Цифровой измеритель глубины модуляции амплитудно модулированных сигналов

0 ф1 рения подключен к второму входу блока формирования кода и к управляющему входу счетчика с цифровой индикацией, другой выход блока задания диапазона измерения соединен с управляющим входом делятеля частоты, а третий выход блока за,дания диапазона измереняя подсоединен к управляющим входам блока формирования уровня ограничения и усилителя-ограничителя, выход которого через блок формиро,вания уровня ограничения подключен к второму управляющему входу усилятеляограничителя, выход ограничителя-формирователя соединей с управлякщим входом блока параллельного переноса и через блок начала отсчета с входом четвертого вычитающего счетчика, второй вход которого через третий электронный ключ подключен к выходу усилителя-формирователя, а выход,четвертого вычитающего счетчика соединен с входом четвертого электронного ключа и через пятый алектронный ключ с управлякшими входами блока начала отсчета и блока задания диапазона измерения, с установочным входом первого вычитающего счетчика и с входом счетчика числа тактов измерения, первый выход ко, торого подключен к управляющему входу шестого электронного ключа, а второй выход - к второму управляющему входу ше,стого электронного ключа, к управляющим входам второго электронного ключа и реверсивного счетчика и через первый блок дизъюнкция к управляющим входам третьего и четвертого алектронных ключей, вторые управляющие входы которых подключены к второму выходу блока начала жсчета, третий выход блока начала отсчета соединен с управляющими входами второго и пятого алектронных ключей; выход второго электронного ключа через шестой алектронный ключсоединен с входом реверсивного счетчяка, а через второй блок дизъюнкции - с входом первого вычитающего счетчика, второй вход второго блока дизъюнкции подсоединен .к выходу четвертого электронного ключа, а второй вход первою блока дизъюнкции соединен с вторым управлякщим входом реверсивного счетчика.На фиг, 1 изображена блок-схема пред лагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.Цифровой измеритель глубины модуляции амплитудно-модулированных сигналов содержит входное устройство 1, усилитель-ограничитель 2, ограничитеаь формирователь 3, усилительормирователь 4, блок 5 логического анализа, электронные 3 73788При измерении известным устройствомглубины модуляции в пределах от 10 до1% погрешность измерения, обусловленнаяшагом квантования возрастает с 0,55 до5%, а при язмерении глубины модуляции ьцредепах от 1 до 0,1% - с 8 до 50%,Цепью предложенного технического решения является повышение точности и рюшйрение пределов измерения глубины модуляции,10Цель достигается тем, что в устройст-.во для измерения глубины модуляции, содержащее алектронные ключи, последовательно соединенныевходное устройство,. усилитель-ограничитель, ограничител фор 15мирователь, а также последовательно соединенные первый вычитаюший счетчик идискретный делителЬ напряжения, подклюф ченный к второму входу ограничителяформирователя, последовательно соединен 20ные второй вычитаюший счетчик, блок переноса, третий вычитающий счетчяк, делитель частоты и реверсивный счетчик, генератор импульсов соединенный с входомпервого электронного ключа, выход кото 25рого подключен ко входу делителя частоты,счетчик с цифровой индикацией. Причемвход реверсивного счетчика соединен свходом второго вычитакицего счетчика, управц ющий вход реверсивного счетчика соеяа: диненс управляющим и входами первогоэлектронного ключа и блока переноса, а выход реверсивного счегчика подсоединен к второму управляющему входу первого электронного ключа выход третьего вычитающегоВ35счетчика соединен с входом счетчика сцифровой индикацией и вторым управлякъщим входом блока переноса, усилителформирователь, четвертый вычитающийсчетчик, блок логического анализа, первый вход которой подключен к выходу сеъ.раничителя-формирователя, второй входчерез усилитель-формирователь соединенс выходом входного устройства, а.выходподключен ко входу второго электронного45-ключа,выход которого соединен с уста-.