Измерение параметров переменного сигнала: пиковое значение


Для непрерывного измерения пиковых значений можно заменить ключ в описанном устройстве высокоомным резистором. Его величина выбирается такой, чтобы между двумя максимумами напряжения не было заметного разряда конденсатора С. Недостатком этого устройства является то, что для регистрации уменьшения амплитуды требуется очень большой промежуток времени.

            Для ряда применений, особенно в устройствах управления, важно, чтобы определение амплитуды производилось с возможно меньшим временем запаздывания. При использовании описанного устройства время измерения составляет по меньшей мере период входного сигнала. При сигналах синусоидальной формы амплитуду можно рассчитать для каждого момента по формуле

 

Управление в рассматриваемом случае реализуется особенно просто, поскольку в устройстве получаются  и .

            При измерении неизвестного синусоидального напряжения нужно получить для входного напряжения функцию . Для этого можно применить дифференциатор. На его выходе получаем

При известной частоте можно считать параметр равным единице. Следовательно, имеется искомый член для дальнейших вычислений. После возведения в квадрат и сложения Uе(t) и V1 (t) без использования фильтров находим амплитудное значение.

При переменной частоте в устройство необходимо ввести интегратор для получения члена  с частотно-независимой амплитудой (рисунок ниже).

Схема измерения мгновенных амплитудных значений

Выходной потенциал интегратора составляет

Постоянная интегрирования во включенном состоянии приводится к нулю с помощью резистора Rр. Перемножая V1 и V2, получаем

После образования разности V4 – V3 и извлечения корня находим выходное напряжение .

Таким образом, для каждого момента времени оно равно пиковому значению входного напряжения. Резкое изменение амплитуды сигнала приводит к запаздыванию выходного сигнала, определяемому временем, необходимым для того, чтобы интегратор вновь установился в среднее значение (нуль). Следует отметить, что выходное напряжение сразу же изменяется в соответствующем направлении, поэтому подключенная к выходу устройства схема, например управляющий усилитель, получает правильную команду.


Предыдущие материалы: Следующие материалы: