SU1095106A2 - Преобразователь значени коэффициента модул ции амплитудно-модулированного сигнала - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ .КОЭФФИЦИЕНТА МОДУЛЯЦИИ АМШШТУДНОМОДУЛИРОВАКНОГО СИГНАЛА по авт.св. № 96U667, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности преобразовани , в него введены второй выпр митель, третий и четвертый компараторы и формирователь команд, при этом один из входов. третьего компаратора соединен с первым выходом второго дифференциального усилител , а выход - с третьими управл ющими входами первого и второго ключей и первым входом формировател  команд, второй вход которого подключен к четвертым управл ющим входам первого и второго ключей и к выходу четвертого компаратора , входом соединенного с выходом второго выпр мител , вход последнего соединен с клеммой дл  подключени  первого источника напр жени , вторые входы третьего и четвертого компараторов соединены с клеммами дл  подключени  второго и третьего источников опорного напр жени  соответственно.

Description

СО

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  глубины модул ции амплитудно-модулированных сигналов , в системах автоматического контрол .

Известен преобразователь значени  коэффициента модул ции амплитудно-модулированного сигнала, содержащий преобразователь напр жение - временной интервал, усилитель входного сигнала, выход -которого соединен с сигнальными вxoдa й первого и второго синхронных детекторов и через формирователь управл юцего напр жени  подключен к управл ющему входу первого синхронного детектора и входу инвертора выход которого соединен с управл ющим входом второго синхронного детектора , выходы синхронных детекторов подключены к входам первого дифференциального усилител , второй и третий дифференциальные усилители , выпр митель и функциональный генератор треугольного напр жени , причем один из входов второго дифференциального усилител  соединен с первым выходом первого синхронного детектора, а другой вход - с вторым выходом первого синхронного детектора, выход второго дифференциального усилител  через функциональный генератор св зан с первым входом преобразовател  напр жение временной интервал, первый и второй входы третьего дифференциального усилител  соединены с первым и вторым выходами выпр мител , вход которого подключен к выходу первого дифференциального усилител , а выход третьего дифференциального усилител  подключен к второму входу преобразовател  напр жение - временной интервал, управл ющий вход синхронного выпр мител  соединен с источником опорного напр жени ,пр мой выход второго дифференциального усилител  св зан с первым входом регул тора зоны нечувствительности и с первым входом первого компаратора, а инверсный - с вторым входом регул тора зоны нечувствительности и первым входом второго компаратора , выход регул тора зоны нечувствительности подключен к третье;му входу третьего дифференциального усилител , второй вход первого компаратора соединен с первым выходом третьего дифференциального усилител , а второй вход второго компаратора - с вторьо 1 выходом третьего дифференциального усилител  и первым входом второго преобразовател  5 напр жение - временной интервал, вторым входом св занного с инверсным выходом функционального генератора треугольного напр жени  и выходом с первым управл ющим входом первого

0 ключа, первый управл ющий вход второго ключа подключен к выходу первого преобразовател  напр жение временной интервал, вторые управл ющие входы первого и второго ключей

5 соединены соответственно с выходами . первого и второго компараторов, сигнальные входы ключей - с выходом эталонного генератора, а выходы первого и второго ключей - с пр мым и инверсным входами, интегрируии его блока соответственно Ci 3.

Недостатком этого устройства  вл етс  значительна  погрешность преобразовани  при изменени х уровней входного и опорного сигналов из-за возрастани  составл ющей погрешности, обусловленной внутренними шумами, напр жени ми смещени  компараторов и усилителей посто нного напр жени . Целью изобретени   вл етс  уменьшение погрешности преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь значени  коэффициента модул ции амплитудномодулированного сигнала введены второй выпр митель, третий и четвертый компараторы и формирователь команд, при этом один из входов третьего компаратора соединен с первым выходом второго дифференциального усилител , а выход - с третьими управл ющийи входами первого и второго ключей и первым входом формировател  команд, второй вход которого подключен к четвертым управл ющим входам первого и второго ключей и к выходу четвертого компаратора, входом соединенного с выходом второго выпр гштел , вход последнего соединен с клеммой дл  подключени  первого источника напр жени , вторые входы третьего и четвертого компараторов соединены с клеммами дл  подключени  второго и третьего источников опорного напр жени  соответственно .