новочным входом четвертого вькитающегосчетчика, введены блок формирования кода, блок задания диапазона измерения,блок начала отсчета,блок параллельного50переноса, блок формирования уровня ограничения, счетчик числа тактов измеренияи блоки дизъюнкции, причем установочныйвход второго вычитающего счетчика черезблок формирования подключен к выходублока параллельноЮ переноса соединен свйходом первого вычитакзцего счетчика Мвходом блока задания дианаона иэмерения, выход блока задания диапазона изме737880ча- Оо,с ( 0, импульсы на выходеи- ограничителя-формирователя 3 отсутствуют16 (фиг.2, б, г).19 Блок 5 выдает импульсы при наличиичик 5 импульсов на выходе усилителя-формирова 4е- теля 4 и отсутствии импульсов на выходеа- ограничителя-формирователя 3. Импульст- .на выходе блока 5 отсутствует, если втечение времени, определяемого длительна-. 1 О ностью выходного импульса усилителя-форомирователя 4, появляется импульс на выхода органичитепя-формирователя 3 (фиг.2, в,г,д),во Емкость счетчика 17 выбирается иэта .условия М =( - частота несущей,У- - Р- частота. модулирующего сигнала), чтосоответствует времени измерения, равноа- му периоду модулирующего сигнала.и- Блок 29 предназначен дпя формирован ния кода числа М- соотве 1 ствующегокодированному максимальному значениюа- амплитудно-модулированного сигнала0, ц с учетом коэффициента усипе 1 ния усипителя-"ограничителя 2 (т.е. с25 учетом диапазона на котором выдаетсяор- . измерение) и числа тактов измерения;а- Я= .," 2 К (И.,-1),ЗО где Ку - коэффициент усиления усилитепяограничителя 2 на выбранном диапазоне измерения;Ъ - шаг квантования делителя 13;И - число тактов измерения равное 35 2,3и т,д., (емкость счетчи д- ка 26).В моментравенства напряжений с выхода усилителя-ограничитепя 2 О ,и дискретного делитепяЯ 13 на входах ог 4 О раничитепя-формирователя 3 в счетчикейскс14 будет записан код цсцс, соот 5ключи 6, 7, 8, 9, 10, 11, блок 12 напа отсчета, дискретный делитель 13 наряжения, вычитающие счетчики 14, 15,17, реверсивный счетчик 18, делительчастоты, генератор 20 импульсов, счет21 с цифровой индикацией, блок 22 перноса, блок 23 формирования уровня огрничения, блоки 24, 25 дизъюнкции, счечик 26 числа тактов измерения, блок 2задания диапазона измерения, блок 28раллепьного переноса и блок 29 формирвания кода.Амплитудно-модулированный сигнал0(т,) (фиг. 2,а) через входное устройст1, которое служит для измерения масшба входного сигнала и обеспечения требемого входного сопротивления прибора,поступает на входы усилителя-формировтепя 4 и усилителя-ограничителя 2. Услитель-ограничитель 2 выделяет и усилвает верхнюю часть амплитудно-модулирванного сигнала, в которую входит огибющая (фиг. 2,б). Коэффициент усиленияусилителя-ограничителя 2 задается дискретно блоком 27 в зависимости от вьраиного диапазона измерения. Уровеньраничения усилителя-ограничителя 2 также задается дискретно блоком 27 (в звисимости от выбранного диапазона измерения), через блок 23, который одновременно осуществляет автоматическую регулировку и подстройку уровня ограниченияв процессе работы таким образом, чтобысигнал на выходе усилителя-ограничителя2 был неизменным и равен нормированнойвеличине О , (фиг. 2,б). Блок 23 преназначен дпя преобразования кода, постулающего с блока 27 в однозначно связанное с ним напряжение, определяющее уровень ограничения усилитеж-ограничителя2, и автоматической регулировки и подстройки этого уровня в процессе работы.Усилитель-формирователь 4 формирует.последовательно;.ть импульсов, следукщихс частотой несущей (фиг, 2,в),С выхода усилителя-ограничителя 2сигнал 0подается на один вход огьлаю,сраничитепя-формирователя 3, на другойвход которого подается переменный уровень ограничения О задаваемый делиМтелем 13.Максимальное значение образцовогонапряжения на выходе делителя 13 выбирается из условиямиЦ(фиг.2,б). Ограничитель-формирователь 3 формирует импульсы в моменты превышениясигнала на выходе усилителя-ограничителя 2 над уровнем ограничения 0, , т.