Установка для воспроизведения фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами

 

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для аттестации и поверки амплитудно-разностных фазоиндикаторов, определяющих углы фазового сдвига 0°, 180° между двумя гармоническими напряжениями в диапазоне напряжений от единиц милливольт до нескольких сотен вольт и в диапазоне частот от инфранизких до нескольких сотен килогерц. Цель изобретения - повышение точности аттестации амплитудно-разностных 180°-ных фазоиндикаторов в широком диапазоне напряжений - достигается путем стабилизации амплитуд выходных сигналов устройства. Указанная стабилизация достигается применением в каждом канале 3 высокостабильной схемы автоподстройки уровня выходного напряжения канала, включающей управляемый аттеннюатор 7, генератор 9 опорного напряжения, делитель 10 опорного напряжения, модулятор 11, преобразователь 12, фоторезистивный усилитель 13 разностного сигнала, демодулятор 14, интегратор 15, компенсационный делитель 16 напряжения, усилитель 17 и тактовый генератор 18. Устройство дополнительно имеет генератор 1 опорной частоты и умножитель 2 частоты, а в каждый канал 3 введены блок 4 задания фазового сдвига, синтезатор 5 частоты, смеситель 6 и выходная клемма 8. 1 ф., 1 ил.

сооз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

«Е <111

А1 (51)5 0 О! R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоьРеткниям и отк ытияы

ПРИ ГННТ СССР и автои:комм азидкткльстач (21 ) 4421404/24-21 (22} 10,05.88, (46) 23. 03. 90, Вюл. ¹ 11 . (72) С.А. Кравченко, В.В. Фоменков, И.Х. Шохор и С.О. Красавииа (53) 621.317.77 (088.8) (5б) Авторское свидетельство СССР №- 1485148, кл. G 01 В 25/04, 1987. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ФАЗОВОГО СДВИГА МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ

2 (57 ) Изоб ретение относитс я к элек трич ес к им измерениям и. может б ить использовано для аттестации и поверки амплитудно-разностных фазоиндикаторов, определяющих углы Аазового сдвига 0, 180 между двумя гармони ческими напряжениями в диапазоне напряжений от единиц милливольт до нескольких сотен вольт и в диапазоне частот от инйранизких до нескольких сотен килогерц. Пель изобретения—

1552120 повьппение точности аттестации амп0 литудно-разностных 180 -ных фазоиндикаторов в широком диапазоне нап( ряжений — достигается путеь стабили( зации амплитуд выходных сигналов устройства. Указанная стабнлизация достигается применением в каждом канале 3 высокостабнльной схемы автоподстройки уровня выходного напряжения канала, включающей управляемый аттенюатор 7, генератор 9 опорного

1 ! напряжения, делитель 10 опорного

)

Иэоб ретение относится к,элек трическим измерениям и может быть использовано для аттестации и поверки амплитудно-разностных фаэоиндикаторов, определяющих углы фазового сдвига (УФС) 0, 180 между двумя гармоническими напряжениями в диапазоне напряжений от единиц миллиВольт до нескольких сотен вольт и в диапазоне частот от инфранизких до нескольких ! сотен килогерц.

На чертеже представлена, схема устройства.

Цель изобретения — повьппение ста( бильности амплитуд выходных сигналов устройства при изменении их частоты в широком диапазоне.

Установка для восп1юизвЕдения фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами содержит генератор

1 опорной частоты, умножитель 2 час( тоты и два идентичных канала 3. Каждый из которых включает в Себя блок

4 задания фазового сдвига, синтезатор 5 частоты, смеситель 6 аттенюатор 7 управляемый, выходи по клемму

8, генератор 9 опорного напряжения, делитель 10 опорного напряжения, . модулятор 11, преобразователь 12 фоторезистивный, усилитель 12 разностного сигнала, демодулятор 14, интегратор 15, делитель 16 напряже( ния, компенсационный усилитель 17, генератор 18 тактовый.

Выход генератора 1 подключен к входу умножителя 2 и к первому входу синтезатора 5 каждог канала 3

Выход умножителя 2 подключЕн к первому входу смесителя 6 каж ого канала 3.

