Способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений

о 664115 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сафа Советскик Сфцкайкстнчески а Республик1 . Кл.2 6 01 й 19/16 С О 1 В 17/ОО Н 03 К 5/20 61) Дополнительное к авт. свид-ву 22) Заявлено 240276 (21) 2327879/1с присоединением заявки 1(о 51) М омите теиий осудареткеииый к СССР ио делам изобре и открытий05,79. Бюллетень Мо 19ния описания 250579 Дата опублмкова ний М.Л,Гапон 1) заявитель 4) СПОСОБ СРАВНЕНИЯ АМПЛИТУД ДВУХ СИНУСОИДАЛНАПРЯЖЕНИЙИзобретение относится к областитехнической 6 иэики, касающейся вопро сов измерения электрических величин, и может быть использовано в измери-тельной технике и приборостроении, а также в метрологической практике при преверке генераторов синусоидальныхсигналов по выходному напряжению в широком частотном диапазоне.В настоящее время йри градуировке и поверке измерительных генераторов по выходному напряжению, при калибров" ке мер затуханий и измерений электри" ческих величин, соответствующие параметры которых преобразовании в про- ф г 1 орциональные им значения напряжений, широко применяются различные способы,. сравнения синусоидальних напряженийко, амплйтуде.ЮИзвестии способы сравнения двух напряжений по амплитуде, которйе прк" меиены для сравнения постоянных клк импульсных напряжений, либо для срав-кения амплитуд синусоидальных напря-; ф жений на одноЯ Фиксированной частоте или в лучшем случае в небольшом йиэкочастотнокф диапазоне ( 1) .Известный способ имеет невысокое бысгродействие. : . .В 2Известен способ сравнения двух синусоидальнцх напряжениЯ на амплитуде, заключающийся в том, что суммируются квадраты мгновенных значений синусоидальньтх сигналов с предварительно ослабленными на величину, рав" ную угловой частоте, квадратамк производных тех же сигналов и полу- чейные таким образом суеаарные сиг" калы сравнивают между собой (2).Недостаткомспособа является то, что подобная обработка сравниваемых ,по амплитуде входных сигйалов имеет низйую точность результата кэ-за наличия следующих погрешностей неточность ослабления квадратов производных сравниваемых сигналов в число ,.раз, равное угловой частоте (эта погрешность с увеличением частоты срав-ииваеьах сигналов возрастает к можетдостйгать 5+10)т отклонение характеристик элементов возведения в квадрат от квадратичных (зта погрешностьтакже возрастает с увеличением частота и может достигать 2+5) .Такйм образом, прк осушествленик ослаблейия сигиало в число раэ, равное угловой частоте, к использовании квадратов,известный способ может обеспечиФь поГрешность сравнения.порядка 2-,ЗЪ ца фиксированнойчастоте, не превииающей 10+15 кГц,Этот способ имеет также еще тотнедостаток, что он не обеспечиваетвысокой скорости сравнения, так какдля его реализации требуется не только ослабить производные сравниваемыхбсигналов в число раз, равное угловойчастоте, но и провести обязательноеизмерение значения угловой частоты.Время, затрачиваемое на один процесссравнения амплитуд по способу - про- Ютотипу, составляет примерно 5 ":7 минут.Целью изобретения является повы"шецие точности,Для достижения укаэанной цели 16предлагается способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений,основанный ца суммировании сигналов.Перед суммированием сдвигают сравниваемые напряжения по частоте друг от носцтельцо друга, а после суммированияфиксируют в суммарном сигнале экстремум индекса взаимной модуляции.Это даат воэможность исключитьпогрешности сравнения амплитуд, зависящие от частоты сравниваемых сигналов и существенно повысить точностьи скорость их сравнения.На чертеже изображена структурнаясхема устройства реализуюцего данный способ сравнения амплитуд двух З 0сицусоидальных напряжений.Способ состоит в следующем.Исследуемый и эталонный сигналысдвигают по чаетоте друг относительно друга ца величину расстройки, рав-Мной 0,01+13 относительно величинычастоты одного из сравниваемых сигналЮ," Этот сдвиг необходим для получеИ 1 я процесса взаимной модуляциив суймарном сигнале. Затем сигналы 40сумййруют, после чего изменяют амплитуду эталонного (или сравниваемогос цим) напряжения и Фиксируют в суммариом сигнале экстремум индексавзаимной модуляции по максимальномузначению амйййтуды продукта взаимноймодуляции.