епри )ьскс 7 и При ветствующий нормированному максималь ному значению амплитудно-модул ированного сигнала на выходе усилителя-ограничителя 2. Эгот код, через блок 28, переносится в схему 29 по первому выходномуимпульсу ограничителя-Формирователя 3. О После окончания операции выбора диапазона измерения (первый такт измерения)происходит умножение кода, ранее введенного в бонн 99 ( -ВВЬЙ), нв внв . чение коэффициента усиления, соответствующего выбранному диапазону измерения,на число 2 (пт), .Блок 29, в зависимости от состояниясчетчика 14, после окончания первого7 737880 такта измерения, выбирает необходимый диапазон измерения и в зависимости от выбранйого диапазона измерения устанавливает соответствующие коэффициент усиления и через блок 23 - уровень ограничения 19, а также управляет индикацией результата счетчика 21 и блоком 29,Принцип действия устройства заключается в следукицем.Известно, что коэффициент модуляции 10 численно равен отношению разности между максимальным и минимальным значениемамплитудно-модулированного сигнала к их сумме15"макс мниПринимая во внимание (фиг. 2,6), что максимальное изменейие амплитуды модулирующего сигнала, относительно амплитуды несущей при отсутствии модуляции) можно записать так: 2 макс ВОПринцип нейосредственного измерения 25величин 2 ь, О,ц и 2 Ощ,акс - 2 а Од,и вычислений по этим значениям коэффициейта модуляции и положен в основу предлагаемого устройства.Амплитудно-модулированный сигнал 30производится к постоянной нормированнойвеличине О с . Величина 2 Оцсе виде числового кода вводится в счетчикделителя (счетчик 15). Величина 2 ь,Оизмеряется и в виде числового кода вво 35дится в счетчик делимого (счетчик 18) ибдновреМенно вычитается иэ сЧетЧика делителя. Затем производится операция деления.Результат деления поступает всчетчик цифровой индикации (счетчик 21 40и высвечивается на индикаторном табло.Устройство работает следующим образом (фиг. 1).Амплитудно-модулированный -сигналОй) (фиг. 2,а) через входное устройство 1 поступает на входы усилителя-ограничителя 2, коэффициент усиления кото "рого "устаЖвливаетея минимально возможной величины, и усилителя-формирователя4. На другой вход усилителя-ограничителя 502 подается нулевое значение уровня отграничения с блока 23. На-"выжди усилитепй.ограничителя.2 выделяется положительная полуволна амплитудно-модулированного сигнала, усиленная до нормированного значения О,ч,дс (фиг; 2,6), иподается на вход ограничителя-формирователя 3, На другой вход ограничителя-фор 8мирователя 3 с делителя 13 подается ооразцовое напряжение Оккс, код которого записан в счетчике 14.В результате на выходе ограничителя3 сигналотсутствчет,Электронные ключи 6, 7, 8, 9, 10,11 закрыты и не пропускают входных .импульсов.По сигналу "Пуск" счетчик 18 устанавливается в режим работы на сложение,открываютс.я ключи б, 7 и на вход счетчика 17 с выхода усилителя формирователя 4 начинают поступать импульсы, следующие с частотой несушей (фиг. 2,в).Импульсы с выхода счетчика 17 (фиг.2,е) через открытый ключ 7 и блок 25поступает на вход счетчика 14. В результате напряжение на выходе делителя 13начинает дискретноуменьшаться с частотой модулирукщего сигнала (фиг. 2,6).В момент равенства напряжений, с выхода делителя 13 и нормированного максимапьного значения амплитудно модулированного сигнала, с выхода усилителяограничитепя 2, на входах ограничителяформирователя 3,на его выходе появляется импульс (фиг. 2,б,г), который поступает на входы блоков 5, 12, 28. Блок28 открывается и код (соответствующийнормированному максимальному значенйюамплитудно-модулированного с игналаОс.с ), записанйый в счетчике14, переносится в блок 29. Выходнойсигнал блока 12 закрывает ключи 6, 7 иоткрывает ключи 8, 9. С этого моментана вход счетчика 17 через блок 12 поступают импульсы с выхода, ограничителяформирователя 3 (фиг, 2,г)., а на входсчетчика 14 и установочный вход счетчика 17 через ключ 9 поступают импульсыс выхода схемы 5 (фиг. 2,д),1Таким образом, на вход счетчика 17поступает число импульсов, равное количеству превышений амплитудных значенийнесущей над каждым уровнем калиброванного напряжения делителя 13 за интервалвремени между выходными импульсамиблока,5 (фиг, 2,б,г.