Пристрій для вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів

Реферат: UA 122044 U UA 122044 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до приладобудування, автоматизації та комп'ютерноінтегрованих технологій, інформаційно-вимірювальної техніки та метрології, а саме необхідна при вирівнюванні та порівнянні амплітуд гармонічних сигналів, що необхідно при побудові засобів вимірювання фазового зсуву між гармонічними сигналами, які використовуються при дослідженні неоднорідних середовищ гармонічними електромагнітними полями, зокрема, при побудові діагностичних засобів корозійного стану великогабаритних сталевих листових конструкцій, наприклад нафтоналивних резервуарів, корпусів кораблів, конструкцій мостів, об'єктів укриття радіаційних зон тощо, при побудові геофізичних електророзвідувальних станцій для пошуку родовищ поліметалічних руд та інших пошукових засобів провідних об'єктів електромагнітними методами. Відомий пристрій для вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів, що містить послідовно з'єднані перший випрямляч і перший фільтр нижніх частої, послідовно з'єднані різницеву схему та підсилювач, суматор, послідовно з'єднані другий випрямляч і другий фільтр нижніх частот, причому вихід першого фільтра нижніх частот з'єднаний з першим входом різницевої схеми, вихід другого фільтра нижніх частот з'єднаний з другим входом різницевої схеми та другим входом суматора, перший вхід якого з'єднаний з виходом підсилювача. [Пат. на корисну модель № 112009 UA, Україна, МПК G01R 19/10. Пристрій для вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів / Бучма І.М., Горошко Т.І. (Україна). № заявки u 201606771, заявл. 21.06.2016. Опубл. 25.11.2016. Бюл. №22, 2016, - 3 с.]. Однак такий пристрій є складним в реалізації, зменшує рівень вихідних сигналів та співвідношення сигнал-шум, а це призводить до зменшення точності вирівнювання амплітуд вхідних сигналів та вимірювання фазового зсуву між сигналами. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів, що є менш складним та не зменшує рівень порівнюваних сигналів і співвідношення сигнал-шум, а це спрощує реалізацію пристрою, збільшує точність вирівнювання амплітуд сигналів та дає можливість збільшити точність вимірювання фазового зсуву між ними. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів, що містить послідовно з'єднані перший випрямляч та перший фільтр нижніх частот, послідовно з'єднані різницеву схему та підсилювач, суматор, послідовно з'єднані другий випрямляч та другий фільтр нижніх частот, причому вихід першого фільтра нижніх частот під'єднаний до першого входу різницевої схеми, вихід другого фільтра нижніх частот під'єднаний до другого входу різницевої схеми та до другого входу суматора, перший вхід суматора під'єднаний до виходу підсилювача, згідно з корисною моделлю, додатково введено підсилювач з керованим коефіцієнтом передачі, вихід якого під'єднаний до входу другого випрямляча, вихід суматора під'єднаний до керуючого входу підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі, входами пристрою є вхід першого випрямляча та вхід підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі, а виходами пристрою є перший вхід пристрою та вихід підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі. При використанні алгоритмічних сумо-різницевих способів вимірювання фазових зсувів між гармонічними сигналами та способів з бінарною дискретизацією нерівність амплітуд гармонічних сигналів спричиняє появу адитивної похибки. Автоматичне вирівнювання амплітуд сигналів дозволить зменшити цю похибку і таким чином збільшити точність та поріг чутливості вимірювання фазового зсуву. На кресленні зображено структурну схему пристрою вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів. Пристрій для вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів складається з послідовно з'єднаних першого випрямляча 1 та першого фільтра 2 нижніх частот, послідовно з'єднаних різницевої схем 3 та підсилювача 4, суматора 5, послідовно з'єднаних підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі, другого випрямляча 7 та другого фільтра 8 нижніх частот, причому вихід першого фільтра 2 нижніх частот під'єднано до першого входу різницевої схеми 3, вихід другого фільтра 8 нижніх частот під'єднано до другого входу різницевої схеми 3 та до другого входу суматора 5, вихід підсилювача 4 під'єднано до першого входу суматора 5, вихід якого під'єднано до керуючого входу підсилювача 6, причому входами пристрою є вхід першого