Способ формирования разности амплитуд сигналов, отсчитанных в два момента времени

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности. Устройство, реализующее способ, содержит линии 1,2 задержки, аттенюатор 3, усилитель-ограничитель 4 перемножители 5,6, фильтры 7,8,12 нижних частот, вычитающий блок 9, делитель 10 напряжения , квадратор 11. С их помощью из ограниченного по амплитуде и задержанного сигнала формируют сигнал с информацией о паразитной амплитудной модуляции основного задержанного сигнала, которая и устраняется в устройстве. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1652923 А2 (!9! (! 1) (5!) 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 834543 (21) 4655310/21 (22) 27.02.89 (46) 30.05.91. Бюл. М 20 (71) Омский политехнический институт (72) О.Г.Лукиных (53) 621.317.799 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 834543, кл. G 01 R 19/00, 1979. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ РАЗНОСТИ АМПЛИТУД СИГНАЛОВ, ОТСЧИТАННЫХ В ДВА МОМЕНТА ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности. Устройство, реализующее способ, содержит линии 1,2 задержки, аттенюатор 3, усилитель-ограничитель 4, перемножители 5,6, фильтры 7,8,12 нижних частот, вычитающий блок 9, делитель 10 напряжения, квадратор 11. С их помощью из ограниченного по амплитуде и задержанного сигнала формируют сигнал с информацией о паразитной амплитудной модуляции основного задержанного сигнала, которая и устраняется в устройстве. 1 ил.

1б52923 где S(t) — амплитуда, в- частота; р(t)- фаза сигнала;

n — номер гармоники.

K So, . n sin (и а 1+ n P (t ) ), 1

n = 1.3.5,...

КSo, „sln(ПNt+np(t)). $

n = 1,3,5,...

= Ь ($ ()/2 — S (t ) cos (2 и1

Х вЂ” „sin (n ит п р(т ) )}, (t) sin (Nt +p(t)) =

+2p(t))/2+$(t) sin (ìt -1-p(t)x п =1.Э,5,... получают сигнал

K S,(К. + Л К(1)) sin (N(t — r) + p(t — 4 (К. + K(t))S(t - r) sin (N(t — r) + p(t - ) =

=-К So(Kp+ЛK(t)) $(t — т) . Sin(в(t — r)+ р(t — т)) =.

2 .(1

=kQ(Ко+яК(t)) $(t — 7) д — cos(2N(t — r)+2p(t — г))/2 >

Изобретение относится к измеритель- нфй технике, может быть использовано при измерении флуктуаций амплитуды сигнала и касается усовершенствования известного способа по авт.св. СССР М 034543.

Цель изобретения — повышение точности формирования разности амплитуд сигналов, отсчитанных в два момента времени.

На чертеже приведена Обобщенная структу рная схема устройства, реализующего способ.

Способ заключается в следующем.

Исследуемый сигнал

U(t) = S(t) sin (N t+p(t))

ОГpGHH MBBloT no 3Mn/lw @e, T.е преобраэуЮт в сигнал с постояннОЙ амплитудоЙ

So, ". — sin (n 03 t+ n p (t ) ), и = 1.35,... фильтРУют и полУчают сигнал KSo$(t)/2.

Задерживают во времени на интервал исследуемый и ограниченный по амплитуде сигналы. При этом в задержанном ограниченном по амплитуде сигнале

K $о(Ko + A K(t)) Sin (N (t — r ) + p (t —. r )- ч

И задержанном исследуемом сигнале (K + Ь K(t)p(t — z) Sin (N(t — г) + p(t — t)j пявляется паразитная амплитудная модулязависящий от паразитной амплитудной модуляциии.

Иэ ограниченного задержанного сигнала (К +ЛK(t))S, K sIn(м(1-r)+p(t -r)) формируют флуктуиру ощий сигнал йк (к, +лк )

2 несущий информацию о параэитной амплитудной модуляции, например, с помощью квадратичного амплитудного детектирования, Сфоумированным сигналом So К (Ko +

+ Ь К (t)} /2 управляют амплитудой KSo (Ko+

+Л К (t)) S (t - х)/2 задержанного фильтруеОграниченный по амплитуде сигнал ослабляют по амплитуде, т,е. преобразуют в сигнал где К вЂ” коэффициент ослабления;

So — амплитуда ограничения.

Ослабленный по амплитуде сигнал умножают на исследуемый сигнал U(t),а продукты перемножения ция, величина и поведение которой определяются сомножителем Л К (t ).Вызвана она принципиальной невозможностью идеального выполнения операции задержки во времени, зависимостью ослабления задерживаемых сигналов по амплитуде от частоты сигналов и широким спектром частот задерживаемых сигналов.

Задержанные сигналы перемножают и мого сигнала, например, путем деления сигналов, в результате чего получают сигнал

S(t t)/KSp .

Определяют разность профильтрованных сигналов KSpS(t)/2 и S(t"т)/К$о,причем продукту фильтрации задержанного сигнала S(t-r)/К$оприсваиваютвесK2$p /2, в результате чего получают искомую разность ч($(1)-$(т-т)) амплитуд сигналов, отсчитанных в два момента времени.