д). В момент достижения минимального значения амплитудномодулированнбго сигнала Ц на устайовочный вход счетчика 17 с блока 5 эапериод модулируюшего сигнала не поступит ни одного импульса. На вход счетчика 17.за это же время поступит числоимпульсов Н= - , и результате на егоУи 737880 35 2 дО В счетчике 14 за это же время записан код, соответствующий минимальному значению амплитудно-модулированного сигнала О и, по которому блоком 27 производится выбор соответствунщего диа назона измерения.Импульс с выхода счетчика 17 через открытый ключ 8 поступает на.вход счетчика 26, управляющий вход блока 27 и устанавливает в исходное состояние счет-. 10 чик 14 и блок 12,В зависимости от выбранного диапазона измерения блок 27 устанавливает сост ветствующие коэффициент усиления и чегрез блок 23 уровень ограничения усилите ля-ограничителя 2 и коэффициент делителя 19, который определяется исходной из требуемой дискретности отсчета. Кд = 100,20где Кд - коэффициент деления делителя 19;- величина, обратная требуемойдискретности отсчета на соответствующем диапазоне;100- коэффициент, учитывающий отсчет модуляции,%.Кроме гого, сигналы "управления с выхода блока 27 поступают на управляющиевходы счетчика 21 и блока 29. Блок 29формирует. код числа30моксМ"- п -11,Код числа о вводится в счетчик 15.Импульс с первого выхода счетчика 26открывает ключ 10 и на этом первыйтакт измерения заканчивается.Таким образом, по первому такту из-мерения происходит выбор диапазона измерения и вводится код числа М в счетчик 15Начинается следующий такт измерения,После установки в исходное состояниеблока 12 ключи 6, 7 открываются и импульсы с выхода усилителя-формирователя4 вновь начинают поступать на вход счет чика 3,7.В момент равенства напряжений, с выхода делителя 13 и максимального значения амплитудно-модулированного сигналас выхода усилителя-ограничителя 2, на50входах ограничителя- формирователя 3,клкчи 6, 7 закрываются и открываютсяключи 8, 9. На вход счетчика 17. черезблок 12 начинают поступать импульсы свыхода ограничителя-формирователя 3. 55Импульсы с выхода блока 5 через открытый ключ 9 поступают на установочныйвход счетчика 17, через блок 25 на входсчетчика 14, а также через открытыйс 10ключ 10 - на входы счетчиков 15 и 18. Выходной импульс счетчика 17, соответствующий миниМальному значению амплитудно-модулированного сигнала, поступает на вход счетчика 26 и устанавливает в исходное состояние счетчик 14 и блок 12. В результате ключи 8, 9 закрываются, а ключи 6, 7 открываются и такт измерения повторяется.В счетчики 15, 18 после каждого, такта измерения записывается число импульсов 2 ЬОмЪТак будет продолжаться до момента появления импульса на выходе счетчика 26. При этом, в счетчике 15 будет записан код напряжения 2 Омос - 2 д 0, с -учетоМ коэффициента усиления усилителяогранйчителя 2 и числа тактов измерения.(2 О, окс 2 дО РчВ счетчике,18 будет записан код напряжения 2 дО также с учетом коэффи циента усилителя-ограничителя 2 и числа тактов измерениядО КР= и .-11"По выходному импульсу счетчика 26 закрываются ключи 6, 7, 8, 9, 10, счетчик 18 устанавливается в реж работы на вычитание, код, записанный в счетчике 15, через блок 22 переносится в счетчик 16 и открывается ключ 11 - начинается операция деления.Через открытый ключ 11 импульсы с генератора 20 поступают на счетчик 16 й через-делитель 19 на счетчик 13. После списывания числа К со счетчика 16, в счетчик 21 записывается единица и происходит очередной перенос кода" ,записанного в счетчике 15в счетчик 16.Так будет продолжаться до тех пор, пока в счетчике 18 не будет списано число Р . Импульс переполнения счетчика 18 закрывает ключ 11 и процесс измерения заканчивается.В счетчике 21 будет записано число, соответствующее коэффициенту модуляции Формула и зобретения Цифровой измеритель глубины модуляции амплитудно-модулированных сигналов,737880 12ока задания диапазона измерения соедин с управляющим входом делителя часы, а третий выход блока задания диаэона измерения подсоедйнен к управлящим входам блока формирования уровняграничения и усилителя-ограничителя,ход которого через блок формированияровня ограничения подключен квтОромуправл яюшему входу усилителя-ограничиеля, выход ограничителя-формирователяединен .