RU2012125C1 - Phase-sensitive rectifier - Google Patents

Phase-sensitive rectifier Download PDF

Info

Publication number
RU2012125C1
RU2012125C1 SU4884427A RU2012125C1 RU 2012125 C1 RU2012125 C1 RU 2012125C1 SU 4884427 A SU4884427 A SU 4884427A RU 2012125 C1 RU2012125 C1 RU 2012125C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
inputs
phase
integrating
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.М. Федоров
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" filed Critical Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика"
Priority to SU4884427 priority Critical patent/RU2012125C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2012125C1 publication Critical patent/RU2012125C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

FIELD: electrical measurements. SUBSTANCE: rectifier has multiplier circuit with sources of input and reference signals, (n-1) integrating circuits, adder, (n/2) inverters, (n-1) scaling circuits. Proper selection of gains of scaling circuits makes the rectifier non-sensitive to the specified population of derivatives of the processed signal envelope. EFFECT: reduced dynamic error. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрических измерений в диапазонах инфранизких и звуковых частот, может использоваться при экспериментальном определении амплитудно-фазовых частотных характеристик четырехполюсников при акустических измерениях, исследованиях в области автоматического управления и регулирования, в геофизике, океанологии, биофизике и т. д. Непосредственное назначение устройства - аналоговое вычисление скалярного произведения векторов опорного и измеряемого сигналов. The invention relates to the field of electrical measurements in the ranges of infra-low and sound frequencies, can be used in the experimental determination of the amplitude-phase frequency characteristics of quadripoles in acoustic measurements, studies in the field of automatic control and regulation, in geophysics, oceanology, biophysics, etc. - analog calculation of the scalar product of the vectors of the reference and measured signals.

Цель изобретения - уменьшение динамической погрешности, возникающей из-за изменения амплитуды обрабатываемого сигнала во времени. The purpose of the invention is to reduce the dynamic error arising due to changes in the amplitude of the processed signal over time.

На чертеже представлена структурная схема выпрямителя. The drawing shows a structural diagram of a rectifier.

Устройство содержит источники входного 1 и опорного 2 сигналов, умножающее звено 3 с входами 4, 5 и выходом 6, n фильтров нижних частот в виде интегрирующих цепей 7-1, . . . , 7-n, ent (n/2) инверторов 8-1, 8-m; n-1 масштабирующих звеньев 9-1, . . . , 9-n-1 и n-входовый сумматор 10 с входами 11-1, . . . , 11-n и выходом 12. The device contains sources of input 1 and reference 2 signals, a multiplying link 3 with inputs 4, 5 and output 6, n of low-pass filters in the form of integrating circuits 7-1,. . . , 7-n, ent (n / 2) inverters 8-1, 8-m; n-1 scaling links 9-1,. . . , 9-n-1 and n-input adder 10 with inputs 11-1,. . . , 11-n and output 12.

Выпрямитель работает следующим образом. The rectifier operates as follows.

На входы 5 и 4 умножающего звена 3 поступают соответственно опорный Uo = = sing sinω t и обрабатываемый U = Um (1 + k sinΩt)sin(ωt+φ) сигналы, где Um - амплитуда обрабатываемого сигнала;
ω - его частота;
φ - сдвиг фаз между входным сигналом и первой гармоникой опорного сигнала;
Ω - частота огибающей;
k - коэффициент амплитудной модуляции.
At inputs 5 and 4 of the multiplying link 3, respectively, the reference U o = = sin sinω t and the processed signals U = U m (1 + k sinΩt) sin (ωt + φ) are received, where U m is the amplitude of the processed signal;
ω is its frequency;
φ is the phase shift between the input signal and the first harmonic of the reference signal;
Ω is the frequency of the envelope;
k is the amplitude modulation coefficient.