випрямляча 1 та вхід підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі, а виходами пристрою є перший вхід пристрою та вихід підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі. Вхідний сигнал uвх.1(t) надходить на сигнальний вхід першого випрямляча 1, а вхідний сигнал uвх.2(t) надходить на вхід підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі. З виходу першого випрямляча 1 сигнал постійної напруги, пропорційний амплітуді першого сигналу, надходить на вхід першого фільтра 2 нижніх частот. З виходу першого фільтра 2 нижніх частої сигнал 1 UA 122044 U 5 10 15 20 25 30 постійної напруги надходить на перший вхід різницевої схеми 3. З виходу підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі сигнал надходить на вхід послідовно з'єднаних другого випрямляча 7 та другого фільтра 8 нижніх частот. З виходу другого фільтра 7 нижніх частот сигнал постійної напруги, пропорційний амплітуді другого сигналу, одночасно подається на другий вхід різницевої схеми 3 та другий вхід суматора 5, з виходу різницевої схеми різниця сигналів постійної напруги надходить на вхід підсилювача 4, а з його виходу підсилена різниця вхідних сигналів постійної напруги надходить на перший вхід суматора 5. Сума постійної складової випрямленого другого сигналу та підсиленої різниці постійних складових випрямлених першого та другого сигналів з виходу суматора 5 надходить на керуючий вхід підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі і змінює його коефіцієнт передачі так, що це приводить до вирівнювання амплітуд першого вхідного сигналу та вихідного сигналу підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі. Перший вихідний сигнал пристрою uвих.1(t) є також першим вхідним сигналом uвх.1 першого випрямляча 1, а другий вихідний сигнал пристрою uвих.2(t), є вихідним сигналом підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі. Перший вхідний сигнал випрямляється відповідно першим випрямлячем 1, а вихідний сигнал підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі 6 випрямляється другим випрямлячем 7. Першим та другим фільтрами 2 та 8 нижніх частот з вихідних напруг першого та другого випрямлячів 1 та 7 виділяються постійні складові, пропорційні амплітудам порівнюваних сигналів, які одночасно подаються відповідно на перший та другий входи різницевої схеми 3. Крім цього, постійна напруга з виходу другого фільтра 8 нижніх частот одночасно подається на другий вхід суматора 5. Напруга з виходу різницевої схеми 3 надходить на підсилювач 4, а з виходу підсилювача 4 на перший вхід суматора 5. З виходу суматора 5 постійна напруга подається на підсилювач 6 з керованим коефіцієнтом передачі. Якщо амплітуди сигналів на вході першого випрямляча 1 та підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі не рівні, то напруга, пропорційна цій різниці з виходу різницевої схеми 3, підсилюється підсилювачем 4 і додається суматором 5 до вихідної напруги другого фільтра 8 нижніх частот. Надходячи на керуючий вхід підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі, ця напруга змінює його коефіцієнт передачі так, що це приводить до вирівнювання амплітуд вихідного сигналу uвих.2(t) підсилювача 6 з керованим коефіцієнтом передачі та вхідного сигналу uвх.1(t), що є одночасно вихідним сигналом uвих.1 (t). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Пристрій для вирівнювання амплітуд гармонічних сигналів, що містить послідовно з'єднані перший випрямляч і перший фільтр нижніх частот, послідовно з'єднані різницеву схему та підсилювач, суматор, послідовно з'єднані другий випрямляч і другий фільтр нижніх частот, причому вихід першого фільтра нижніх частот з'єднаний з першим входом різницевої схеми, вихід другого фільтра нижніх частот з'єднаний з другим входом різницевої схеми та другим входом суматора, перший вхід якого з'єднаний з виходом підсилювача, який відрізняється тим, що додатково містить підсилювач з керованим коефіцієнтом передачі, причому вихід підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі з'єднано з входом другого випрямляча, вихід суматора з'єднано з керуючим входом підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі, першим входом пристрою вирівнювання амплітуд є вхід першого випрямляча, другим входом - є вхід підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі, першим виходом є перший вхід пристрою вирівнювання амплітуд, а другим виходом - вихід підсилювача з керованим коефіцієнтом передачі. 2 UA 122044 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3