SU1406513A1 - Амплифазометр с дискретной ортогональной обработкой сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и измерительной технике и мо- жет быть использовано при измерени х амплитуды и фазы сигнала. Цель .изобретени  заключаетс  в повышении точности и быстродействи  измерени  амплитуды и фазы сигналов. Дл  этого введены блок 2 аналоговых делителей .напр жени , блок 3 коммутаторов, ана- лofo-дифpoвoй преобразователь 5 и счетчики импульсов 12 и 13. Увеличение точности и быстродействи  измерений удаетс  добитьс  за счет иэме нени  пор дка следовани  операций и соответствующего сокращени  длительности операции перемножени . В предлагаемом устройстве эта операци  осуществл етс  в аналоговой форме в блоке 2 аналоговых делителей напр жени , т.е. производитс  перемножение выборки входного сигнала н значени  опорных функций, которые используютс  при измерении ортогональных составл ющих входного сигнала. После операции аналогового перемножени  осуществл етс  аналого-цифровое преобразование и суммирование полученных результатов с целью получени  (вычислени ) амплитуды и фазы входного сигнала по полученным в сумматорах 6 и 7 ортогональных составл ющих входного сигнала . За счет увеличени  быстродействи  удаетс  также расширить частотный диапазон входных сигналов, обрабатываемых амплифазометром. Кроме того, амплифазометр содержит стробоскопи ческий преобразователь Г, аналого- цифровой преобразователь 4, суммато ры 6 и 7, вычислительный 6jjOK 8, ум ножитель 9 частоты, делитель 10 частоты и формирователь 11 стробирующих импульсов. 2 ил. (Л Од СП ОР

Description

Лидс вмод/ш усаройсював исхоМе состо ние

Son ft)

ЧЗН1

Изобретение относитс  к радиотехнике и измерительной технике и может быть использов.ано при измерени х амплитуды и фазы сигналов.Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности измерени  амплитуды и фазы сигнала за счет изменени  пор дка следовани  операций и соответствующего сокращени  длительноети операции перемножени .,

На Hr.J изобра енд схема предлагаемого амплифазометра} на фиг.2 - временные диаграммы работы отдельных блоков амплифазометра.

Амплифазометр содержит стробоскопический преобразователь 1, блок 2 аналоговых делителей напр жени , блок 3 коммутаторов, первый А и второй 5 аналого-цифровые прбобразователи (АЦП), первый 6 и второй 7 накапливающие сумматоры, вычислительный блок 8, умножитель 9 частоты делитель JO частоты, формирователь П стробирующих импульсов, первый J2 и второй J3 счетчики импульсов.

Амплифазометр содержит последова- тельно соединенные умножитель 9 частоты , делитель 10 частоты и / |формирователь 11, первый выход кото- рого соединен со стробируемым входом inepBoro аналого-цифрового преобразо- |вател  4 и первым входом стробоскопи- еского преобразовател  1, второй |вход которого  вл етс  измеритель гым {входом амплифазометра, выходы перво- |го 6 и второго 7 сумматоров соедине- Иы соответственно с первыми и вторы- и цифровыми входами блока 8, цифро- ые выходы которого  вл ютс  выходами 1эмплифазомётра, вход умножител  9 Йвл етс  входом опорного сигнала амп- Яифазометра., выходы первого счетчи- Ка 12 импульсов подключены к управл ющим входам блока 3, первый и второй выходы которого подключены к измери- teльным входам соответственно первого АЦП 4 и второго АЦП 5, выходы которых соединены с цифровыми входами Соответственно первого 6 и второго 7 сумматоров выход преобразовател  J соединен с входом блока 2, выходы которого подключены к аналоговым вхо- rtaw блока 3, первый выход формирова- fena 11 подключен к тактовому входу йеррого счетчика J2 и стробируемому входу второго АЦП 5, входы установки ц1ул  первого счетчика 12, второго счетчика 13, блока 8, первого сумма

c л c «

5

тора 6 и второго сумматора 7 объединены и  вл ютс  входом установки амплифазометра в исходное состо ние, второй выход формировател  11 подключен к тактовому входу, второго счетчика J3 истробируемым входам первого 6 и второго 7 сумма.торов, выход второго счетчика J3 соединен с входом запуска вычислительного блока 8,

Амплифазометр работает следующим образом.

Опорный сигнал поступает на умножитель 9, который формирует пр моугольные импульсы с частотой f pF (где р - целое число; F - частота входного сигнала). Импульсы с выхода умножител  9 поступают на делитель 0 с- измен емым коэффициентом ka делени , где k4 целое число. Импульсы с выхода делител  10 управл ют работой формировател  П.. По переднему фронту импульсов с делител  10 на первом выходе формировател  1I по вл ютс  импульсы, которые поступают на стро- бируемые входы АЦП 4 и 5 и на первый вход преобразовател  1. По заднему фронту импульсов с делител  О на втором входе формировател  .11 формиг руютс  импульсы, которые поступают на тактовый вход счетчика 12 и на стро- бируемые входы сумматоров 6 и 7. Цикл из-i. мерени  амплитуды и фазы начинаетс  с приходом внешнего импульса на вход уста новки амплифазометра в исходное состо ние . По зтому сигналу сумматоры 6 и 7, счетчики 12 и 13 и блок 8 устанавливаютс  в исходное состо ние. По сигналу с формировател  11 преобразователь 1 запоминает значение входного сигнала S(t), которое поступает на вход блока 2, а с его выходов преобразованные значени  амплитуды входного сигнала поступают на блок 3, работой которого управл ет счетчик 12,причем это управление осуществл етс  таким образом, что на измерительные входы АЦП 4 и 5 поступают соответственно значени 

S(kjt) -Uon,(kdt)i и.

