Измеритель отношения переменных напряжений

Союз Советских Социалистических Республик(51)м. Ил.2 501 Я 19/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.Б. Селибер, И.А, Подлиск, В.А. Соколов и В.Н. Афанасьев Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. А. Бонч-Бруевича(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОЫЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Измеритель отношения переменных напряжений предназначен для использования в электро- и радиотехнике, в частности, для измерения коэффициента передачи различных устройств на переменном токе.Известны измерители отношения 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 прИ работе.в широком 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 переда ш усилителя устанавливается обратно пропорциональным первому входному напряжению, а затемна усилитель поступает второе входное напряжение. После усилителя онодетектируется детектором сигналаотношения, на выходе которого выделяется постоянное напряжение, пропорциональное отношению входных напряжений,Неидентичность частотных и вольтамперных характеристик детекторасигнала отношения и детектора в автоматическом регуляторе усиления,а также нелинейность их вольтамперных характеристик (ВАХ), приводитк значительному увеличению погрешности измерения в широком динамическом диапазоне частот и уровней входных напряжений. Погрешность устройства запоминания регулирующего напряжения также приводит к увеличениюпогрешности измерения, Кроме того,устройство имеет недостаточный динамический диапазон измеряемых значений отношения, так как оно в рядеслучаев позволяет измерять лишь отношение меньшего напряжения к больЗОм.) 11 11 е позволяет из 1 лерить обратпую величину, Па практике это прпво;В)т к неудобствам, связанным с необ:д 11 мостью п 13 оведения дОПОлнитель"", Х вычислений величины обратной; .Меренной,пе)1 ь изобретениЯ умен ьше 1 т 1 е,";1)тт)Е 1)НОС) И 11 РасшиОЕ 11 ИЕ гинаМИЧЕсКОГО,т(наткЭ 11; тЗМЕрЯЕЬИХ ЗНаЧЕНИйотн 1 цени)1 т),ременных н апр яженийЭтО ДОСТИГНЕтСЯ ТЕМ, ЧтО ИЗМЕРИтель ь)ти,.)ш;.И 1:1 переменных 1 апряженпй, содержащий коммутатор, усилит ел ь и си 11 хрониз атОО ) сОединен нь 1 Йс управл 11 юц 1 м ходом ттоммутатора,введены регл гтор) фильтры переменно)х) и по 1 ттян 1 Ото напряжений, аналс ГО "цифровой преобразэватель) вычис.-11 тот)ь Отношения одо, источникОпорного постоянного напряжения, суммат 1), одич Вход которого соединенВыходом кОмлутатора) другОй вхОдс источт 1 нком ОпОрногО т 1 ОстОяннОГО1 агя)яжен 11 Я, а выход - со входом усиЛИТСЛЯ ) ВХОДЫ ФИЛЬТООВ ПЕРЕМЕННОГОн ттостоянного 1 ат",ря;11 ений соединеныВыходом усилителя, выход Фильтрапеременного напряжения через регулятор соединен с управляющим входомусилите,г 1 я,. а а выходе Фильтра постоянного напряжения вкл 1 очены после,цоь ател ьно с единен ные ан алого-цифровой преобразователь и вычислительОтиошения кОдОВ) уп 1 эавляющие входыкоторых сОед 1 нены с синхрОниэатором,Структурная схема измерителя отно 111 ений представлена на. чертеже.Измеритель Отношения переменныхнапряжений содержит коилутаторсумматор 2, источник 3 опорного постоянного напряжения, усиля гель 4,Фильтр 5 переменного напряжения, регулятор б, фильтр 7 постоянного напряжения, аналого-цифровой преобразователь 8, Вычислитель 9 отношениякодов, синхронизатор 10,Исследуемые напряжения при помо 1)1 Н КОММУтатора 1 поочеРеднО ПОДключвются к одному из Входов сумматора2, одновременно на другой вход сумматора полее. Ся на)тояжение источника 3 опорного постоянного напряжения, сигнал т)еременного напряженияи постоянное 11 апряженне, объедине 1 ные В сумматоре,., поступают в уси.)титель 4, с Выхода усилителя 4 усиленный сигнал разделяется - переменная составляющая сигнала поступаетчерез фильтр 5 переменного напряжения на регулятор б, а по.)тояннаясоставляющая поступает через фильтр7 постоянного наттряжения на аналого-цифровой преобразователь 8. Переменный сигнал в регуляторе б детектируется (преобразуется) в постоянное напряженке, которое усиливается и воздействует на усилитель 4таким образом, что на выходе егопеременное напряжение поддерживает ся Всегда постоянным, следовательНо 1 О(К=Ц К(1 а)где т.1( н Б - напряжения исследуежх сигналов на входеусилителя 4 в 5К и К - коэффициенты передачиусилителя 4 при воздействии на него сигналов Ол и О соответственно.КО К, (1 б)Так как в усилителе одновременнос сигналами 11 и тт усиливается сиг- ,5 нал источника 3 опорного постоянного напряжения, равный Ед на входеусилителя 4 то на Выходе его полу-.чим;(2) 0 О - напряжен 1 Я си).налспостоянного напряжения н а В 1 ходе усил 1- теля 4 в моменты подачи на него напряжений (3 Л и Б, соответственно. 26где 11 Изимеет Таким Образом,. в у строй ст Ве ис -ключает с я сост авляю)ие го греши остииэ-за неидентичности частотных характеристик детекторов и нелинейности их вольт-амперной характеристик,которые в аналогичных устройствахдостигают 4-6,(3 О . о)2Е.7. ЕУчитывая 1 б), ттолучим 1.,) а так как напряжение 1 и 13 о,поо)тередно поступают через Фильтр 7 постоянного напряжения на РПЧ 8, тдЕпреобразуют ся в ци Фровые коды, тоотношение этих кодов, вычисленное в 4 О цифровс)м вычислителе 9 Отношения кодов) буд т обратно прогорциональнымотношению исследуемых напряжений.Си;хронизатор 10 предназначен длясинхронизации работы коммутаторааналого-цифрового преобразователя8 и вычислителя 9, При выполненииусловия (1 а) на выходе усилителя 4и, следовательно, на выходе регуля -тора б уровень сигнала поддерживается постоянным, что снижает погреш - ) 1ность детектирования (преобразования) в широком динамическом диапазоне уровней входных напряжений Ци 112 , обусловленной нелинейностьювольт-амперной характеристики, и 11 а личие в устройстве только Одного детектора снижает частотную погреш -ность измерения.5 742810 ФОрмула изобретения Составитель В, Вагановедактор С. Суркова Техред О.Андрейко Коррект Гри го Подписноеа СССРтийнаб., д. 4/ 54/39 тираж 1019ЦНИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и откр113035, Москва, Ж, Раушска Зака л. Проектная, 4 тент , г. У гор Филиал ПП Измеритель отношения переменных напряжений, содержащий коммутатор, усилитель и синхронизатор, соединен ный с управляющим входом коммутатора, отличающийся 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 напряженийсоединены с выходом усилителя, выходфильтра переменного напряжения соединен через регулятор с управляющимвходом усилителя, а на выходе Фильт-ра постоянного напряжения включеныпоследовательно соединенные аналогоцифровой преобразователь и вычислитель отношения кодов, управляющиевходы которых соединены с синхронизатором. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ У 1616096,кл. 50119/10, 1972.2. Жилинскас Р.-П,П. Измерительотношения и их применение в радиоизмерительной технике. М., Советское радио, 1975,