В каждом канале 3 первый выход синтезатора 5 подключен к второму входу; напряжения, модулятор 11, преобразователь 12, фоторезистивный усили-, тель 13 разиостного сигнала, демодулятор 4, интегратор 15, компенсационный делитель 16 напряжения, усилитель 17 и тактовый генератор

18. Устройство дополнительно имеет генератор 1 опорной частоты и умножитель 2 частоты, а в каждый канал

3 введены блок 4 задания фазового сдвига, синтезатор 5 частоты, смеситель 6 и выходная клемма 8. 1 ил. смесителя 6, а второй и третий выходы подключены к первому и второму входам блока 4, выход которого подключен к второму входу. синтезатора

5. Выход смесителя 6 через последовательно подключенные аттенюатор 7 и усилитель 17 подключен к выходной

2S клемме 8 и к входу делителя 16. Выход генератора 9 через последовательно подключенные делитель 10, модулятор 11, преобразователь 12, усилитель 13, демодулятор 14 и интегратор 15 подключены к управляющему входу аттенюатора 7. Выход делителя

16 подключен к второму входу модулятора 11, третий вход которого подключен к первому выходу генератора

18, второй выход которого подключен к второму входу демодулятора 14.

Установка работает следующим образом.

От генератора 1 сигнал с часто40 той например 1 МГц поступает на умножитель 2 с коэффициентом умноже ния, например 30, а также на входы синтезаторов 5, с выходов которых генерируются сигналы с час45 тотой, например от 30,00000001, до 30,99999999 МГц,Блоки 4 работают на основе "манипуляции частот, например

F = 3,0 и F = 3,1 МГц и вводят фазовый сдвиг соответственно в каж-.

50 дый канал 3 к смесителю 6. На -выходе смесителя 6 формируются сигналы с диапазоном частот (30, 00000001

30,99999999) МГц — 30,0 МГц

О, 01 Гц — 999999, 99 Гц S -0 01 Гц -

1 МГц и фазовьм сдвигом, определяемьм выражением

° (- г() 1 „. (= 360 — — -- — ---- ° (N — 1) ) Ои У

521 20 чивает подрегулировку напряжения на входе усилителя 17 таким образом, чтобы на входе интегратора 15 отсутствовала модуляция. Погрешность сравнения в области повьппенных частот определяется паразитными реактивными элементами входной цепи фотопреобраэователя и на частоте свьппе 120 кГц не превы-.

10 шает 0,027. Коэффициент передачи интегратора по напряжению равен К > 20" х10 . При изменении (уменьшении)

7 напряжения на выходе первого канала (клемма U ) на величину Ы.1<, вследствие нарушений режима включений или условий эксплуатации, сигнал попадает через делитель 16 на вход модуля- тора 11, где происходит сравнение его с опорным напряжением от генератора

20 9. Усилитель 13 воспринимает это как увеличение коэффициента амплитудной модуляции прямоугольных колебаний частоты 0,5 Гц. После демодулятора

14 и интегратора 15 управляющий сиг25 нал постоянного тока, который имеет ся на входе аттенюатора 7, увеличивается и этим уменьшает коэффициент ослабления аттенюатора 7 без внесения фазовых сдвигов в цепь прохождеЗ0 ния сигнала "смеситель-управляемый аттенюатор — усилитель-выходной зажим".. В связи с уменьшением коэффициента ослабления аттенюатора 7, напряжение на входе усилителя 17 уве35 личивается и на выходе одо достигает номинального значения на входе модулятора 11 сигналы от делителя 16 и генератора 9 выравниваются. Сигнал постоянного тока на входе аттенюа40 тора ? уменьшается до установившегося значения. Также происходит и в случае увеличения напряжения на выходе 11,, при этом процессы происходят в обратном направлении.

45 Установка позволяет повысить точо ность аттестации нулевых и 180 -ных фазоиндикаторов в 5 pas и расши" рить диапазон напряжений до 100-120 В эа счет введения в каждый усилитель50 ный канал системы автоматической подстройки уровня выходного сигнала с управляемым аттенюатором в качестве регулирующего элемента без фазовых погрешностей.

