Устройство для измерения равенства амплитуд двух гармонических сигналов

Устройство для измерения равенства амплитуд двух гармонических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Завалено 230223 (211 1881843/18-09 с прнсоеднненнем заявки Мо(23) Прнорнтет— (51

G O1 S 7/40

G 01 R 19/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .361(621 ° 396. .181.48) (088.8) Опубликовано 05.06.79. Бюллетень Но 21

Дата опубликовании описании 0506.79 (72) Авторы изобретений

I1.A.Шпаньон и В.С.Климашевский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАВЕНСТВА АМПЛИТУД

ДВУХ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для поверки и калибровки измерителей параметров сигналов систем посадКи, наиболее важ5 кым из которых является разность глубин модуляции (РГМ}.

Известны устройства для измерения равенства амплитуд двух гармонических сигналов при калибровке измерителей параметров, использующих фазовый или фильтровкй принцип (1ß) °

Наиболее близким к данному техническому решению является устройство, содержащее сумматор, в котором суммируют два сигнала типа меандр с частотами манипуляции 90 и 150 Гц (2).

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно пригодно только для калибровки приемников, построенных на фильтровом принципе, и не пригодно для калибровки измерителей, построенных на фазовом принципе.

Цель изобретения - повышение точности измерения равенства амплитуд при калибровке измерителей параметров, построенных на любом принципе.

Для этого к сумматору подключен частотный модулятор, выход которого через последовательно соединенные преобразователь частоты и фильтр нижних частот подключен к индикатору.

Функциональная схема устройства представлена на фиг. 1.

На фиг. 2-5 представлены сигналы, возникающие в устройстве.

Устройство содержит источники сигналов 1 и 2, подключенные к сумматору 3, частотный модулятор 4, преобразователь 5 частоты, генератор 6 поисковой частоты, фильтр 7 нижних частот и индикатор 8, например, осциллограф.

Устройство работает следующим.образом.

Сигналы A sin ЗЯ1 и В sin 5Ж от источников 1,2 синфаэных частот 90 и 150 Гц подаются на сумматор 3. После соответствующей фаэировки на выходе сумматора 3 получается сигнал вида и< (С) = A sin ЗЫ+В sin 5, (1) который при A=B имеет вид, изображенный на фиг. 2.

Характерной особенностью такого сигнала при A=B является то, что пики, расположенные при „ и т ЗФ: а 2 касаются средней линии. В этих точках амплитуды A и В вычитаются, а одновременное касание средней линии обоих пиков говорит о их равенстве A--B.

Это равенство фиксируют при помощи последующего преобразования равенства двух амплитуд в равенство двух мгновенных частот, что происходит следующим образом. Допустим, что сигнал вида

u (t) A sin Зй + Вsin 59t {2) у которого A = Bo подается на частотный модулятор 4, на выходе которого получается сигнал вида и з(1) =U> 81П (et+k I (A sin ЗЯ +

+Basin 55lt) dtl, где K — тангенс угла наклона модуляционной характеристики. Затем сигнал смешивается в преобразователе 5 с сигналом поисковой частоты ьэ„ генератора 6, в результате чего на выходе фильтра 7 нижних частот получается сигнал вида

А сов ЗЯ и (t) U„stn I (и-4ls l t+s (— 9 — 3-;9—

Ъ.cos 5Rt )) (3)

5Я с мгновенной частотой и{Е} ={и-ы„)+к(А,вЫ Зя + B ain 5Я }

Сигнал (4) подается на вход верти-25 кального усилителя осциллограФа 8.

Если в сигнале (4)ОЭ =ьз, и A=B 9 ТО в

Я ЗЖ точках 1 = — и t = — на экра22 > 22 не ЭЛТ осциллографа появляются харак-30 терные изображения нулевых биений с горизонтальным участком.

Эти изображения имеют вид, показанный на фиг. 3.

