Способ измерения амплитудного значенияэлектрического сигнала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЮТИЯЬСТВУ(22) Заявлено 180679 (21) 2780339/18-21с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 150781. Бюллетень Й 9 26Дата оп)бликования описания 150781 Союз Советских Социалистических Республик(72) Авторизобретения В.Т. Кондратов Ордена Ленина институт кибернетики 1 АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНОГО ЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА 30 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь эовано в устройствах для анализа гармоник, в анализаторах амплитудно- частотных характеристик и в фазочувствительных вольтметрах.Известен способ измерения амплитудного значения электрического сигнала в котором число-импульсным меч10 тодом определяется длительность первого полупериода по моментам перехода через нуль измеряемого напряжения с последующей фиксацией момента времени, отстоящего на 3/4 периода от начала цикла, соответствующего 15 максимуму измеряемого сигнала 1 1.Недостаток способа - низкая точность измерения, обусловленная необходимостью измерения периода электрического сигнала по моментам его 20 перехода через нуль.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ измерения амплитудного значения электрического сигнала, основанный на сравнении двух значений амплитуд исследуемого сигнала, в котором исследуемый сигнал сдвигают по времени на заданный интервал, сравнивают сдвинутый сигнал с исследуемым по амплитуде и в момент равенствасравниваемых сигналов измеряют амплитуду сигнала, сдвинутого относительно исследуемого на интервал времени, меньший заданного 12).Однако этот способ характеризуется недостаточной чувствительностьюи точностью измерения в диапазонеинфраннзких частот, обусловленнойзависимостью результата от величиныинтервалов временных сдвигов сигналов и необходимостью измерения их свысокой тоуностью по моментам перехсда через нУль.Цедь изобретения - повышениечувствительнооти и точности измерения,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе измерения амплитудного значения электрического сигнала, основанном на введении в негодополнительного фазового сдвига,суммировании сдвинутых по фазе сигналов с равными амплитудами, сравнении мгновенных значений исследуемого и сдвинутого по фазе электрических сигналов и измерении в моментыиз равенства амплитуды суммарногосигнала, из исследуемого электрического сигнала вычитают сдвинутый псз847218 Фазе сигнал, в момент равенства нулю мгновенного значения амплитуды суммарного сигнала измеряют амплитуду раэностного сигнала., затем определяют отношение амплитуд раэностного и сумматорного сигналов, получен. ное напряжение Функционально преобразуют последовательно по закону арктангенса и по синусоидальному закону, а о значении амплитуды исследуемого электрического сигнала судят по отношению полонины амплиту- (О ды раэностного напряжения на Функционально преобраэЬванное напряжение.На Фиг. 1 показана временная диаграмма, характеризующая сущность предлагаемого способа; на Фиг, 2 - блок схема устройства, реализующего предлагаемый способ.В. исследуемый электрический сигналОм(с)01, 540 4 ю свводят дополнительйый Фазовый сдвигЧ( щ О (с) = Ощ 5 и (йс - Рх)(2)Суммарный электрический сигнал равенО (с) = 04 (с) О(с) = 2 О,ф 25Чкас 05 п (ю с " , ), (3)В момент равенства (при с = с 4 ) исследуемого и сдвинутого по фазе электрических сигналов 30Ол (с) = О(с) (4) определяют амплитуду суммарного сигнала (3), равную1О = 20 сов (5)35Затем из исследуемого (1) сигнала вычитают сдвинутый по фазе электрический сигнал (2) и получают разностный сигнал (в момент равенства нулю значения амплитуды суммарного сигнала при С = С 2),40Оь = 20 ь(п9 хй(б)Далее определяют отношение амплитуд суммарного и разностного сигнала, а о значении амплитуды исследуе мого электрического сигнала судят по результату деления половины значения амплитуды Устройство реализующее предлагаемый способ, содержит фазовращатель1, вычитатель 2, сумматор 3, компараторы 4 и 5, одновибраторы 6 и 7,ключи 8 и 9,.запоминающие устройства 10 и 11, автоматические переключатели 12 и 13, первый делитель. 14,блок 15 управления, Функциональный Щарктангенсный преобразователь 16,Функциональный синусный преобразователь 17, делитель 18 напряжения,второй делитель 19, отсчетно-регистрирующее устройство 20. 