с управляющим входом блока пааллельного переноса и через блок начаа отсчета - с входом четвертого вычиающего счетчика, второй вход которогоерез третий электронный ключ подключенвыходу усилителя-формирователя, а выод четвертого вычитающего счетчика содинен с входом четвертого электронноголюча и через пятый электронный ключ справляющими входами блока начала отчета и блока задания диапазона измерения, с установочным входом первогоычитающегосчетчика и с входом счетчиа числа тактов измерения, первый выходоторого подключен к управляющему входуестого электронного ключа, а второйыход - к второму управляющему входуестого электронного ключа, к управляюим входам второго электронного ключареверсивного счетчика и через первыйок дизъюнкции к управляющим входам1тьего и четвертого электронных клюей, вторые управляющие входы которыходключены к второму выходу блока паапа отсчета, третий выход блока началачета соединен с управляющими входамиторого и пятого электронных ключей, выод второго электронного ключа черезестой электронный ключ соединен с вхоом реверсивного счетчика, а через втоой блок дизъюнкции - с входом первогоычитающего счетчика, второй вход второблока дизъюнкции подсоединен к выхочетвертого электронного ключа, а втоой вход первого блока диэъюнкции соедиен с вторым управляющим входом реверивного счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 424089, кл. 5 01 Р 29/06, 1975.2. Авторское свидетельство СССР1 о 608109, кл, З 01 К 29/06, 1974(прототип) . 11содержащий электронные ключи, последо- блвательно соединенные входное устройство, неусилитель-ограничитель, ограничительформирователь, а также последовательнопасоединенные первый вычитаюший счетчик юи дискретный делитель напряжения, под- оключенный к второму входу ограничителя вьформирователя, последовательно соединен- уные второй вычитающий счетчик, блок пе- уреноса, третий вычитаюший счетчик, дели О ттель частоты и реверсивный счетчик, ге- сонератор импульсов соединенный с входом рпервого электронного ключа, выход кото-лрого подключен к входу делителя частоты, тсчетчик с цифровой индикацией, причем ц чвход реверсивного счетчика соединен свходом второго вычитаюшего счетчика, уп хравляющий вход реверсивного счетчика о- еединен с управляющими входами первого иэлектронного ключа и блок переноса, а вы ход реверсивного счетчика подсоединен квторому управляющему входу первогоэлектронного ключа, выход третьего вычи- втающего счетчика соединен с входом счет- кчика с цифровой индикацией и вторым уп- д 5 кР авляющим входом блока переноса, усили- штель-формирователь, четвертый вычитающий счетчик, блок логического анализа,Шпервый вход которого подключен к въеду щограничителя-формирователя, второй вход Зо ичерез усилительформирователь соединей с блвыходом входного устройства, а выход подключен о входу второго электронного ключа, выход которого соединен с установоч- иным входом четвертого вьйитаюшего счетчик о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,чика,цепью повышения точности и расширенияхН"Юъ ди елов измерения, в него введены блокШф мирования кода, блок задания диапазоорб ок .дна измерения, блок начала отсчета, блокпараллельного переноса, блок формирова- Рния уровня ограничения, счетчик числавтактов измерения и блоки диаъюнкции,причем установочный вход второго вычитающего счетчика через блок формирова- Рния кода подключен к выходу блока панраллельного переноса, вход блоке параллельного переноса соединен с выхбдомпервого вычитающего счетчика и входомблока задания диапазона измерения, выходблока задания диапазона измерения подключен ко второму входу блока формирования кода и к управляющему входу счетчика с цифровой инпикацией, другой вход737880 оррект в По писн 5/26 Тираж 1019 д ое НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений я открытий 38, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5