Выходное напряжение Е умножающего звена с учетом лишь первой гармоники опорного сигнала
E= UUo=

Figure 00000001
[cosφ-cos(2ωt+φ)] (1+ksin Ωt) (1)
Выходной сигнал Uвых q q-й интегрирующей цепи с постоянной времени q, возбуждаемой сигналом Е по выражению (1), определяется дифференциальным уравнением
τq(dU q в ых/dt)+U q в ых= E (2)
В установившемся режиме при Ω<<ω и (2ωτq)2>>1, опуская высокочастотную составляющую, получаем
U q в ых=
Figure 00000002
Figure 00000003
1+
Figure 00000004
sin(Ωt-arctgΩτq)
Figure 00000005
cosφ (3)
Образуем линейную комбинацию UΣ выходных напряжений Uвых q n интегрирующих цепей 7-1, . . . , 7-n
UΣ=
Figure 00000006
U q в ых=
Figure 00000007
Figure 00000008
+
+k
Figure 00000009
Figure 00000010
sin (Ωt-arctgΩτq)
Figure 00000011
, (4) где αq - весовые коэффициенты и α1 = 1.The output voltage E of the multiplying link, taking into account only the first harmonic of the reference signal
E = UU o =
Figure 00000001
[cosφ-cos (2ωt + φ)] (1 + ksin Ωt) (1)
The output signal U oi q of the qth integrating circuit with a time constant q excited by signal E according to expression (1) is determined by the differential equation
τ q (dU q at s / dt) + U q at s = E (2)
In the steady state, for Ω << ω and (2ωτ q ) 2 >> 1, omitting the high-frequency component, we obtain
U q at oops =
Figure 00000002
Figure 00000003
1+
Figure 00000004
sin (Ωt-arctgΩτ q )
Figure 00000005
cosφ (3)
We form a linear combination of U Σ output voltages U output q n integrating circuits 7-1,. . . , 7-n
U Σ =
Figure 00000006
U q at oops =
Figure 00000007
Figure 00000008
+
+ k
Figure 00000009
Figure 00000010
sin (Ωt-arctgΩτ q )
Figure 00000011
, (4) where α q are weight coefficients and α 1 = 1.

Если величины αi определены из системы уравнений

Figure 00000012
=
Figure 00000013
= 0, (5) где γq= τq1, то напряжение UΣ не зависит от 1,2, . . . , n-1 производных Е(р) низкочастотной компоненты Е по формуле (1). В этом случае эффект фазочувствительного выпрямления определяется мгновенным значением указанной компоненты и ее производными с порядками p = n, n+1, . . .If the quantities α i are determined from the system of equations
Figure 00000012
=
Figure 00000013
= 0, (5) where γ q = τ q / τ 1 , then the voltage U Σ does not depend on 1.2,. . . , n-1 derivatives of E (p) of the low-frequency component E by the formula (1). In this case, the effect of phase-sensitive rectification is determined by the instantaneous value of the indicated component and its derivatives with orders p = n, n + 1,. . .

Решения системы (5), при n = 2 и р = 1, α1= 1, α2= -1/γ2. Если n = 3 и р = 1,2, то α1= 1, α2= -(1-γ3)/γ223), α3= (1-γ2)/γ323) и т. д.Solutions of system (5), for n = 2 and p = 1, α 1 = 1, α 2 = -1 / γ 2 . If n = 3 and p = 1.2, then α 1 = 1, α 2 = - (1-γ 3 ) / γ 22- γ 3 ), α 3 = (1-γ 2 ) / γ 323 ), etc.

Весовые коэффициенты положительны при нечетных индексах q и отрицательны при четных q. Поэтому выходные сигналы соответствующих интегрирующих цепей инвертируются узлами 8-1, . . . , 8-m. В этом случае коэффициенты передачи масштабирующих звеньев положительны и равны | αq| .Weights are positive for odd indices q and negative for even q. Therefore, the output signals of the corresponding integrating circuits are inverted by the nodes 8-1,. . . , 8-m. In this case, the transmission coefficients of the scaling links are positive and equal to | α q | .

Например, при γ = 2 и γ 3 = 4 α2 = -0,75 и α3 = 0,125. Динамическая погрешность предложенного выпрямителя в сравнении с аналогичной характеристикой прототипа, содержащего лишь одну интегрирующую цепь, уменьшается в 4,3 раза при Ωτ1 = 0,2, в 13,7 раза при Ωτ1 = 0,1 и в 51,2 раза при Ωτ1 = 0,05.For example, with γ = 2 and γ 3 = 4, α 2 = -0.75 and α 3 = 0.125. The dynamic error of the proposed rectifier in comparison with the similar characteristic of the prototype containing only one integrating circuit decreases by 4.3 times at Ωτ 1 = 0.2, 13.7 times at Ωτ 1 = 0.1 and 51.2 times at Ωτ 1 = 0.05.

