[go: up one dir, main page]

RU2024030C1 - Modulation meter - Google Patents

Modulation meter Download PDF

Info

Publication number
RU2024030C1
RU2024030C1 SU4919704A RU2024030C1 RU 2024030 C1 RU2024030 C1 RU 2024030C1 SU 4919704 A SU4919704 A SU 4919704A RU 2024030 C1 RU2024030 C1 RU 2024030C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
outputs
integrator
integrators
ratio meter
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.П. Анисимов
В.А. Григорьев
А.В. Кузичкин
В.А. Савичев
Original Assignee
Анисимов Борис Петрович
Григорьев Владимир Александрович
Кузичкин Александр Васильевич
Савичев Валерий Андреевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анисимов Борис Петрович, Григорьев Владимир Александрович, Кузичкин Александр Васильевич, Савичев Валерий Андреевич filed Critical Анисимов Борис Петрович
Priority to SU4919704 priority Critical patent/RU2024030C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2024030C1 publication Critical patent/RU2024030C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation engineering. SUBSTANCE: modulation meter has series-connected input unit 1, first nonlinear element 2, first integrator 5, first ratio meter 8, calculator 12, and first indicator 13, as well as series-connected second nonlinear element 3, second integrator 6, second ratio meter 9, calculator 12, and second indicator 14, and also series-connected third nonlinear element 4, third integrator 7, and fourth nonlinear element 10 whose output is connected to other input of second ratio meter, and other input of first ratio meter is connected to output of fifth nonlinear element 11. EFFECT: enlarged functional capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерениях характеристик сигналов с амплитудной модуляцией в зашумленных каналах связи. The invention relates to a control and measuring technique and can be used when measuring the characteristics of signals with amplitude modulation in noisy communication channels.

Известно устройство измерения глубины модуляции [1], содержащее входной блок, линейный детектор, блок нормирования, блок дифференцирования, ограничитель- формирователь, операционный усилитель, компаратор, блок сравнения, регистр, суммирующий счетчик, цифроаналоговый преобразователь и регистр с цифровой индикацией. A device for measuring the modulation depth [1] is known, comprising an input unit, a linear detector, a normalization unit, a differentiation unit, a limiter-shaper, an operational amplifier, a comparator, a comparison unit, a register, a summing counter, a digital-to-analog converter, and a register with digital indication.

Недостатком данного устройства является невозможность измерения коэффициента амплитудной модуляции в зашумленных каналах связи. The disadvantage of this device is the inability to measure the amplitude modulation coefficient in noisy communication channels.

Наиболее близким к предлагаемому является модулометр [2], содержащий входной блок, линейный детектор, фильтр низкой частоты, измеритель отношения, два интегратора, фиксаторы уровня, формирователь модуля, формирователь, позволяющий определять коэффициент амплитудной модуляции путем измерения отношения сигналов, пропорциональных амплитудам модулирующего и несущего колебаний. Closest to the proposed one is a modulometer [2], which contains an input unit, a linear detector, a low-pass filter, a ratio meter, two integrators, level locks, a module shaper, a shaper that allows you to determine the amplitude modulation coefficient by measuring the ratio of signals proportional to the amplitudes of the modulating and carrier fluctuations.

Однако данное устройство не позволяет измерять коэффициент амплитудной модуляции в зашумленных каналах измерения, что ограничивает его функциональные возможности. However, this device does not allow measuring the amplitude modulation coefficient in noisy measurement channels, which limits its functionality.

Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента амплитудной модуляции в зашумленных каналах измерения. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the coefficient of amplitude modulation in noisy measurement channels.

Цель достигается тем, что в модулометр, содержащий входной блок, два интегратора и измеритель отношения, введены пять нелинейных элементов, третий интегратор, второй измеритель отношения, решающее устройство и два индикатора, причем выход входного блока соединен с входами первого, второго и третьего нелинейных элементов, выходы которых соединены соответственно с входами первого, второго и третьего интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к первым входам первого и второго измерителей отношений, вторые входы которых подсоединены к выходам четвертого и пятого нелинейных элементов, входы которых подключены к выходу третьего интегратора, выходы измерителей отношений подключены к входам решающего устройства, выходы которого соединены с входами первого и второго индикаторов. The goal is achieved by the fact that five nonlinear elements, a third integrator, a second ratio meter, a solver and two indicators are introduced into the modulometer containing the input unit, two integrators and a ratio meter, and the output of the input unit is connected to the inputs of the first, second and third nonlinear elements the outputs of which are connected respectively to the inputs of the first, second and third integrators, the outputs of the first and second integrators are connected to the first inputs of the first and second relationship meters, the second inputs of which connected to the outputs of the fourth and fifth non-linear element whose inputs are connected to the output of the third integrator, the outputs relations gauges are connected to inputs of the decision unit, which outputs are connected to inputs of the first and second indicators.