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 ; схема ключей на фиг. 3 - осциллограммы работы устройства. . Устройство содержит усилитель 1 входного сигнала) формирователь 2 управл ющего напр жени  подключен к входу инвертора 3, выходы синхронны детект.оров 4 и 5 подключены к входа первого дифференциального усилител  второй дифференциальный усилитель 7 синхронный выпр митель 8, третий ди ференциальный усилитель 9, который содержит усилители первой 10, второй 11 и третьей 12 ступени соответственно , функциональный генератор 13 треугольного напр жени , пер вый и второй преобразователи 14. и 1 напр жение - временной интервал, ре гул тор 16 зойы нечувствительности, первый и второй компараторы 17 и 18, первый и второй ключи 19 и 20 -. управл ющие входы которых соединены , выполнены на элементах И 21, 22 и ключе 23, эталонный генератор 24, интегрирующий блок 25, второй выпр митель 26, третий и четвертый компараторы 27 и 28, формирователь команд 29, выполненный на элементе ИЛИ 30, коммутатор 31. Второй, третий и четвертый управл ющие входы ключей 19 и 20  вл ютс  входами эле мента И 21, а первый управл ющий вход и сигнальный вход этих ключей входами элемента И 22, первый вход элемента ИЛИ 30 соединен с выходом третьего компаратора 27 и третьими управл ющими входами первого и второго ключей 19, 20, второй вход элемента ИЛИ 30 соединен с выходом четвертого компаратора 28 и четвертыми управл ющими входами первого и второго ключей 19, 20, выход элемента ИЛИ 30 соединен с входом коммутатора 31. Устройство работает следующим образом. На вход усилител  1 поступает амплитудно-модулированное (AM) напр жение вида U(t)V(1 rasinS2t)sinu;t), (1 амплитуда немодулированно несущего напр жени ; углова  частота несущей; углова  частота огибающей коэффициент модул ции , С первого выхода синхронного детектора 4 на один вход дифференциального усилител  6 поступает сигнал , содержащий огибающую входного M сигнала и посто нную составл ющую, определ емую уровнем несущей U(t)K mVmsinS2t + V), (2) где К - коэффициент передачи тракта вход устройства - выход синхронного детектора 4. С второго выхода синхронного детектора 4 на второй BXoJD( дифференциального усилител  7 поступает сигнал ) К mV... sinSZ t, Сигнал на выходе синхронного детектора 5 имеет вид и (t) -K mV sinSZt, где Kj- коэффициент передачи тракта вход устройства - выход синхронного детектора 5. На пр мом выходе дифференциального усилител  6 вьщел етс  посто нное напр жение, пропорщюнальное уровню несущей .t)- V К,К V, (5) где К, - коэффициент передачи дифференциального усилител  6, Если обеспечить равенство К К 2 ТО на выходе дифференциального усилител  7 имеем U5j4t)-U, (t)2K K mV sinnt, (7) коэффициент передачи дифференциального усилител  7. Напр жение уравнени  (7) поступает на сигнальный вход синхронного выпр мител  8, на управл ющий вход которого подаетс  опорный сигнал Uoj,(t)VoSin(Slt-nf), (8) где Н - фазовый сдвиг опорного сигнала по отнощению к огибающей входного AM сигнала, который может принимать значени  О или .Tt . При этом на первом выходе синхронного выпр мител  8 образуетс  напр жение .K5K,,U(t), где К е коэффициент передачи выпр мител  8; переменна  составл юща  выпр мленного напр жени  на втором выходе выпр мител  8. При этом Vfi О при Ч О и V О при . Напр жение уравнени  (9) подаетс  на первый вход дифференциального усилител  9, а его переменна  соетавл юща  - на второй вход. На выходе усилител  10 первой ступени дифференциального усилител  9 имеем V 2K «K5 Kb-mV ° На первый вход регул тора 16 зоны нечувствительности подаетс  напр жение уравнени  (5), а на его второйнапр жение с противополржным знаком полученное с инвертирующего выхода блока 6. В результате нА первые входы усилителей 11, 12 второго и третьего каскадов дифференциального усилител  9 с выхода регул тора зон нечувствительности поступает напр жение А- Э V,T,I - (10 где К - коэффициент передачи регул тора 16 зоны нечувствительности , peгyлиpye D IЙ в пределах (-4т ) - (-f/j т), Одновременно на первые входы усилителей 11 и 12 поступает напр жение уравнени  (10). Если обеспечить равенство К К 2 2К4.К 5 Kg , то приХи 0 на выходе усилител  11

V Vj (т ±4т), (13) а при 70 fla выходе усилител  12

V К K.J 7(т±йт). . (U)

Функщюнальный генератор 13 формирует треугольное напр жение, амплитуда которого пропорциональна управл кщему напр жению уравнени  (5), т.е.

(15)

4V К, К, К,,

где Kg - коэффициент пропорциональности ме зду амплитудой р треугольного напр жени  и управл ю1цим напр жением.

Форма напр жени  на пр мом выходе генератора 13 показана на фиг. За, а на инверсном выходе - на фиг. 36.