Если А4В, получается перекос горизонтального участка. В зависимости от того, какая амплитуда больше A или

В, получается соответствующий положительный или Отрицательный наклон горизонтального участка. Соответствующее изменение изображений показано на Фиг. 4 и Фиг. 5.

ПОгрешнОсть устанОвления А=В9 а следовательно, и РГМ=О зависи †. от того, какому отклонению РГМ от О, то есть д РГМ, соответствует визуально 45 замечаемый перекос горизонтального участка.

Для расчета этой погрешности продифференцируем выражение (3) 50

А, соя

+ 5< ) ).(M-R) t+ (A,в1 ЗЫ+

В сов 5Rt

+ Врв1п 5Rt) ), (б) так какИ =Ир, то д 1t) Ug ", (Ascot 3()t

) ) ((A 1 ЗЯ1

+ Врв1п 59t) ) . (7)

Будем считать 8=const, à A-иеремениой величиной и определим какому изменению A соответствует замечаемый перекос горизонтального участка, то есть определим разрешающую способность метода, (с)щ

dt Ug Ь99Д 3((--- — у — sin (к (+ 5+ ) ) (к (А„в1п ЗЯБ+В ain 5gt) ) .

Bo cos 5

cos ЗЯ У A co s ЗЯ1

ЗЯ Я ЗЯ откуда

dA = -9 = — — = — 9. (9) ко xUj А кА

Пусть Ц = lи пусть существует возможность обнаружить перекос горизонтального участка 10, тогда () )39 3.9 9„)393 ()О) кА кА (— д — ) („,) где кА

=ьй — девиация, соответст297 вующая модулирующей частоте.

Так как при уходе РГМ от нулевого значения изменяются одновременно положения обоих пиков при Ж и

2Я то при соответствующей синхронизации осциллографа и удобстве наблюдения двух характерных фигур одновременно возможен выигрыш чувствительности вдвое. Тогда иэ выражения (10) получим а(РГМ)= - М, (11)

2))). Г где A заменено на коэффициент глубины модуляции М

В случае измерения на глиссаде

М = 40% и ь и = 50 кГц й(vrN) = 0,002Ъ °

Такая же разрешающая способность будет и на курсовом канале, ибо М в числителе и знаменателе уменьшится вдвое.

Из выражения (11) видно, что при достаточной кратковременной стабильности средней частоты увеличение К (то есть девиации частоты) приведет к еще большей разрешающей способности по РГМ, теоретически пропорциональной девиации.

Таким образом, регулировкой одной иэ амплитуд- сигналов (90 или 150 Гц) предложенным способом выставляют их равенство с высокой точностью.Суммарный сигнал с выхода сумматора может быть подан на измерительную часть поверяемого прибора при поверке по Я4 или же на амплитудный высокочастотный модулятор, после чего высокочастотный

AN сигнал может быть подан на вход

-поверяемого прибора.

Эксперимент показал, что предельная погрешность ряда иэ десяти изме1 рений РГМ не превышает 0,01Ъ при максимальной девиации 100 кГц.

Формула изобретения

666497

Фиг. 2

7Г ЗЛ

I gent 2 2.О

Фиг.3 П и А=В

fl

2д

Фиг.@ Прц,4 д

5Т 3Л

t =—

1 1 Ап.5 Пр д 2 2д

Составитель И. Горелова

Редактор Л.Гельфман ТехредЛ. Алферова КорректорН. Стец

Заказ 3176/36 Тираж 696 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Устройство для измерения равенства амплитуд двух гармонических сигналов, частоты которых соотносятся как нечетные числа, а начальные фазы — равны, включающее сумматор этих сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изме4 ения равенства амплитуд, к сумматору одключен частотный модулятор, выход которого через последовательно соединенные преобразователь частоты и фильтр нижних частот подключен к и дикатору.

Источйики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 307367, кл, G 01 S 7/40, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 252131, кл. Н 03 К, 1969.