На фиг. 1 приведена структурная схема модулометра. In FIG. 1 shows a block diagram of a modulometer.

Модулометр содержит входной блок 1, нелинейные элементы 2, 3, 4, 10, 11, интеграторы 5, 6, 7, измерители 8, 9 отношений, решающее устройство 12 и индикаторы 13, 14. The modulometer contains an input unit 1, nonlinear elements 2, 3, 4, 10, 11, integrators 5, 6, 7, meters 8, 9 of relations, a solver 12 and indicators 13, 14.

Работа модулометра основана на измерении моментных характеристик четвертого и шестого порядков суммы напряжений амплитудно-модулированных колебаний и шумовых колебаний и в расчете по результатам измерений искомых величин, коэффициента амплитудной модуляции (АМ) и отношения сигнал/помеха в канале измерения. Выражения, связывающие коэффициент амплитудной модуляции mа, отношение сигнал/помеха h2 c/ш и измеряемые моментные характеристики, имеют следующий вид:
Ec+ш(4) =

Figure 00000002
;
(1)
Ec+ш(6) =
Figure 00000003
,
(2) где Е(4) = μ42 2 и Е(6) = μ62 3; μ2, μ4, μ6 - центральные моменты второго, четвертого и шестого порядков исследуемого процесса;
Ес+ш(4) - эксцесс сигнала и шума;
Ес(4) - эксцесс сигнала АМ, определяемый как
Ec(4) = 1,5
Figure 00000004
,
(3)
m - коэффициент модуляции;
Еш(4) - эксцесс шума;
Еш(6) - нормированный по дисперсии шестой момент сигнала и шума;
Ес(6) - нормированный по дисперсии момент сигнала АМ, определяемый выражением
Ec(6) = 2,5
Figure 00000005
,
(4) где Еш(6) - нормированный по дисперсии шестой момент шума;
h2 c/ш - отношение сигнал/помеха.The operation of the modulometer is based on measuring the moment characteristics of the fourth and sixth orders of the sum of the voltages of the amplitude-modulated oscillations and noise vibrations and based on the results of measurements of the sought quantities, amplitude modulation coefficient (AM) and signal-to-noise ratio in the measurement channel. The expressions relating the coefficient of amplitude modulation m a , the signal-to-noise ratio h 2 c / w and the measured moment characteristics are as follows:
E c + w (4) =
Figure 00000002
;
(1)
E c + w (6) =
Figure 00000003
,
(2) where E (4) = μ 4 / μ 2 2 and E (6) = μ 6 / μ 2 3 ; μ 2 , μ 4 , μ 6 - the central moments of the second, fourth and sixth orders of the investigated process;
E c + w (4) - excess signal and noise;
E with (4) is the excess of the AM signal, defined as
E c (4) = 1.5
Figure 00000004
,
(3)
m is the modulation coefficient;
E W (4) - excess noise;
E W (6) is the sixth moment of the signal and noise normalized by dispersion;
E with (6) is the dispersion-normalized moment of the AM signal, defined by the expression
E c (6) = 2.5
Figure 00000005
,
(4) where Е ш (6) is the sixth noise moment normalized by dispersion;
h 2 c / w - signal-to-noise ratio.

Параметры шума Еш(4) и Еш(6) считаются известными априорно, при этом уравнения (1) и (2) являются уравнениями относительно двух неизвестных m и h2 c/ш. Например, при гауссовских помехах Еш(4) = 3 и Еш(6) = 15. Графики зависимостей (3) и (4) представлены на фиг. 2 и 3.The noise parameters E w (4) and E w (6) are considered a priori known, while equations (1) and (2) are equations for two unknown m and h 2 c / w . For example, with Gaussian interference, E w (4) = 3 and E w (6) = 15. The dependency graphs (3) and (4) are shown in FIG. 2 and 3.

Модулометр работает следующим образом. The modulometer works as follows.

