SU801029A1 - Устройство дл преобразовани узкополосногоСигНАлА - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применено при передаче узкополосного сигнала , например вибрации в полосе частот .

При передаче информации, особенно по многоканальным системам св зи, желательно сократить количество избыточно передаваемой информации, обеспечив при этом необходимую точность преобразовани  информации об узкополосном сигнале (его амплитуда и частота ) . Это достигаетс  путем квазиобратимого преобразовани  исследуемого сигнала.

Известен способ сжати  и система периодического аналогового сигнала . на основе полупериодов. Способ используетс  дл  охати  периодического аналогового сигнала,в котором смежные положительный и отрицательный полупериоды аналогичны,и Восстановлени  или синтеза нового аналогового сигнала из сжатого. Исходный сигнал сжимаетс  устранением положительного или отрицательного полупериода,а оставшиес  полупериоды преобразуютс  в цифровую форму. Новый аналоговый сигнал образуетс  путем подачи каждого полупериода на выход и одновременным занесением такого полупериода в пам ть. После подачи полупериода на выход и до подачи следующего полупериода , записанный полупериод подаетс  на выход в обратной пол рности , чтобы имитировать ту часть сигнала, котора  была устранена Ij.

Недостатком этого способа, имеющего высокую точность преобразовани 

0 сигнала,  вл етс  мала  величина коэффициента сжати  сигнала, так как сжатие осуществл етс  за счет устранени  одного из полупериодов периодического аналогового сигнала.

5

Известно также устройство дл  преобразовани  узкополосного сигнала , содержащее последовательно соединенные входной согласующий усилитель , фильтр нижних частот и сумма0 тор, выход входного согласующего усилител  через последовательно соединенные преобразователь частота код и модул тор соединен со вторым входом сумматора, вход которого соединен с выходом устройства 2j .

5 щей частоты аналогового сигнала. На личие в устройстве преобразовател  частота-код, осуществл ющего преобразование частотного сигнала в импульсный путем усреднени  текущей частоты на некотором промежутке времени, приводит к повышенной погрешности преобразовани  частоты си нала. Причем эта погрешность тем больше, чем больше промежуток време ни усреднени  текущей частоты анало гового сигнала. Н.аличие в устройстве двух аналоговых блоков - модул тора и сумматора, с помощью которых осуществл етс  переход от импул ного сигнала к аналоговому, усложн ет устройство и приводит к по вле нию дополнительных составл ющих погрешности преобразовани . Перва  со тавл юща   вл етс  погрешностью преобразовани  модул тором импульсного сигнала в один из параметров синусоидального сигнала. Друга  составл юща  погрешности преобразовани  обусловлена тем, что синусоидальный сигнал с выхода модул тора который лежит на верхней границе ча тотного диапазона огибающей сигнала суммируетс  с сигналом огибающей.Эт приводит к искажению формы огибающей , которое тем существеннее, чем блихсе частота огибающей к верхней г нице частотного диапазона, а в случ когда частота огибающей соответствует этой границе,имеет место увели чение погрешности преобразовани  Таким образом, недостатками устр ства  вл ютс  низка  точность преобразовани  сигнала и сложность реализации. Цель изобретени  - повышение точ ности преобразовани  и упрощение у ройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство,.содержащее входной согласующий усилитель, выход которого соединен со входом фил тра нижних частот, выход которого ч рез детектор соединен с первым выхо дом устройства,и преобразователь ча тота-код, введены формирователь импу сов, формирователи строб-импульса, ходной регистр и блок синхронизации выход фильтра нижних частот соедине со входом формировател  импульсов, выход которого .соединен С первым входом преобразовател  частота-код и входами формирователей строб-импульса , выход первого формировател  строб-импульса соединен со вторым входом преобразовател  частота-код выход которого соединен с первым входом выходного регистра, выход вт рого формировател  строб-импульса через блок синхронизации соединен со вторым входом выходного регист ра, выход которого соединен со вторым выходом устройства. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы; на фиг. 3 - пример преобразовани  сигнала (Э - форма анапогового сигнала с выхода фильтра и форма сигнала огибающей Ugj- на первом выходе устройства; е - крива  ж изменени  частоты сигнала), Устройство содержит согласующий входной усилитель 1, фильтр 2 нижних частот, детектор 3, формирователь 4 импульсов, преобразователь 5 частота-код, форг-шрователи б и 7 строб-импульса, выходной регистр 8 и блок 9 синхронизации. Выход- детектора 3 и выход регистра 8  вл ютс  соответственно первым и вторым выxoдaIv1и устройства. Устройство работает следующим образом. Периодический входной аналоговый сигнал в форме переменного напр жени  поступает на вход усилител  1, осуществл ющего согласование параметров источника сигнала со входом фильтра 2. С выхода фильтра 2, осуществл ющего подавление высокочастотного шума, который, как правило, наложен на полевой сигнал, узкополосный сигнал одновременно поступает ка входы детектора 3 и формирователи 4. Детектор 3 осуществл ет выделение огибающей узкополосного сигнала, котора  передаетс  в канал св зи по первому выходу, а формирователь 4 осуществл ет формирование импульсного сигнала с периодом равным периоду аналогового сигнала с выхода фильтра (см. фиг. 2а и 2б), Формирователь б вырабатывает стробимпульс малой длительности по положительному фронту импульсас выхода формировател  4 (см. фиг. 2). Стробимпульс с выхода формировател  6 приводит в исходное состо ние преобразователь 5 и задает начало преобразовани  очередного положительного полупериода входного сигнала в код. По отрицательному фронту импульса с выхода формировател  4 преобразователь 5 фиксирует код пропорциональный длительности импульса с выхода формировател  4 или длительности импульса соответствующего положительного полупериода входного сигнала.По отрицательному фронту импульса с выхода формировател  4 формирователь 7 .вырабатывает строб-импульс малой длительности (см. фиг.2), который поступает на вход блока 9 синхронизации. Блок 9 может работать в двух режимах. В первом режиме блок 9 вырабатывает управл ющий импульс или сигнал переноса кода из преобразовател  6 в регистр 8 синхронно с поступлением импульса с выхода формировател  7, Следовательно, перенос кода из преобразовател  5 в регистр

