госуд по делам и 035, Москва, Тираж 71рственногообретений"35, Раущс ПодписиСР омитета Соткрытийя наб., д