Измеритель отношения переменных напряжений
Союз Советских
Социалнстических
Республик
«i> 74283() (б1) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 051277 (21) 2549083/18-21 с присоединением заявки ((9 (23) Приоритет
Опубликовано 250г 80 Бюллетень И9
Дата опубликования описания 250б80
501 Я 19/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
15З) Уд) б 2 1 . 31 7, . 7 (088. 8) (72) Авторы изобретения
A.Б. Селибер, И.A. Подлиск, В.А. Соколов и В. Н. Афанасьев
Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. A. Бонч-Бруевича (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Измеритель отношения переменных н апряжений предн аз н ачен дл я и спол ьзования в электро- и радиотехнике, в частности, для измерения коэффициента передачи различных устройств на переменном токе.
Известны измерители î — íîøåíèÿ переменных напряжений, используемые в радиоизмерительной технике, содержащие преобразователь одного из входных сигналов в напряжение другой частоты, усилитель с автоматическим регулятором усиления, работающим по одному иэ входных сигналов, и детектора сигнала отношения (1) .
Такие измерители характеризуются значительной погрешностью измерения, обусловленной погрешностью детекторов прк работе. в ItlHpoKQM динамическом диапазоне частот и уровней входных сйгналов, что сужает динамический диапазон измерения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является измеритель отношения переменных напряжений, со. держащий коммутатор, усилитель и синхронизатор, соединенный с управляющим входом коммутатора (2).
В этом устройстве сначала коэффициент передачи усилителя устанавливается обратно пропорциональным первому входному напряжению, а затем на усилитель поступает второе входное напряжение. После усилителя оно детектируется детектором сигнала отношения, на выходе которо го выделяется постоянное напряжение, пропорциональное отношению входных напряжений.
Неидентичность частотных и вольтамперных характеристик детектора сигнала отношения и детектора в asтсматическом регуляторе усиления, а также нелинейность иv вольтамперных характеристик (BAX) приводит к значительному увеличению погрешности измерения в широком динамическом диапазоне частот и уровней входных напряжений. Погрешность устройства запоминания регулирующего напряжения также приводит к увеличению погрешности измерения. Кроме того, устройство имеет недостаточный динамический диапазон измеряемых значений отношения, так как оно в ряде случаев позволяет измерять лишь отношение меньшего напряжения к больЗО м II 11е поз Волне"" из,< -р" TI, обра» лую величину, Па практике зто приво;:Н.T Iк неуДобствам, связанным с необ. .;: Димо ст ыв п12О Вздев и я дОПОлнит ель "
", Х вычислений величины обратной ::;vf ренной, Цель изо(",э(.тения — уменьшение
:.,1,. грешнос и и расшире !He гинамического Jail II, Эт Опорно(о пс стоян ного напр яжения, сум матер, один "..Од которого соединен <- "выхОдОМ коммут атор а < дру ГОй вхОд С И СТО IH И КОM ОПОРНОГО ПОСТОЯННОГО нагц1яжен11я, а выход — со входом усиЛИТСЛЯ < ВХОДЫ ФИЛЬТРОВ ПЕРЕМЕННОГО н постоянного 11аиря;1<ений соединены Выходом усилителя, выход фильтра переменного напряжения через регуляТор соединен с у1!равляющим ВхОдОм усилитег1я, =, . а вь<ходе фильтра постоянноо го н апр яжани я Fj кл1очены после,цоь ател ьно соединен ные ан ало го-ци фровой преобразователь и вычислитель oTH<зшения кодов, управляющие входы которых соединены с синхронизатором. Структурная схема измерителя отно(<<ений представлена и а. чертеже . Измеритель отноше1<ия переменных напряжений содержит кои<утатор <..Умк<атор 2, HOToчник 3 опорного посто =.