Сигнал из канала измерения поступает на входной блок 1, который обеспечивает уровень сигнала, необходимый для работы нелинейных элементов. В первом нелинейном элементе 2 сигнал преобразуется по закону Y1 = X6, во втором нелинейном элементе сигнал преобразуется по закону Y2= X4 и в третьем нелинейном элементе - по закону Y3 = X2. Сигналы с выходов нелинейных элементов 2, 3, 4 поступают на интеграторы 5, 6, 7, на выходах которых действуют сигналы, равные оценкам шестого, четвертого и второго моментов исследуемого процесса. Измеритель 8 отношения делит оценки шестого момента на возводимую в третью степень пятым нелинейным элементом с характеристикой Y = X3 оценку второго момента, при этом на выходе действует сигнал, равный оценке нормированного по дисперсии шестого момента исследуемого сигнала. Второй измеритель 9 отношения делит оценку четвертого момента с выхода интегратора 6 на возводимую в квадрат четвертым нелинейным элементом 10 оценку второго момента, при этом на выходе действует сигнал, равный четвертому нормированному по дисперсии моменту исследуемого сигнала. Оценки шестого и четвертого нормированных моментов с выходов первого и второго измерителей 8, 9 отношений поступают на решающее устройство 12, которое реализует вычисление на основании известных априорно Еш(4), Еш(6) и измеренных Ес+ш(4) и Ес+ш(6) системы из двух уравнений (1) и (2) относительно двух неизвестных m и h2 c/ш. Результаты вычислений выводятся на первый и второй индикаторы 13 и 14.The signal from the measurement channel enters the input unit 1, which provides the signal level necessary for the operation of nonlinear elements. In the first non-linear element 2, the signal is converted according to the law Y 1 = X 6 , in the second non-linear element the signal is converted according to the law Y 2 = X 4 and in the third non-linear element - according to the law Y 3 = X 2 . The signals from the outputs of nonlinear elements 2, 3, 4 are fed to integrators 5, 6, 7, the outputs of which are signals equal to the estimates of the sixth, fourth and second moments of the process under study. The ratio meter 8 divides the estimates of the sixth moment into the third nonlinear element being raised to the third degree with the characteristic Y = X3 and the second moment estimate, while the output acts a signal equal to the estimate of the sixth moment normalized by the variance of the signal under study. The second ratio meter 9 divides the estimate of the fourth moment from the output of the integrator 6 into the square of the fourth nonlinear element 10, the estimate of the second moment, while the output acts as a signal equal to the fourth dispersion-normalized moment of the signal under study. Estimates of the sixth and fourth normalized moments from the outputs of the first and second relationship meters 8, 9 are sent to the decider 12, which implements the calculation based on a priori known E w (4), E w (6) and measured E s + w (4) and E c + w (6) is a system of two equations (1) and (2) with respect to two unknown m and h 2 c / w . The calculation results are displayed on the first and second indicators 13 and 14.

Необходимо отметить, что интеграторы 5, 6, 7 выполнены с изменяемым временем интегрирования Т с целью изменения точности измерения. It should be noted that the integrators 5, 6, 7 are made with a variable integration time T in order to change the measurement accuracy.

Дисперсия измерения определяется выражением
σm=

Figure 00000006
;
Figure 00000007
=
Figure 00000008
-
Figure 00000009
, где σc+ш {E(6)}, σ {Ec+ш(4)} - среднеквадратические отклонения погрешности измерения нормированных моментов, определяемые как
Figure 00000010
,
Figure 00000011
, где σб 2 - дисперсия исходного процесса; τк - интервал корреляции; Т - время интегрирования.The variance of the measurement is determined by the expression
σ m =
Figure 00000006
;
Figure 00000007
=
Figure 00000008
-
Figure 00000009
, where σ c + w {E (6)}, σ {E c + w (4)} are the standard deviations of the measurement error of the normalized moments, defined as
Figure 00000010
,
Figure 00000011
where σ b 2 - the variance of the original process; τ to - correlation interval; T is the integration time.

Коэффициенты а1, b1, a2, b2 - задаются выражениями
a1=

Figure 00000012
E
Figure 00000013
(4) ;
a2=
Figure 00000014
E
Figure 00000015
(6) +
Figure 00000016
;
b1=
Figure 00000017
Ec(4) -
Figure 00000018
+
Figure 00000019
;
Figure 00000020
Figure 00000021
где Ес'(4), Ес'(6) - производные по m при m = mизм.The coefficients a 1 , b 1 , a 2 , b 2 - are given by the expressions
a 1 =
Figure 00000012
E
Figure 00000013
(4) ;
a 2 =
Figure 00000014
E
Figure 00000015
(6) +
Figure 00000016
;
b 1 =
Figure 00000017
E c (4) -
Figure 00000018
+
Figure 00000019
;
Figure 00000020
Figure 00000021
where Е с '(4), Е с ' (6) are derivatives with respect to m for m = m rev .

