Компенсационный стробоскопический преобразователь электрических сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)970235 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14 04.81 (21) 3277284/18-21 (51)М Кл з с присоединением заявки ¹

G 01 R 13/34

Государственный комитет

С.СС Р ро делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 681.142,9 (088. 8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетеиь ¹ 40

Дата опубликования описания 30.10.82 р.Â.ÂaëoõèH, Ю,С.Шумков, Н.В.Нагаец,, Е.Г.Грехова, A.Ô.Ïîãðåáíoé, Ю.Н.Самарцев, И.Ю.Сергеев,В.В.Бухалов, Б.П.Химиченко и Г.A.Íèêèôoðoâà (72) Авторы изобретения (71 ) За яв ит ель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАВОВАТЕЛБ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХВ СИГНАЛОВ

1 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении векторных вольтметров, калибраторов переменного напряжения и других приборов, реализующих точное преобразование высокочастотных гармонических сигналов в низкочастотные.

Известен стробоскопический преобразователь осциллографа, содержащий стробоскопический смеситель, усилитель, управляемый аттенюатор, расширитель и блок развертки, причем первый вход стробоскопического смесителя соединен с входом преоб-. разователя, второй вход - с выходом блока развертки, а выход - с входом усилителя (13.

Недостатком этого устройства является большая мультипликативная погрешность преобразования, обусловленная нестабилвностью коэффициента передачи стробоскопического смесителя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является компенсационный стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий первый стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного высокочастотного сигнала, а второй вход - с выходом формирователя строб-импульсов, вход которого подключен к выходу перестраиваемого по частоте генератора импульсов, входом связанного с выходом фазового детектора, первый вход которого сое 1инен с выходом генератора опорной частоты, и второй стробоскопический смеситель .(2).

Недостатком данного устройства является большая мультипликативная погрешность преобразования, обуслов- . ленная нестабильностью коэффициента

15 передачи смесителей.

Цель: изобретения - повышение точности преобразования.

Указанная цель достигается благодаря тому, что компенсационный стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий первый стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с шиной входного высокочастотного сигнала, а второй вход - с выходом формирователя строб-импульсов, вход которого подключен к выходу перестраиваелого по частоте генератора ю пульсов, входом связанного с выходом фазового детектора, первый. вход которого соединен

970235 с выходом генератора опорной часто.ты, и второй стробоскопический смеситель, снабжен усилителем-расширителем, электрически управляемым аттенюатором, полосовым фильтром, блоком вычитания, блоком формирования строб-импульсов при совпадении максимумов входного и выходного сигналов и усилителем разностного напряжения некомпенсации, вхоц которого подключен к выходу второго стробоскопйческого смесителя, а выход к управляющему входу электрически управляемого аттенюатора, вход которого связан с выходом усилителярасширителя, а выход - с вторым входом фазового детектора и входом полосового фильтра, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, вторым входом блока формирования строб-импульсов при совпадении максимумов входного и выходного сигналов и вторым входом блока вычитания, первый вход которого подключен к шине входного высокочастотного сигнала, а выхо; — к первому входу второго стробоскопического смесителя, второй вход которого связан с выходом блока формирования стробимпульсов при совпадении максимумов входного и выходного сигналов, первым входом соединенного с выходом перестраиваемого по частоте генератора импульсов, причем вход усилителя-расширителя подключен к выходу первого стробоскопического смесителя.

На чертеже показана структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Устройство состоит из первого стробоскопического смесителя 1, усилителя-расширителя 2, электрически управляемого аттенюатора 3, полосового фильтра 4, опорной частоты, перестраиваемого по частоте генератора 7 импульсов, формирователя 8 строб-импульсов, блока 9 вычитания, второго стробоскопического смесителя 10, блока 11 формирования строб-импульсов при совпадении максимумов входного и выходного сигналов и усилителя

12 разностного напряжения некомпенсации.

Устройство работает следующим образом.

Входное высокочастотное напряжение преобразователя, имеющее форму гармонического сигнала, подается на первый вход стробоскопического смесителя 1, на второй вход которого поступают строб-импульсы с выхода формирователя 8. С выхода смесителя

1 снимаются импульсы напряжения, амплитуда которых пропорциональна мгновенным значениям входного напряжения преобразователя в моменты времени стробирования. В усилителе-расширителе 2 эти импульсы усиливаются и расширяются. На выходе этого блока образуется ступенчатообраэное напряжение промежуточной частоты, огибаю5 щая которого аналогична форме входного напряжения преобразователя. Это напряжение через электрически управляемый аттенюатор 3 и полосовой фильтр

4 поступает на шину выходного сигнала.

