Компенсационный стробоскопический преобразователь электрических сигналов

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 14 04.81 (21) 3277284/18-21 1511 М. КЛ.з с присоединением заявки Мо 601 й 13/34 Государственный комитет СССР ро делам изобретений н открытий(088. 8) Опубликовано 30,10,82. Бюллетеиь М 40 Дата опубликования описания 30.10.82 В.В.Волохин, Ю.,С.Шумков, Н.В.Нагаец Е.Г.Грехова,А.Ф.Погребной, Ю.Н.Самарцев, И.Ю.Сергеев,В.В.Бухалов,Б.П.Химиченко и Г.А.Никифорова(71) Заявитель Киевский ордена Ленина политехнический институтим.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОВРАЭОВАТЕЛт,электРическиха сиГнАлОВ2 Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при построении векторныхвольтметров, калибраторов переменного напряжения и других приборов, реализующих точное преобразование высокочастотных гармонических сигналов в низкочастотные.Известен стробоскопический преобразователь осциллографа, содержащий стробоскопический смеситель, усилитель, управляемый аттенюатор, расыиритель и блок развертки, причем первый вход стробоскопического смесителя соединен с входом преоб-. разователя, второй вход - с выходом блока развертки, а выход - с входом усилителя И 3.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 выходуперестраиваемого по частоте генератора импульсов, входом связанногос выходом фазового детектора, первыйвход которого соеЬнен с выходом генератора опорной частоты, и второйстробоскопический смеситель .2).Недостатком данного устройстваявляется большая мультипликативнаяпогрешность 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 импульсов, входом связанного с выходом фазового детектора, первый. вход которого соединенс выходом генератора опорной часто.ты, и второй стробоскопический смесвтель, 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 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 выхо; - к первому входу второго стробоскопического смесителя, второй вход которого связан с выходом блока Формирования строб- импульсов 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 усиливаютсяи расширяются. На выходе этого блокаобразуется ступенчатообраэное напряжение промежуточной частоты, огибаю щая которого аналогична форме входного напряжения преобразователя. Этонапряжение через электрически управляемый аттенюатор 3 и полосовой фильтр4 поступает на шину выходного сигнала, 10 Блоки 1, 2, 3, 5, б, 7 и 8 образуют систему фазовой автоподстройкичастоты повторения строб-импульсов.Напряжение промежуточной частоты свыхода аттенюатора 3 и напряжение 15:опорной частоты с выхода генератораб поступают соответственно на второйи первый входы фазового детектора 5.В результате воздействия выходногосигнала детектора 5 частота повторения.импульсов генератора 7 изменяетсяи расстройка по Фазе и частоте междунапряжениями на выходах аттенюатора3 и опорного генератора б уменьшается.Промежуточная частота напряжения навыходе аттенюатора 3 становится равнойопорной частоте, например 20 кГц. Изэтого напряжения полосовой Фильтр 4выделяет основную гармонику промежуточной частоты 20 кГц. Выходное напряжение устройства имеет форму гармони 30 ческого сигнала промежуточной частоты, причем оно привязано по фазе квходному 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-импульсы с вы 40 хода блока 11 формирования строб-импульсов.На первый вход блока 11 поступаютимпульсы с выхода перестраиваемогопо частоте генератора 7, а на второй45 вход - подается выходное напряжениеустройства. Из выходного импульсаперестраиваемого по частоте генератора 7 блок 11 Формирует строб-импульсы в те моменты времени, когдавходное О и выходное О,2 напряжения устройства принимают одновременно свои максимальные значения, равные амплитуде.В моменты времени стробированиявходного напряжения смесителя 10 55:происходит сравнение амплитудныхзначений синусоидальных напряженийО и О 1. В случае их неравенствана выходе смесителя 10 формируетсяразностное напряжение некомпенсации, 60 которое усиливается усилителем 12напряжения некомпенсации. При этомоно усредняется. Выходное напряжениеусилителя 12 подается на электрически управляемый аттенюатор 3 и изме 65 няет его коэффициент передачи доф970235 Формула изобретения акаэ 8379/5"Патент", ираж 717 . ИИПИ лиал сное жгород, ул,Проектная,4 тех пор, пока не срав няются амплитудные значения напряжений .) и О Мгновенные значения высокочастотного напряжения О и напряжения о 1 промежуточной частоты в моменты времени стробирования оказывают одинаковое влияние на поведение импульсной системы.На выходе устройства форлируется преобразованное напряжение промежуточной частоты самплитудой, равной 10 амплитуде входного напряжения,Изобретение позволяет повысить точность преобразования высокочастотных напряжений, имеющих форму гарглонического сигнала, в низкочастотные 15 путем уменьшения искажений Формы входного сигнала, присущих стробоскопическому преобразованию, а также уменьшения мультипликативной погрешности преобразования благодаря компенсации мгновенных значений входного напряжения преобразователя мгновенными значениями выхбдного напряжения при стробировании в точках их максимумов.25 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 перестраиваемого по частоте генератора импульсов, входом связанного с выходом фазового детектора, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, 40 и второй стробоскопический смеситель, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точностипреобразования, он снабжен усилителем-расширителем, электрическиуправляемым аттенюатором, полосовымФильтром, блоком вычитания, блокомформирования строб-импульсов присовпадении максимумов входного ивыходного сигналов и усилителем разностного напряжения некомпенсации,вход которого подключен к выходувторого стробоскопического смесителя,а выход - к управляющеглу входу электрически управляемого аттенюатора,вход которого свяэа с выходом усилителя-расширителя, а выход - свторым входом фазового детектораи входом полосового фильтра, выходкоторого соединен с шиной выходного сигнала, вторым входом блока Формирования строб-импульсов при совпадении максимумов входного и выходного сигналов и вторым входом блокавычитания, первый вход которого подключен к шине входного высокочастотного сигнала, а выход - к первомувходу второго стробоскопическогосмесителя, второй вход которого связан с выходогл блока Формированиястроб-клпульсов при совпадении мак- "симумов входного и выходного сигналов, первьм входом соединенного свыходом перестраиваемого по частоте генератора импульсов, причем входусилителя-расширителя подключен квыходу первого стробоскопическогосглесителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 661352, кл. 6 01 В 13/20, 1979.2. Патент США Р 3334305,кл, 328-151, 1967 (прототип),