При фиксировании момента, когдаиндекс взаимной модуляции, а следовательно и"ее продукт, принимает экстремальное значение, амплитуда иссле-фдуемого напряжения равна амплитудеэтрлонного с погрешностью не более0,2;Индекс взаимной модуляции принимаеэ экстремальное значение,.равное М единице, только при равенстве амплитуд сравниваемых напряжений и не принимает значений, больших единицы, так какв д 2 ф-+ - -фУ 60Оф+где в - индекс взаймной модуляцииИ и О, - амплитуда взаимодействуюцих сигналов,Из приведенной формулы видно, чтоиндек: взаимной модуляции не зависит 65 от частоты и принимает экстремальное значение, равное единице, только при равенстве амплитуд взаимодействующих сигналов, что и является технической сущностью предлагаемого изобретения.Устройство, реализующее способ сравнения двух синусоцдальных напряжений, содержит входную клемму 1, предназначенную для подключения исследуемого сигнала, источник эталонного напряжения 2, согласующие элементы 3 и 4, предназначенные для согласования выходных сопротивлений источников эталонного и исследуемого напряжений со входным сопротивлением сумматора 5, выход которого подключен к детектору 6.Детектор 6, предназначенный для выделения продукта взаимной модуляции, соединен через фильтр нижних частот 7 с регистрирующим прибором 8, который служит для фиксированиямаксимального значения амплитуды сигнала, действующего на выходе фильтра7, при котором индекс взаимной модуляции принимает экстремальное значениеУстройство работает следующим образом,Исследуемое напряжение подается на клемму 1, затем его частота сдвигается относительно частоты эталонногонапряжения на 0,1- 2, т.е. на величину расстройки, не выходяцей за верхнюю граничную частоту среза Фильтра 7, о чем свидетельствуют показания регистрирчющего прибора 8. При изменении амплитуды эталонного (или исследуемого) напряжения фиксируется максимальное показание регистрирующего прибора 8. При этом индекс взаимноймодуляции имеет экстремальное значение, а амплитуда исследуемого напряжения равна амплитуде эталонного,причем величина амплитуды эталонногонапряжения. равна действительному значению амплитуды исследуемого напряжения,1 очность сравнения амплитуд двух оинусоидальных напряжений в диапазоне частот от 1 до 60 мГц составляет не хуже 0,2. Нв обнаружено ухудше.ние точности сравнения амплитуд при изменении величины расстройки между частотами сравниваемых сигналов от100 Гц до 20 кГц. Весь процесс сравнвния занимает не более 10+15 сек.Данный способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений, в отличие от прототипа, имеет меньше операций, так как он не требует выполнения операций по возведению в квадрат мгновенных значений и производных сравниваемых сигналов, ослаблечия квадратов производной в числораэ, равное угловой частоте, и исключает из результата сравнения погрешности, зависящие от частоты сравниваемых сигналов,664115 Повышение точности и скорости сравнения амплитуд достигнуто за счет того, что предлагаемый способ сравнения двух сннусоидальных напряжений основан на использовании явления взаимной модуляции и частотнонезависимых свойств индекса взаимной модуляции. 5Следовательно, разработанный способ можно применять для сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений до частот порядка 1 гГц и выше, причем высокая точность и скорость 10 сравнения не зависят от величины рас стройки частот сравниваемых по амплитуде сигналов, если она не превышает значения верхней частоты среза Фильтра низкой частоты. 5 6Формула изобретенияСпособ сравнения амплитуд двух синусоидальннх напряжений, основанный на суммировании сигналов,о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности, перед суммировани ем сдвигают сравниваемые напряжения по частоте друг относительно друга,. а после суммирования фиксируют в сую. марном сигнале экстремум индекса взаимной модуляции.Источники инФормации принятые во внимание при экспертизе1. Автбрское свидетельство СССР Р 221779, кл, 6 01 В 17/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССР 9 387390, кл. С 01 В 19/16 2805.71.Заказ 2985/43 Тираж 1089 . Подписное ЦНИИГИ Государствнного комйтета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Рауюакая иаб.,д.4/5 илиал ЙПП Патентфф, г.ужгород, ул.йроектна