3Q Блоки 1, 2, 3, 5, б, 7 и 8 образуют систему фазовой автоподстройки частоты повторения строб-импульсов.

Напряжение промежуточной частоты с выхода аттенюатора 3 и напряжение 5:îïoðHîé частоты с выхода генератора б поступают соответственно на второй и первый входы фазового детектора 5.

В результате воздействия выходного сигнала детектора 5 частота повторения.импульсов генератора 7 изменяется и расстройка по фазе и частоте между напряжениями на выходах аттенюатора

3 и опорного генератора б уменьшается.

Промежуточная частота напряжения на выходе аттенюатора 3 становится равной опорной частоте, например 20 кГц. Из этого напряжения полосовой фильтр 4 выделяет основную гармонику промежуточной частоты 20 кГц. Выходное напряжение устройства имеет форму гармони30 ческого сигнала промежуточной. частоты, причем оно привязано по фазе к входному высокочастотному напряжению.

Входное и выходное напряжения устройства алгебраически суммируются в

35 блоке 9.

Выходное напряжение блока 9 подается на первый вход стробоскопического смесителя 10, на второй вход которого поступают строб-илпульсы с вы4О хода блока 11 формирования строб-им.пульсов.

На первый вход блока 11 поступают импульсы с выхода перестраиваемого по частоте генератора 7, а на второй

45 вход — подается выходное напряжение устройства. Из выходного импульса перестраиваемого по частоте генератора 7 блок 11 формирует строб-импульсы в те моменты времени, когда входное U и выходное 0,2 напряжения устройства принимают одновременно свои максимальные значения, равные амплитуде.

В моменты времени стробирования входного напряжения смесителя 10

55:происходит сравнение амплитудных значений синусоидальных напряжений

0„ и 01. В случае их неравенства на выходе смесителя 10 формируется разностное напряжение некомпенсации, 60 которое усиливается усилителем 12 напряжения некомпенсации. При этом оно усредняется. Выходное напряжение усилителя 12 подается на электрически управляемый аттенюатор 3 и измеб5 няет его коэффициент передачи до

970235

Формула изобретения

ВИИИПИ Заказ 8379/53 Тираж 717 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 тех пор, пока не срав няются амплитудные значения напряжений U и О

Мгновенные значения высокочастотного напряжения г.г„ и напряжения сг1 промежуточной частоты в моменты времени стробирования оказывают одинаковое влияние на поведение импульсной системы.

На выходе устройства форлируется преобразованное напряжение промежуточной частоты с амплитудой, равной 10 амплитуде входного напряжения.

Изобретение позволяет повысить точность преобразования высокочастотных напряжений, имеющих форму гарглонического сигнала, в низкочастотные 15 путем угленьшения искажений формы входного сигнала, присущих стробоскопическоглу преобразованию, а также уменьшения мультипликативной погрешности преобразования благодаря компенсации мгновенных значений входного напряжения преобразователя мгновенными значениями выхбдного напряжения при стробировании в точках их максимулов.

Компенсационный стробоскопический преобразователь электрических .сигналов, содержащий первый стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с шиной, входного высокочастотного сигнала, а второй вход— с выходсм формирователя строб-импульсов, вход которого подключен к выходу перестраиваеглого по частоте генератора импульсов, входом связанного с выходом фазового детектора, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, 40 и второй стробоскопический смеситель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен усилителем-расширителем, электрически управляемым аттенюатором, полосовым фильтром, блоком вычитания, блоком формирования строб-импульсов при совпадении максимумов входного и выходного сигналов и усилителем разностного напряжения некомпенсации, вход которого подключен к выходу второго стробоскопического смесителя, а выход — к управляющег.<у входу электрически управляемого аттенюатора, вход которого свяэа1л с выходом усилителя-расширителя, а выход — с вторым входом фазового детектора и входом полосового фильтра, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, вторым входом блока формирования строб-импульсов при совпадении максимумов входного и выходного сигналов и вторым входом блока вычитания, первый вход которого подключен к шине входного высокочастотного сигнала, а выход - к первому входу второго стробоскопического смесителя, второй вход которого связан с выходогл блока формирования строб-илпульсов при совпадении мак- . стлумов входного и выходного сигналов, первьм входом соединенного с выходом перестраиваемого rio частоте генератора импульсов, причем вход усилителя-расширителя подключен к выходу первого стробоскопического сглесителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР гг 661352, кл. G 01 R 13/20, 1979.

2. Патент СШй Р 3334305, кл. 328-151, 1967 (прототип).