ííîão напряжения, усиля гель 4, фильтр 5 переменного напряжения, регулятор б, фильтр 7 постоянного напряжения, аналого-цифровой преобразсвателт, 8, Вычислитель 9 отношения кодов, синхрониз атор 10, Исследуемые напряжения при помощи коммутатора 1 поочередно подключаются к одному из входов сумматора 2, одновременно на другой вход сумматора и<212 ее. Оя напряжение источника 3 Опорного постоянн6го напряжения, сиги зл переменного напряжения и постоянное 11апряжение, объединенные В сумматоре, поступают B усилитель 4, с (1ыхода усилителя 4 усиленный сигн ал разделяется переменная составляющая сигнала поступает через фильтр 5 11ерсменного напряжения на регулятор б, а постоянная составляющая поступает через фильтр 7 постоянного напряжения на анало-. I o-ци фровой преобразователь 8. Переменный сигнал в регуляторе б детектируется (преобразуется) в постоянное напряженке, которое усиливается и воздействует на усилитель 4 таким образом, что на выходе его переменное напряжение поддерживается Всегда постоянным, следовательНО, И(К„= Ц К (1а) где <1 и U., — напряжения исследуежх си налов на входе усилителя 4;, з K u K> - коэффициенты передачи усилителя 4 при воздейстВии нс1. негО сигналОВ Uq и 0 1сООтветст венно. О К (3 К. (1б) Так как в усилителе одновременно с сигналами 11 и U ñèëèâàåòñÿ сигнал источника 3 опорного постояннсго напряжения, равный Ед на входе усилителя 4„ то на Выходе его полу-. чим: О1 <2 4 02. О 2 (2) и (10 — напряжения сигналов постоянного напряжения н а В11ходе усилителя 4 в моменты подачи н а н его напр яжений U< и U, соответствен Io. 26 где U Из (? ) имеет (3а< . oQ. 3() ЕО» К Е Учитывая (1б), получим: (3о2 2 01 а так как напряжение V<2,1 и U Hîî «ередно поступают через фильтр 7 постояННОГО НаПРяжения на Р<ПЧ 8, 1дЕ преобразуются В цифровые коды, то отношение этих кодов, вычисленное в 4О цифровом вычислителе 9 отношения кодов, буд т обратно прагорциональным отношению исследуемых напряжений. СИ11хронизатор 10 предназ-начен для синхронизации работы коммутатора аналого-цифрового преобразователя 8 и вычислителя 9, При выполнении условия (1а) на выходе усилителя 4 и, следовательно, на выходе регуля— тора б уровень сигнала поддерживается постоянным, что снижает HOIpetf— < (1 ность детектирования {преобразования) в широком дина1.лческом диапазоне уровней входных напряжений V и U 2, обусловленной нелинейностью вольт-амперной характеристики, и ;1а5:1 личие в устройстве только Одного детектора снижает частотную погреш— иост ь измерения. Таким Образом,. в устройстве ис@) ключает с я (."о ст авл яющие I".o греши ости из-за неидентичности частотных характеристик детекторов и нелинейности их вольт-амперной характеристик, которые в аналогичных устройствах до стигают 4-6Ъ. 742810 Формула изобретения Составитель В. Ваганов Редактор С. Суркова Техред О.Андрейко Корректор H. Григорук Заказ 3454/39 Тираж 1019 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Измеритель отношения переменных н апр яж ен ий, содерж аши и коммут атор, усилитель и синхронизатор, соединен. ный с управляюшим входом коммутатора, о т л,и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения погрешности и расширения динамического диапазона измеряемых значений отношений, в него введены регулятор, фильтры переменного и постоянного напряжений, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель отношения кодов, источник опорного постоянного напряжения, сумматор, один вход которого соединен с выходом коммутатора, другой вход — с источником опорного постоянного напряжения, а выход — со входом усилителя, входы фильтров переменного и,постоянного напряжений соединены с выходом усилителя, выход фильтра переменного напряжения соединен через регулятор с управляюшим входом усилителя, а на выходе фильт- ра постоянного напряжения включены последовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь и вычислитель отношения кодов, управляюшие входы которых соединены с синхрони10 затором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка ФРГ М 1616096, кл. 501 R 19/10, 1972. 2. Жилинскас P.-Ï,Ï. Измеритель отношения и их применение в радиоизмерительной технике. М., Советское радио, 1975.
