Импульсный вектормер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ оц 748260 Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к ввт. свид-ву2 (22) Заявлено 121277 (21) 2553574/18-21 (51) М. КЛ. с присоединением зьявки Йо(23) Приоритет С 01 К 19/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 150780, Бюллетень М 2 бДата опубликования описания 18,07,80(71) Заявитель Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С,П, Королева(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ВЕКТОРМЕР 1Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для расширения диапазона рабочих частот и повышения точности .измерения вектормерных устройств. 5Известны прямоугольно-координатные вектормерные устройства, используемые в электроизмерительной технике, содержащие два канала каждой ортогональной координаты, последовательносоединенные источник измеряемого сигнала, ключи, сумматор и измерительный прибор, и в цепи опорного источника сигнала усилителиограничители, инверторы и триггеры 1 . т 5 Однако такие устройства сложны, вак как содержат по несколько ключей, инверторов и триггеров в каждом канале. 20Наиболее близким техническим реше- . нием к предложенному является вектор- мерное устройство, содержащее компараторы, триггер, ключевые синхронные детекторы синфаэного и квадратурного 25 каналов, индикаторные устройства и источник опорного напряжения, выход которого через компараторы и триггер подключен ко входам ключевых синхронных детекторов, выходы последних под ключены ко входам индикаторных устройств соответственно 2 .Данное вектормерное уСтройство обладает беэ перестройки и переключений узким диапазоном рабочихчастот, эа пределами которого резко возрастает погрешность измерения, связанная со смецением опорной системы координат вследствие временного эапаэдываныя фронтов Управляющих импульсов в компараторах и триггерах.Цель изобретения - устранение влияния запаздывания управляющих импульсов, т.е. расширение диапазона рабочих частот и повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в импульсный вектормер содержащий компараторы, триггер, ключевые синхронные детекторы синфаэного и квадратурного каналов, индикаторные устройства и источник опорного напряжения, выход которого через компараторы и триггер подключен ко входам ключевых синхронных детекторов, выходы последних подключены ко входам индикаторных устройств соответствен-но, введены дополнительный канал измерения фазового смещения фронтов опорных импульсов, состоящий иэ дополнительного синхронного детектораи интегрирующего усилителя, и управляющего фазосдвигающего устройства,включающего операционный усилитель,конденсаторы, резисторы, полевойтранзистор и источник питания, приэтом вход устройства подключен к инвертирующему входу операционного усилителя через один из упомянутых резисторов, а к неинвертирующему черездва последовательно соединенных упоминаемых конденсатора, между которыми подключен сток полевого транэнстора и другой резистор; второй выходкоторого подсоединен к источнику питания, выход операционного усилителясоединен с измерительнымивходами 15.ключевых синхронных детекторов синФазного и квадратурного каналов,опорный вход, ключевого синхронногодетектора квадратурного канала и источник опорного напряжения соединены 20соответственно с опорном и измеряемым входами дополнительного синхронного детектора, выход которого черезинтегрирующий усилитель соединен сзатвором полевого транзистора, истоккоторого подключен к общей шине.На чертежепредставлена функциональчая схема измерительного устройства.Импульсный вектормер содержит компараторы 1, 2,триггер 3, синхронныедетекторы 4, 5, 6,.интегрирующий усилитель 7, полевой транзистор 8, конденсаторы 9, 10, операционный усилитель 11, резисторы 12, 13, 14 ииндикаторные устройства 15, 16.Устройсто работает следующим образом.Опорное напряжение от источника17 опорного напряжения поступает навходы двух компараторов 1 и 2, формирующих прямоугольные импульсы напряжения. Компараторы 1, 2 формируютфронты выходных импульсов в моментыравенства переменного выходного напряжения и постоянного напряжения.Причем величина напряжения зависитот амплитуды входного напряжения иформирует внутри.компаратора такимобразом, что длительность входногоимпульса(например компаратора 1)Ф= Ыс-Ис щ сопьс для любого значения частоты и амплитуды выходногонапряжения в пределах рабочих диапазонов этих величин,Выходные импульсы.комнараторов1 2 управляют работой триггера 3 сраздельными входами, который формирует, импульсы, смещенные относительно импульсов компаратора на четвертьпериода.