Треугольное напр жение с пр мого выхода генератора 13 поступает на первый вход преобразовател  14 на (18:

На третий и четвертый управл ющие входы ключей 19 и 20 поступают выходные напр жени  с третьего 27 и четвертого 28 компараторов соответственно . Ключи 19 и 20 открываютс , если компараторы 27, 28 формируют управл ющее напр жение, которое определ етс  дл  компаратора 27 условием ,

(19)

К -

ОП2 -

где UQP, , - посто нное напр жение пропорциональное максимально допустимому значению напр жени  входного несущего колебани  ,КУ„ „ (201

На первый вход компаратора 28 с выхода выпр мител  26 поступает напр жение и и -К и {91 26 О Пр жение - временной интервал, а с инверсного - на первый вход преобразовател  15. На вторые входы преобразователей 14 и 15 подаютс  напр жени  уравнений (14) и (13). При Уд 0 пр моугольные импульсы напр жени , длительность которых пропорциональна значению коэффициента модул ции, образуютс  на выходе преобразователей 14 и 15 (фиг. ЗВ и 31). Напр жени  уравнений (13) и (14) одновременно поступают на первые входы компараторов 17 и 18. При этом на второй вход компаратора 17 поступает напр жение уравнени  (5) - то же напр жение, но с противоположным знаком. Компаратор 17о формирует управл ющее напр жение дл  ключа 19, а компаратор 18 - дл  ключа 20. При этом переключение компараторов 17 и 18 происходит при условии |КуКзУ„|т±ат| 1К9-К.,-Кз-V hj (16) где KQ - коэффициент передачи по входу сигнала уравнейи  (5). Если обеспечить пороговое значение коэффициента модул ции К т, выражени  (17), то выражение (16), характеризунщее условие формировани  импульсов на выходе ключа 19 (при ) или ключа 20 (npHVg 0), имеет вид коэффициент передачи выпр мител  26; оп- амплитудное значение опоркого напр жени  -Uon Управл кицее напр жение дл  ключей 19 и 20, формируемое компаратором 2Й, определ етс  условием ..оп. ,,., напр жение, про - посто нное порциональное минимально допустимому значению входного опорного колебани . Если входные напр жени  несущего или опорного напр жений меньше допустимых значений, то с выходов компараторов 27 или 28 формируетс  напр жение , закрывающее ключи 19 и 20 и поступаи цее на первый или другой входы элемента ИЛИ 30, вход щего в состав формировател  команд 29. Выходное напр жение элемента ИЛИ 30  вл етс  управл ющим напр жением дл  коммутатора 31. Выходные напр жени  компараторов 17 или 18, 27, 28 поступают на вход элемента И 21, выходное напр жение которого управл ет состо нием ключа 23. Ключ 23 открыт, если выполн ютс  услови  выражений (18), (19), (22), при этом на его выход поступает выхо ное напр жение элемента И 22. Дл  повьшени  надежности преобразовател  можно использовать выходные команды формировател  команд 29, например, дл  включени  резервного преобразовател  значени  коэффициента модул ции амплитудно-модулированного сигнала или установки устройства , в котором указанный преобразоватЕЛь используетс , в заранее,.предусмотренное дл  данной ситуации состо ние , при котором устройство работает , несмотр  на отсутствие информации с выхода преобразовател . Таким образом, в предлагаемом преобразователе уменьшена погрешность преобразовани  и повышена надежность преобразовател . Результат измерени  в предлагаемом устройстве может быть представлен в аналоговом либо в цифровом виде. В первом случае в качестве эталонного генератора 24 должен использоватьс  источник посто нного напр жени . При этом на выходе интегрирукщего .блока 25 образуетс  напр жение, среднее значение которого пропорционально значению коэффициента модул ции, причем пол рность напр жени  определ етс  фазовым соотношением между огибающей входного AM напр жени  выражени  (1) и опорным сигналом выражени  (8).При представлении результата измерени  в цифровом виде в качестве эталонного генератора должен использоватьс  генератор импульсов эталонной частоты, а в качестве интегрирующего блока - реверсивный двоично-дес тичный счетчик, регистрирующий количество импульсов, пропорциональное значению коэффициента модул ции. Преобразователь позвол ет производить преобразование значений коэффициента модул ции с погрешностью не хуже ±15%.

S5

5

WV/i

u

o

M

i

жж

м

.1

(риг, I

(put.3

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОДУЛЯЦИИ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА по авт.св. № 96U667, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в него введены второй выпрямитель, третий и четвертый компараторы и формирователь команд, при этом один из входов. третьего компаратора соединен с первым выходом второго дифференциального усилителя, а выход - с третьими управляющими входами первого й второго ключей и первым входом формирователя команд, второй вход которого подключен к четвертым управляющим входам первого и второго ключей и к выходу четвертого ком паратора, входом соединенного с выходом второго выпрямителя, вход последнего соединен с клеммой для подключения первого источника на пряжения, вторые входы третьего и четвертого компараторов соединены с клеммами для подключения второго и третьего источников опорного напряжения соответственно.