Способ определения амплитуды сигнала

 

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям для определения амплитуды сигналов, содержащих N-ю гармонику. С целью повышения точности и сокращения времени измерения выполняют дополнительные операции перемножения измеряемого сигнала с синусной и косинусной составляющими N-й гармоники опорного сигнала, а также формирование дополнительных сигналов. В устройстве, реализующем способ, измеряемый сигнал поступает на входы перемножителей 2 - 5, с генератора 1 опорного напряжения на входы квадраторов 6 - 9 поступают соответственно синусная и косинусная составляющие опорного сигнала, а также синусная и косинусная составляющие N-й гармоники опорного сигнала. Синусная составляющая опорного сигнала поступает также на перемножитель 10, а на перемножитель 11 - косинусная составляющая. После интеграторов 12 - 21 формируются десять сигналов, по которым в вычислительном блоке 22 по приведенной формуле вычисляют результат измерения, отображающийся в индикаторе 23. Блок 24 управления задает время измерения. В описании приведены примеры реализации блока 24 и генератора 1. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (лцзр G 01 R 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2Ц4703551/21 (22) 08.06.89 (46) 30.08.91, Бюл, М 32 (71) Красноярский политехнический институт (72) Ф Ч.Зандер и М.К,Чмых (53) 62"..317.7(088.8) (56) Тихонов В.И. Статическая радиотехника. M,: "Сов.радио", 1966, с,484-487.

Авторское свидетельство СССР

hh 1465786, кл. G 01 R 19/00, 1987, () „„50 ÄÄ 1674003 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к электрорадио измерениям для определения амплитуды сигналов, содержащих п-ю гармонику. С целью повышения точности и сокращения времени измерения выполняют дополнительные операции перемножения измеряемого сигнала с синусной и косинусной составляющими п-й гармоники опорного сигнала, а также формирование дополнительных сиг1674003

10

55 налов. В устройстве, реализующем способ,. измеряемый сигнал поступает на входы перемножителей 2-5, с генератора

1 опорного напряжения на входы квадраторов 6 — 9 поступают соответственно синусная и косинусная составляющие опорного сигнала, а также синусная и косинусная составляющие и-й гармоники опорного сигнала. Синусная составляющая опорного сигнала поступает также

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано для измерения амплитуды сигналов, в составе которых присуствует и-ая гармоника 20 за время измерения, меньшее периода сигнала, с высокой точностью и помехоустойчивостью.

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени измерения амплитуды сигнала, содержащего в своем составе и-ю гармонику, В соответствии со способом измере ния амплитуды сигнала перемножают измеряемый сигнал на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, интегрируют результаты перемножения, получая соответствующие сигналы а и Р измеряемый сигнал также перемножают с синусной и косинусной составляющими ий гармоники опорного сигнала и интегрируют, формируя соответственно сигналы п и с, синусную и косинусную составляющие опорного сигнала и синусную и коси,нусную составляющие и-й гармоники, опорного сигнала возводят в квадрат и ин тегрируют, формируя соответственно cur>fc с налы а, 7, и с, синусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую и-ой гармоники опорного сигнала перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал у, косинусную составляющую опорного сигнала и косинусную составляк>щую и-ой гармоники опорного сигнала также перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал 4 затем с помощью полученных десяти сигналов по результатам интегрирований вычисляют значение сигнала по формуле на перемножитель 10, а на перемножитель 11 — косинусная составляющая. После интеграторов 12 — 21 формируются десять сигналов, по которым в вычислительном блоке 22 по приведенной формуле вычисляют результат измерения, отображающийся в индикаторе 23. Блок 24 управления задает время измерения. В описании приведены примеры реализации блока 24 и генератора 1. 3 ил.

При этом измеряемый сигнал представляет собой: ((t) = S,stn(m, +дЪ)+

+ Smnosin(nm,т + rpno) + n(t), где Sm„,+ — амплитуда, частота и фазовый сдвиг гармонического измеряемого сигнала;

Smno,@no — амплитуда и фазовый сдвиг и-ой гармоники измеряемого сигнала;

n(t) — флуктуационный шум, присутствующий совместно с полезным сигналом;

n — номер гармоники, присутствующей в сигнале.

При этом опорный сигнал содержит косинусную составляющую, равную

Soo(t) = c0s а t, и синусную составляющую опорного сигнала, равную

Sop(t) = slnc0p t.

На фиг,1 приведена структурная схема одного из вариантов устройства, реализующего способ; на фиг.2 — вариант схемы блока управления; на фиг.3 — вариант схемы генератора опорного напряжения.

Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, перемножители 2-5, квадраторы 6 — 9, перемножители 10 и 11, интеграторы 12-21, вычислительный блок

22, индикатор 23, блок 24 управления. При этом генератор 1 опорного напряжения первым выходом, являющимся выходом синусной составляющей опорного сигнала, соединен с первым входом перемножителя 2, входом квадратора 6 и первым входом перемножителя 10, вторым выходом, являющимся выходом косинусной составляющей опорного сигнала, генератор 1 соединен с первым входом перемножителя

3, входом квадратора 7 и первым входом перемножителя 11, третьим выходом, являющимся выходом синусной составляющей и-ой гармоники опорного сигнала, генератор 1 опорного сигнала соединен с первым

1674003 входом перемножителя 4, входом квадратора 8 и вторым входом перемножителя 10, четвертым выходом, являющийся выходом косинусной составляющей и-ой гармоники опорного сигнала генератор 1 соединен с первым входом перемножителя 5, входом квадратора 9 и вторым входом перемножителя 11. Вторые входы перемножителей 2 — 5 соединены с шиной входа измеряемого сигнала, выходы перемножителей 2 — 5 соединены с входами соответственно интеграторов

12 — 15, выходы квадраторов 6-9 соединены с входами соответственно интеграторов

16 — 19, выходы перемножителей 10 и 11 соединены с входами соответственно интеграторов 20 — 21, выходы интеграторов

12 — 21 соединены с десятью входами вычис.лительного блока 22, своим выходом соединенного со входом индикатора 23, Блок 24 управления содержит (фиг,2) формирователь 25 импульса пуска, времязадающий элемент 26 и формирователь 27 импульсов, последовательно соединенные между собой. Первый выход блока 24 управления является выходом времязадающего элемента 26, а второй — выходом формирователя 27 импульсов, первый выход которого соединен с управляющими входами генератора 1 и интеграторов 12—

21, а второй соединен с управляющими входами интеграторов 12-21 и индикатора

23, Генератор опорного напряжения 1 содержит (фиг.3} тактовый генератор 28, вход которого является управляющим входом, запоминающие блоки 29-32, входы которых соединены с выходом тактового генератора 28 и четыре цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) 33 — 36, входы которых соединены с соответствующими выходами запоминающих блоков 29 — 32, а выходы ЦАП 33 — 36 являются выходами синусной и косинусной составляющих опорного сигнала и синусной и косинусной составляющих и-ой гармоники опорного сигнала соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Формирователем 25 импульса пуска, работающим в ручном или автоматическом режиме, блоком 24 управления формируют момент начала измерения, времязадающим элементом 26 формируют импульс, равный по длительности времени измерения Ти., который по первому выходу поступает на генератор 1 опорного напряжения, на вход тактового генератора 28 и на интеграторы

12-21, В течение времени интегрирования с помощью генератора 1 опорного напряжения формируют синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, которые подают на перемножители 3 и 2, квадраторы

6 и 7, перемножители 10 и 11, синусную и

5 косинусную составляющие и-ой гармоники опорного сигнала, которую подают на перемна.кители 4 и 5, квадраторы 8 и 9, перемножители 10 и 11, Перемноженные с измеряемым сигналом синусную и косинус10 ную составляющие опорного сигнала и синусную и косинусную составляющие и-ой гармоники опорного сигнала, квадрированные синусную и косинусную сосавляющие опорного сигнала и синусную и косинусную

15 составляющие и-ой гармоники опорного сигнала, а также перемноженные между собой синунусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую и-ой гармоники опорного сигнала, косинусную со20 ставляющую опорного сигнала и косинусную составляющую и-й гармоники опорного сигнала интегрируют в интеграторах 12-21 в течение времениТи.

После окончания интегрирования ин25 теграторы 12-21 запоминают результаты на время, равное длительности импульса с выхода формирователя 27 импульсов. поступающего по второму выходу на интеграторы

12 — 21 и индикатор 23. Сигналы с выходов

30 интеграторов 12 — 21, которые в течение действия этого импульса постоянны по време. ни, подают на входы вычислительного блока

22, в котором их переводят в цифровую форму и вычисляют результат измерения по рас35 четной формуле. С выхода вычислительного блока 22 сигнал, являющийся результатом измерения, подают на индикатор 23, который запоминает его и отображает до окончания следующего измерения.

40 Формула изобретения

Способ определения амплитуды сигнала, заключающийся в перемножении измеряемого сигнала на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, интегри45 рования результатов перемножения для формирования соответственно сигналов а и Р, возведения в квадрат синусной и косинусной составляющих опорного сигнала, интегрировании результатов возведения в

50 квадрат для формирования соответственно ф ф: сигналов а и p, u т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения амплитуды, содержащую в своем составе и-ю гармонику, измеряемый сигнал дополнительно перемножают с синусной и косинусной составляющими и-й гармоники опорного сигнала и интегрируют, формируя соответственно сигналы у и Я . синусную и косинусную со1674003

25

Фиг„2

HAMI .3

Составитель В,Смирнов

Техред M,Moðãåíòàë Корректор М.Кучерявая

Редактор Н.Горва

Заказ 2917 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ставляющие п-й гармоники опорного сигнала возводят в квадрат и интегрируют, формируя соответственно сигналы д и Е, М синусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую и-й гармоники опорного сигнала перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал 1, косинусную составляющую опорного сигнала и косинусную составляющую и-й гармоники опорного сигнала также перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал, затем с помощью полученных десяти сигналов по результатам интегрирований вычисляют значения амплитуды сигнала по

5 формуле