Claims (1)

ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, содержащий умножающее звено, первый и второй входы которого подключены к выходам источников соответственно входного и опорного сигналов, и фильтр нижних частот в виде интегрирующей цепи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности, введены n - 1 интегрирующих цепей, eut (n/2) инверторов, n - 1 масштабирующих звеньев и n-входовой сумматор, при этом входы n интегрирующих цепей объединены и подключены к выходу умножающего звена, выход первой интегрирующей цепи подключен непосредственно к первому входу n-входового сумматора, выходы четных интегрирующих цепей подключены к соответствующим входам n-входового сумматора через соответствующие последовательно соединенные инвертор и масштабирующее звено, а выходы последующих нечетных интегрирующих цепей через соответствующее масштабирующее звено к соответствующим входам n-входового сумматора, выход которого является выходом фазочувствительного выпрямителя. A PHASE-SENSITIVE RECTIFIER containing a multiplying unit, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the sources of the input and reference signals, respectively, and a low-pass filter in the form of an integrating circuit, characterized in that, in order to reduce the dynamic error, n - 1 integrating circuits are introduced, eut (n / 2) inverters, n - 1 scaling links and an n-input adder, while the inputs of n integrating circuits are combined and connected to the output of the multiplying link, the output of the first integrating circuit is connected directly to the first the input of the n-input adder, the outputs of the even integrating circuits are connected to the corresponding inputs of the n-input adder via the corresponding inverter and the scaling link, and the outputs of the subsequent odd integrating circuits through the corresponding scaling link to the corresponding inputs of the n-input adder, the output of which is the output phase sensitive rectifier.
SU4884427 1990-11-20 1990-11-20 Phase-sensitive rectifier RU2012125C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4884427 RU2012125C1 (en) 1990-11-20 1990-11-20 Phase-sensitive rectifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4884427 RU2012125C1 (en) 1990-11-20 1990-11-20 Phase-sensitive rectifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012125C1 true RU2012125C1 (en) 1994-04-30

Family

ID=21546317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4884427 RU2012125C1 (en) 1990-11-20 1990-11-20 Phase-sensitive rectifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2012125C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4796993A (en) Phase modulation type fiber optic gyroscope
RU2012125C1 (en) Phase-sensitive rectifier
US1645618A (en) Method and apparatus for measuring transmission delay
FR2358053A1 (en) DISCREET NON-RECURSIVE FILTER
SU907463A1 (en) Device for measuring frequency characteristics of microwave section transmission and reflection coefficients
RU2161772C2 (en) Angle determination device
RU2024938C1 (en) Device for square rooting of sum of three squared values
Goes Separation of signals due to arterial and venous bloodflow, in the Doppler system, that uses continuous ultrasound
RU2120623C1 (en) Capacitance proximate moisture meter
SU1670624A1 (en) Quasibalanced transducer of parameters for three-element resonance passive two-terminal network
RU2003123C1 (en) Device for measuring complex impedance components
SU702852A1 (en) ACOUSTIC PARAMETRIC RECEIVER
SU968879A2 (en) Phase shifter
SU1113664A1 (en) Strain-gauge device for static measurements
SU954891A1 (en) Three-element two-terminal network parameter converter
RU1800377C (en) Method of frequency-selected measuring peak value of power of microwave signal
SU1370608A1 (en) Frequency converter for strain transducer
SU1527493A1 (en) Ultrasonic device for measuring vibratory movement of object
SU777599A1 (en) Device for measuring parameters of dynamic object
SU915034A1 (en) Device for measuring distance
SU789897A1 (en) Vector admittance-to-a.c. voltage converter
SU652501A1 (en) Electronic spectrum analyzer
SU838599A1 (en) Passing power meter
SU824144A2 (en) Vibrating stand control system
SU901951A1 (en) Device for measuring magnetic field parameters