Технико-экономический эффект заключается в повышении точности измерений в зашумленных каналах измерения, а также в предотвращенном ущербе из-за невозможности проведения таких измерений. The technical and economic effect is to increase the accuracy of measurements in noisy measurement channels, as well as to prevent damage due to the impossibility of such measurements.

Предлагаемый модулометр полностью реализуется на стандартных элементах. В частности, решающее устройство реализуется на микропроцессорном комплекте КР580, блоки возведения в четвертую и шестую степени - на операционных усилителях с нелинейными обратными связями на базе транзисторных сборок типа К-159 НТ1, остальные элементы являются типовыми. The proposed modulometer is fully implemented on standard elements. In particular, the solver is implemented on the KR580 microprocessor kit, fourth and sixth degree erection units are used on operational amplifiers with non-linear feedback based on transistor assemblies of the K-159 NT1 type, the remaining elements are typical.

Claims (1)

МОДУЛОМЕТР, содержащий входной блок, два интегратора и первый измеритель отношения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения коэффициента амплитудной модуляции в зашумленных каналах измерения и расширения функциональных возможностей модулометра, в него введены пять нелинейных элементов, третий интегратор, второй измеритель отношения, решающее устройство и два индикатора, причем выход входного блока соединен с входами первого, второго и третьего нелинейных элементов, выходы которых соединены соответственно с входами первого, второго и третьего интеграторов, выходы первого и второго интеграторов подключены к первым входам первого и второго измерителей отношения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами пятого и четвертого нелинейных элементов, входы которых подключены к выходу третьего интегратора, выходы измерителей отношения подключены соответственно к первому и второму входу решающего устройства, два выхода которого подключены к входам соответственно первого и второго индикаторов. A MODULOMETER containing an input unit, two integrators and a first ratio meter, characterized in that, in order to increase the accuracy of measuring the amplitude modulation coefficient in noisy measurement channels and expand the functionality of the module, five nonlinear elements are introduced into it, a third integrator, a second ratio meter, a solving device and two indicators, the output of the input unit being connected to the inputs of the first, second, and third nonlinear elements, the outputs of which are connected respectively to the inputs and the first, second and third integrators, the outputs of the first and second integrators are connected to the first inputs of the first and second ratio meters, the second inputs of which are connected respectively to the outputs of the fifth and fourth nonlinear elements, the inputs of which are connected to the output of the third integrator, the outputs of the ratio meters are connected respectively to the first and second input of the decisive device, the two outputs of which are connected to the inputs of the first and second indicators, respectively.
SU4919704 1991-01-16 1991-01-16 Modulation meter RU2024030C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4919704 RU2024030C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Modulation meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4919704 RU2024030C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Modulation meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2024030C1 true RU2024030C1 (en) 1994-11-30

Family

ID=21565339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4919704 RU2024030C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Modulation meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2024030C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1226351, кл. G 01R 29/06, 1986. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1226353, кл. G 01R 29/06, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1068409A (en) Determination of parameters of an autocorrelation function
EP0140853B1 (en) A method of measuring the dispersion of a transmitting optical fibre
US3848471A (en) Noise pollution level measuring circuit
RU2024030C1 (en) Modulation meter
GB1522665A (en) Methods of and apparatus for particle examination
RU2088944C1 (en) Correlation method for measuring low-frequency fluctuations of shf devices
RU2251118C2 (en) Non-linear distortions evaluation calculator
US2906947A (en) Signal wave analyzer
JP3480143B2 (en) Multi-channel dynamic strain meter
RU2072522C1 (en) Method and device for measuring low signal-to-noise ratios
SU1094000A1 (en) Method of determination of measuring converter static error
RU2198410C2 (en) Multichannel device measuring root-mean-square value of voltage
SU896579A1 (en) Two-channel meter of oscillation frequency fluctuations
SU954907A1 (en) Device for measuring constant magnetic field magnetic induction
SU1095120A1 (en) Device for checking group lag time meters
SU1291912A1 (en) Method of automatic integrated calibration checking of instruments
SU384011A1 (en) METHOD FOR ADJUSTING COEFFICIENTS OF TRANSFORMING A TWO-CHANNEL FLOWMETER
RU1759139C (en) Optoelectronic device
SU1610438A1 (en) Apparatus for measuring speed and length of object
SU1178207A1 (en) Device for measuring magnetic field
SU857797A1 (en) Device for measuring selective transmission coefficient
SU819658A1 (en) Device for determination of starting amplitude of nmr pulse signals
SU1140057A1 (en) Digital meter of non-linear distortion coefficient
SU785802A1 (en) Method and device for measuring receiving system noise factor
SU1386942A1 (en) Method of determining width of photodetector single-electron pulse