Выходные импульсы компараторов .601, 2 и триггера 3 управляют работойключевых синхронных детекторов 4, 5оинфазногои квадратурного кайалов.Эти синхронные детекторы формируютнапряжения, постоянные составляющие 5 котоРых соответствуют действительной и мнимой составляющим измеряемого на пряжения, поступающего от источника 18 измеряемого напряжения на вход устройства. Величины этих напряжений (постоянных составляющих) измеряются индикаторными устройствами 15, 16.Дополнительный синхронный детектор 6 Формирует напряжение, постоянная составляющая которого зависит от величины запаздывания фронтов управляющих импульсов квадратурного канала. Оно равно нулю, если запаздывание отсутствует и увеличивается, если запаздывание нарастаетПостоянная составляющая этого напряжения усиливается интегрирующим усилителем 7 и управляет работой Фазосдвигающего устройства, состоящего из операционного усилителя 11, конденсаторов 9, 10, резисторов 12, 13, 14 и полевого транзистора 8, который работает в качестве управляемого резистора. С увеличением положительного напряжения на его затворе уменьшается величина сопротивления между истоком и стоком. Вследствие действия цепи, образованной конденсатором 9 и сопротивлением исток-сток полевого транзистора 8, напряжение на выходе операционного усилителя 11 отстает по фазе от напряжения на его входе, причем величина отставания определяется напряжением на выходе интегрирующего усилителя 7 (поворот фазы операционным усилителем на 180 во внимание не принимается, так как он постоянен и может быть учтен), Конденсатор 10 разделительный, имеет емкость значительно большую, чем конденсатор 9 и на величину Фазового сдвига практически влияния не оказывает. Резистор 12 является нагрузкой полевого транзистора по постоянному току.С увеличением запаздывания Фронтов управляющих импульсов в опорном канале вектормера увеличивается и запаздывание измеряемого напряжения на измерительных входах синхронных детекторов 4, 5. При этом погрешность измерения, определяемая запаздыванием Фронтов управляющих работой синхронных детекторов, импульсов от частоты, в значительной степени уменьшается. Кроме того, вследствие индентичности синхронных детекторов 4, 5 и 6, изобретение устраняет влияниене только запа"дывания управляющих импульсов в компараторах и триггере вектормера, но и запаздывание, определяемое ключами 4, 5 вследствие их насыщения.Изобретение позволяет расширить диапазон рабочих частот вектармера при сохранении той же погрешности измерения в 10-15 раз. В диапазоне частот известного вектормера иэобрете/74 а 260 Формула Изобретения Составитель Ф, ЦареградскийРедактор О. Колесникова Техред М,Кузьма Корректор Г. Назаров Подп митета СС ткрытий я наб.,Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, РаушскЗаказ 4 о 5 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Фили ние позволяет повысить точность измерения почти на порядок. Импульсный вектормер, содержащий компараторы, триггер, ключевые синхронные детекторы синфаэного и квад- ратурного каналов, индикаторные устройства и источник опорного напряжения, выход которого через компарато- ры и триггер подключен ко входам ключевых синхронных детекторов, выходы последних подключены ко входам индикаторных устройств соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот и повышения точности измерения, в, него введены дополнительный канал измерения фазового смещения опорных импульсов, состоящий иэ дополнительного синхронного детектора и интегрирующего усилителя, и управляющего фазосдвигающего устройства, включающего операционный усилитель, конденсаторы, резисторы, полевой транзистор и источник питания, при этом вход устройства подключен к инФ вертирующему входу операционного усилителя через один из упоминаемых резисторов, а к неинвертирующему - через два последовательно .соединенныхупоминаемых конденсатора, между когорыми подключен сток полевого транзистора и другой резистор, второйвыход которого подсоединен кисточнику питания, выход операционногоусилителя соединен с измерительнымивходами ключевых синхронных детекторов синфаэного и квадратурного каналов, опорный вход ключевого синхронного детектора квадратурного каналаи источник опорного напряжения соединены соответственно с опорным и измеряемым входами дополнительного синхронного детектора, выход которогочерез интегрирующий усилитель соединен с затвором полевого транзистора,исток которого подключен к общей ши не. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 25 У 479041, кл. С 01 й 19/14, 13.11.72. 2. Авторское свидетельство СССР Р 231661, кл. С 01 й 17/02, 31.03.67.