Структурная схема устройства, реализующего способ, содержит первую и вторую линии 1 и 2 задержки, к входам которых подключены вход и — через ступенчатый аттенюатор 3 — выход усилителя-ограничителя

1652923

U<(t)=(K. + Л K(t))S(t — r) я п (gt — r) + gt — т))х х (К., + Л K(t)) Q К з п (в(т — х) + ф - r))=SoK x х (Kp + Ь K(t)) (S (t — r )/2 — $ (t — т ) cos (2 в(т — r) + 2 (р(с — т))бг j

Выходной сигнал перемножителя 5

Us(t)=Uz(t) U(t) =S(t)sin(mt+rp(t)) KSp g — sIn(nNt+ n(/)(t))=

1 п =1,3,5,...

= К Ss{S (а )Г2 — 2 cas (2 co s + 2 )s (s ) ) + S (s ) sin(cu r + rp (s ) ) х

x, — sin (n cu t n (/) (t ) )

n = 1,3,5,...

4 и входы первого перемножителя 5, а выходы первой и второй линий 1 и 2 задержки присоединены к входам второго перемножителя 6, первый и второй фильтры 7 и 8 нижних частот, подключенные к выходам соотетствующих перемножителей; вычитающий блок 9, включенный между выходами фильтра 7 и делителя 10 напряжения, одним из входов последовательно включенного с фильтром 8, причем выход вычитающего блока 9 присоединен к выходной клемме всего устройства, а входная клемма устройства подключена к входу усилителя-ограничителя 4, квадратор 11, вход которого подключен к выходу второй линии 2 задержки, а выход — через фильтр 12 нижних частот — к второму входу делителя 10.

Устройство работает следующим обра. зом.

Исследуемый сигнал U(t) = S(t) sin (в t +

+ ()() (t)) с фгуктуациями амплитуды S(t) и фазы р (i) ограничивают в усилителе-ограничителе, т.е. преобразуют в сигнал с постоянной амплитудой $О, и в ступенчатом ,аттенюаторе 3 ослабляют по амплитуде в

К = 2V/Sp раз, где Ч вЂ” любое целое положительное число. Выходной сигнал аттенюатора3

U3(t) =KЯS ) g — — sin (net+np(t)), 1 и и = 1,3,5,... фильтруют в фильтре 7 нижних частот, после чего получают сигнал

U7(t) = KSpS(t)/2

Выходной сигнал линии 2 задержки возводят в квадрат. Результат квадрирования

U11(t)=Uz(t) 02(т) =(Kp+h. К (t))z{ 1/2- cos (2 в (т-г) + 2 ф (1 — t ) )/2) К $о фильтруют в фильтре 12 нижних частот.

Выходной сигнал фильтра 8 нижних частот

Ua(t)=SpК(К. + ЛК(т)) $(t- )/г в перемножителе 5 умножают на исследуемый сигнал U(t) и, кроме того, с помощью линии 2 задержки совершают по времени с задержанным на время тв линии 1 задержки сигналом U(t). Поскольку исследуемый сигнал и выходной сигнал аттенюатора 3 содержат широкий спектр частот, а реальным амплитудно-частотным характеристикам линий 1 и 2 задержки присуща неравномерность, т,е, их коэффицент передачи по частоте имеет постоянную составляющую Л К(в) и переменную составляющую Ко, то исследуемый сигнал после прохождения им линии 1 задержки преобразуется к виду !

U1(t)= (К, + Л K(t))S(t — r) sin (в(1 — т) + gt — r)), 20 I где Л К(t) определяет величину и поведение паразитной амплитудной модуляции, возникающей из-за неравномерности амплитудно-частотной характеристики линии задержки. Выходной сигнал аттенюэтора 3 в линии 2 задержки преобразуется к виду

U2(t)= (Kp + Л K(t))3 К sin (gt — t) + ф — r)).

Выходные сигналы линий 1 и " .задержки в перемножителе 6 умножаются один на другой, в результате чего получают сигнал делят в делителе 10 на выходной сигнал фильтра 12 нижних частот

U1z(t) = K Sp (Ko + Л K (t )) /2 после чего получают сигнал

U 1o(t) = S (t - Q / K Sp,..

Вычитающий блок 9 осуществляет пре55 образование

Ug(t) = Uz(t) — U1o(t) К Яо /2, в результате которого-имеем разйоствV(S(t)-S(t-t)),являющуюся искомой разностью амплитуд сигналов, отсчитанных в два мо1652923

Составитель. В. Степанкин

Редактор А. Маковская Техред M,Моргентал Корректор M,Moðãeíòàë

Заказ 1771 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мента времени, и не зависящую от паразит toA амплитудной модуляции, возникающей из-за неравномерности амплитудно-частотных характеристик линий задержки.

Таким образом, предлагаемый способ г1оэволяет повысить точность формирова ия разности амплитуд сигналов, отсчитаных в два момента времени, за счет

yìåíüøeHèí погрешности от неидеальносги выполнения операции задержки во времени исследуемого и ограниченного по амплитуде сигналов.

Формула изобретения

Способ формирования разности амплитуд сигналов, отсчитанных в два момента времени, по авт.св. СССР М 834543, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности формирования разности амплитуд сигналов, отсчитанных в два момента времени, выделяют паразитные флуктуирующие составляющие амплитуд задержанного и задержанного ограниченного по амплитуде входных сигналов, формируют их произведение и модулируют амплитуду задержаного входного сигнала сигналом,, обратным произведению паразитных флуктуирующих составляющих .амплитуд задержанного и задержанного ограничен. ного по амплитуде входных сигналов.