S(k4t)-Uon,(kat),

где k - номер выборки входного сигнала; S(kdt) - значение амплитуды

k-й выборки

Uon,(kat) - текущее значение - sin(2ft Tk) первой (опорной синусной) функции;.

Voni(k&t) текущее значение «cosCZffTk) второй (косинусной ) опорной функции; Т 1/f - интервал дйскретиза- ции сигнала во времени .

Таким образом, в блоке 2 производитс  перемножение аналогового вход- -ного сигнала S(t) на значени  первой и второй опорных функций. Поскольку значени  опорных функций по модулю всегда меньше или равны единице, то такое перемножение легко осуществл етс  посредством делени  входного сиг- нала в блоке 2, При этом коэффициенты делени  делителей, вход щих 3 блок 2, подбираютс  э соответствии со значени ми опорных функций э оп - ределенные выбранные моменты времени Моменты стробоскопического преобразовани  соответствуют дискретным значени м фазы опорного сигнала, измен ющимс  на й«/, 27/р, т,е , выборки . входного сигнала производ тс  с интевалом дискретизации at Т/р,

Далее осуществл етс  процесс аналого-цифрового преобразовани  этих перемноженных значений в цифровые коды , поступающие с АЦП А и 5 соответ- ственно на цифровые входы сумматоров 6 и 7, При поступлении строби- рующего импульса на стробируемые входы в них производитс  суммирование входных кодов с кодами, накопленны- ми на предьщущих тактах работы накапливающих сумматоров (на первом такте работы, т,е, после установки в исходное состо ние, в них отсутствует информаци ). На следующем так- те работы формирователь 1 оп ть формирует необходимые стробирующие импульсы и процесс аналого-цифрового преобразовани  преобразованных бло- ко 2 входных напр жений повтор етс  а на накапливающие сумматоры 6 и 7 поступает нова  цифрова  информаци , котора  суммируетс  с накопленными кодами, После m тактов работы, , после того, как амплифазометр произ- ведет обработку m выборок входного сигнала, блок 8 по команде со счетчика 13 произведет вычисление амплитуды и фазы входного сигнала. На выходе блока 8 можно получить цифровые значени  измеренных ампдитуды и фазы Поскольку при прочих равных уело ВИЯХ быстродействие при измерени х предлагаемым амплифазомётром возрас25

ю 15 20 30 з5 40 45 50 55

тает в п раз, то на входных сигналах удаетс  вз ть в п раз больше выборок , чем в прототипе. Такое увеличение числа выборок входного сигнала позвол ет существенно сократить погрешность измерени  амплитуды и фазы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Амплифазометр с дискретной ортогональной обработкой сигнала, содержащий последовательно соединенные умног житель частоты, делитель частоты и формирователь стробирующих импульсов, первый выход, которого соединен со . стробируемым входом первого аналого- цифрового преобразовател  и первым входом стробоскопического преобразовател , второй вход которого  вл етс  измерительным входом амплифазометра, выходы первого и второго накапливающих сумматоров соединены соответстл- венно с первыми и вторыми цифровыми входами вычислительного блока, цифровые выходы которого  вл ютс  выходами амплифазометра, вход умно; сител  частоты  вл етс  входом опорного сигнала амплифазометра, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности измерени  амплитуды и фазы за счет изменени  пор дка следовани  операций и соответствующего сокращени  длительности операции перемножени , в него введены блок аналоговых делителей напр жени , блок коммутаторов, второй аналого-цифровой преобразователь,первый и второй счетчики импульсов, вы- ходы первого счетчика импульсов подключены к управл ющим входам блока коммутаторов, первый и второй выходы которого подключены к измеритель- ным входам соответственно первого и второго аналого-цифрового преобразователей , выходы которых соединены с цифровыми входами соответственно первого и второго накапливающих сумматоров , выход стробоскопического образовател  соединен с входом блока аналоговых делителей напр жени ,выходы которого подключены к аналого- , вым входам блока коммутаторов первый выход формировател  стробирующих импульсов подключен к тактовому входу первого с 1еТчшса импульсов и стро- бйруемому входу второго аналого-цифрового преобразовател , входы уста новки нул  первого и второго счетчи$onW

   diiAnczi

   б)(.А/7СЗ

   Вх.К

   ff

   1УNJXNIXУД/VIX t/ lif 1Х I

   Г П П П П П П П

   д....у. п п п п п п п П г

   Д&/Х..Л7

   Редактор А.Ревин

   us.2

   Составитель Старостина

   Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бут га

   f1