6производитс  в соответствии с очередным периодом входного сигнала и по вл етс  на втором выходе устройства в цифровой форме.

Во втором режиме блок 9 вырабатывает каждый управл ющий импульс по заданной программе через некоторые интервалы времени, определ емые этой программой. Сигнал на выходе блока 9 по вл етс  только при наличии строб-импульса с выхода блока

7и собственного сигнала блока 9, соответствующего заданному программой временному интервалу. По этому управл ющему сигналу код из преобразовател  5 переноситс  в регистр

8и, таким образом, по вл етс  на втором выходе устройства в цифровой форме. При наличии строб-импульса с выхода формировател  7 и отсутстви  собственного сигнала блока °i, определ емого программой его работы, управл ющий сигнал на выходе блока

9отсутствует. Следовательно, переноса кода из преобразовател  5 в регистр 8 не происходит.

Таким образом, изменение кода во втором режиме работы устройства происходит либо в соответствии с каждым периодом входного аналогового сигнала, либо через некоторые интервалы времени, заданные программой работы блока синхронизации 9 в соответствии с требовани ми к точности преобразовани  текущей частоты входного аналогового сигнала.

Пример. При дискретизации сигнала U с периодом Д1 в моменты времени tg, t,...tn получают дискретные выборки сигналаU др и выборки текущей частоты f(t) сигнала и в моменты времени t. Крива  К (см. фиг. Зе) получена путем лине ной аппроксимации выборок текущей частоты f(t). Крива  3 (см. фиг. получена путем линейной аппроксимац усредненных значений текущей частот за период дискретизации it, где усредненное значение приближенно соответствует величине l() /2 . Сравнение этих ломаных кривьгх с искомой кривой - показывает, что прелагаемое устройство по сравнению с известным обладает более высокой тоностью преобразовани .

Введение в устройство преобразовани  узкополосного сигнала сравнительно простых цифровых блоков:

формировател , двух блоков формировани  строб-импульса, регистра и блока синхронизации позвол ет повысить точность преобразовани  частоты аналогового сигнала и осуществить высокую помехоустойчивость передачи информации о частоте в цифровой форме . Исключение сравнительно сложных аналоговых блоков модул тора и сумматора устран ет процедуру обратного преобразовани  код-частота и упрощает реализацию устройства.

Отсутствие суммировани  составл ющих преобразованного сигнала (огибающей и сигнала текущей частоты) и использование в предлагаемом устройстве двух выходов позвол ют существенно поаысить точность преобразовани  узкотолосного сигнала.

Claims (2)

1.Патент США № 3789144,

кл. 179-15.55 Т, опублик. 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 623254, кл. Н 04 В 1/66, 1976 (прототип ) .

t