65 Входная клемма устройства черезфазовращатель 1 соединена с первыми входами вычитателн 2 и сумматора3, вторые входы которых соединены свходной клеммой, а выходы которыхприсоединены к первым входам компараторов 4 и 5, вторые входя которыхсоединены с шиной "Земля". Выходыкомпараторов 4 и 5 через одновибраторы 6 и 7 присоединены к цепям управления ключей 8 и 9, сигнальныевходы которых соединены соответственно с выходами сумматора 3 и вычитателя 2, а их выходы присоединены кзапоминающим устройствам 10 и 11,выходы которых присоединены к соединенным между собой разноименным входам автоматических переключателей12 и 13, Выходы автоматических переключателей 12 и 13 присоединены ковходам первого делителя 14, выходкоторого соединен с функциональнымарктангенсным преобразователем 16,выход которого присоединен ко входу Функционального синусного преобразователя 17 (синус или косинус),С блоком 15 управления соединены цепи управления автоматических переключателей 12 и 13 и преобразователей16 и 17, Выход Функционального синусного преобразователя 17 присоединен к первому входу второго делителя 19, второй вход (вход делимого)через делитель 18 напряжения соединен с выходом сумматора 3, Отсчетнорегистрирующее устройство 20 присоединено к выходу второго делителя 19Устройство работает следующимобразом,Исследуемый сигнал поступает навход Фаэовращателя 1, на выходе которого в сигнал вносится фазовыйсдвиг ЧХ . Сдвинутый по фазе сигналпоступает на первые входы вычитателя2 и сумматора 3, на вторые входыкоторых поступает исследуемый сигнал. С выходов вычитателя 2 и сумматора 3 сигналы поступают соответственно на первые входы компараторов4 и 5, формирующих в моменты времении с короткие импульсы, запускающие одновибраторы 6 и 7 на время с;достаточное для запоминания суммарного и раэностного сигналов, кото- .рое осуществляется при помощи ключей 8 и 9, подключающих на времявыходы сумматора 3 и вычитателя 2ко входам запоминающих устройств 10и 11. В зависимости от состоянияавтоматических переключателей 12 и13, устанавливаемого при помощи блока 15 управления, первый делитель 14определяет отношение амплитуд суммарного (раэностного) и раэностного(суммарного) сигналов. Результатвычисления поступает на функциональный арктангенсный преобразователь847218 по фазе электрических сигналов и измерении в моменты их равенства амплитуды суммарного сигнала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения чувствительности и точности измерения, из исследуемого электрического сигнала вычитают сдвинутыйпо фазе сигнал, в момент равенстванулю мгновенного значения амплитудысуммарного сигнала измеряют амплитуду разностного сигнала, затем определяют отношение амплитуд разностного и суммарного сигналов, полученное напряжение функционально преобразуют последовательно по законуарктангенса и по синусоидальному 15 закону, а о значении амплитуды исследуемого электрического сигналасудят по отношению половины амплитуды разностного напряжения на функционально преобразованное напряже ние. Формула изобретения Способ измерения амплитудного значения электрического сигнала, основанный .на введении в него дополнительнОго фазового сдвига, суммировании сдвинутых по фазе сигналов с равными амплитудами, сравнении мгновенных значений исследуемого и сдвинутогоо Составитель С. Коротков ор О, Персиянцева Техред И. Рейвес Корректор,Г,Решетник732комитета СССРк открытийкая наб., д. 4 акаэ 5480/71 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Рауысдписно 5тная, 4 Патент," г. илиал мые величиной фазового сдвига Чх, устанавливаются блоком 15 управления в соответствии с выражениями (7)и (8) В результате преобразований на вход делителя и на его вход делимого поступают напряжения в соответствии с (7) и (8), а с выхода делителя 19 на вход отсчетно-регистрирующего устройства 20 - напряжение, равное амплитуде исследуемого сигнала.Повышение чувствительности и точности измерения в предлагаемом способе достигается эа счет измерения амплитуд суммарного и раэностного сигналов в определенные моменты1времени, не связанные с моментами . перехода исследуемого сигнала через нуль. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 181731, кл, 6 01 й 19/04, 1964,2. Авторское свидетельство СССРР 284168, кл, 6 01 й 19/04, 1968