Ф о рмула изобретения

5 15 где n — число декадных делителей в блоке синтезации частоты

N+ — число манипуляций частоты; — время образования минимин мального дискрета фазового сдвига.

С выхода смесителя 6 сигнал поступает через аттенюатор 7 на усилитель 1 7 и на выходную клемму 8 .

Часть канала, состоящая из блоков 9.-18, представляет собой схему управления аттенюатором 7, с помощью которой автоматически устанавливается и поддерживается выходное напряжение каналов установки. Напряжение с

/ выходной клеммы 8 через делитель 16 поступает на один из входов модулятора 11, к другому входу которого пос тупает сигнал от генератора 9 через делитель 10. С выхода модулятора 11 на преобразователь 12 попеременно с частотой генератора 18 подаются то калиброванные сигналы от генератора

9 через делитель 10, то выходные сигналы с выходной клеммы 8 через делитель 1 6. В лампе преобразователя 12 реализован эффект Штарка от проходящей по нити электрической энергии так, что выходное напряжение с фотосопротивления зависит от стабильности освещения его светом лампы входящей в преобразователь 12, Элементы обслуживания выбраны так, чтобы рабочая точка лампы накаливания практически не изменялась при подаче калиброванных сигналов от генератора

9 и выходного сигнала с выходной клеммы 8. В этом случае будет макси. мальная точность сравнения синусоидального напряжения обратной связи и опорного прямоугольного напряжения, которое может регулироваться делителем 1 О. Фотосопротивление попеременно регулирует постоянное напряжение от силы света, производимой разньм уровнем сигналов, подводимых к нити лампы — в течение 1 с от высокостабильного напряжения прямоугольной формы от генератора 9 и в течение 1 с от синусоидального напряжения усилителя 17 каналов 3 .установки. Поэтому на выходе демодулятора 14 формируется сигнал постоянного тока с модуляцией частотой 1:2 =

= 0,5 Гц. Интегратор 15 подавляет пульсацию с частотой 0,5 Гц, и да лее сигнал постоянного тока поступает на аттенюатор 7, который обеспеУстановка для воспроизведения фазового сдвига между двумя гармо1 5521 20

Составитель А.Орлов

Техред А. Кравчук

Корректор В.Кабаций редактор В.Бугренкова

Заказ 328 Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская аб;, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðîä, ул. Гагарина, 101 ническими сигналами, содержащая генератор опорной частоты„ умножитель частоты и два идентичных канала, каждый из которых включает в себя блок задания.фазового сдвига, синтезатор частоты, смеситель, управляемый аттенюатор и выходную клемму, причем выход генератора опорной частоты подключен к первому входу синтезатора частоты каждого канала и через ! ,умножитель частоты — к первому входу смесителя каждого канала, первый выход синтезатора частоты подключен к второму входу смесителя, о т л и— ч ающа я с я тем, что, с целью повышения стабильности амплитуд вы,ходных сигналов устройства при изме нении их частоты в широком диапазоне, в каждый канал введены генератор опор-20 ( ного напряжения, делитель опорноro напряжения, модулятор, дэоторезистив ный преобразователь, усилитель раз остного сигнала, демоцулятор, интегратор, компенсационный делитель напряжения, усилитель и тактовый генератор, вьиод смесителя через последовательно подключенные управляемый аттенюатор и усилитель подключен к выходной клемме и к входу компенсационного делителя напряжения, выход генератора опорного напряжения через последовательно подключенные делитель опорного напряжения, модулятор, фото резистивный преобразователь, усилитель разностного сигнала, демодулятор и интегратор подключен к управляющему входу управляемого аттенюатора, выход компенсационного делителя напряжения подключен к второму входу модулятора, третий вход которого подключен к первому вьиоду тактового генератора, второй выход которого подключен к второму входу демодулятора, второй и третий выходы синтезатора частоты подключены соответственно к первому и второму входам блока задания фазового сдвига, выход которого подключен к. второму входу синтезатора частоты.