Многозначная мера переменного высокочастотного напряжения

ОПИС-А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республнн(23) Приоритет Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(0888) Дата опубликования описания 05. 06. 80(54) МНОГОЗНАЧНАЯ МЕРА ПЕРЕМЕННОГО ВИСОКОЧАСТОТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к образцовой аппаратуре для воспроизведения переменного высокочастотного напряжения, предназначенной для по верки средств измерений высокочастотного напряжения, которые широко используются в радиолокации, радионавигации, космической и наземной связи, среднем машиностроении. 10Известны многозначные меры (калибраторы) переменного высокочастотного напряжения, содержащие генератор переменного высокочастотного напряжения, систему стабилизации воспроизводимого 15 этим генератором опорного уровня напряжения и аттенюатор для расширения воспроизводимых мерой напряжений в область малым уровней относительно, опорного уровня напряжения 1)Недостатком укаэанных устройств является то, что погрешность воспроизведения напряжения определяется как погрешностью воспроизведения опорного уровня напряжения.и поддержания посто 25 янства его во времени, так и погрешностью аттенюатора. Погрешность воспроизведения опорного уровня напряже-: ния (обычно 1 или 10 В) в широком диапазоне частот (30-100 МГц) составля2ет 0,03-0,1, а его кратковременная нестабильность - 0,001-0,003, .Погрешность вносимого аттенюатором ослабления при значении до 70-80 дВ в широком диапазоне частот 130-100 МГц) составляет 0,1-0,3. Пределы допускаемой погрешности воспроизведения уровней переменного высокочастотного напряжения от 0 до 80 дБ относительно опорного уровнягсоставляют 0,13- 0,14, что не обесйечивает в настоя" шее время трвбуемого запаса точности приповерке средств измерений;"Известна также многоэначная мера переменного высокочастбтного напряже" ния, содержашая последовательно соединенные генератор переменного высокочастотного напряжения, усилитель переменного высокочастотного напряжения,блок сравнения, вспбмогательный усилитель переменного высокочастотно,го напряжения, блок управления иуправляемый делитель, подкерченный к выходу генератора переменного высокочастотного напряжения, а также аттенюатор 12).Недбстаток известного устройства заключается в том, что погрешность составляет 0,13-0,4 при воспроизведении уровней переменного высокочастотиого напряжении от 0 до 80 дВ от-носительно опорного уровня (обычно 1или 10 В), что не обеспечивает в настрящее время требуемого запаса по точности при поверке средств измерений.Цель изобретения - повышение точно сти многозначных мер переменного вы" сокочастотного напряжения.указанная цель достигается тем, чтмногозначная мера переменного високо" .частотйого напряжения, содержащая по" следовательно соединенные генераторпеременного высокочастотного напряжении, усилитель переменного высоко-"частотного напряжения, блоксравнения, вспомогательный усилитель переменного высокочастотного напряжения,блокуправленИя и управляемый делитель, подключенный к выходу генератора переменного высокочастотного напряжения, а также аттенюатор, снабжена генератором низкой частоты, элек.тромеханическим переключателем, регулируежм источником постоянного на- пряжения, вторым блоком управления,измЕрительным высокочастотным преобразователем и селективным нуль-индикатором, при этом выход генераторанйзкой частоты подсоединен к первомувходу злектромеханнческого переключателя, ко второму входу электромеханического переключателя подсоединен выход усилителя переменного высокочастотного напряжения, ктретьемувходу электромеханического переключателя подсоединен один из выходов.второго блока управления, а другойвыход второго блока управления под-соединен к одиомувходу селективногонуль-индикатора, выход электромеханического переключателя подсоединенко входу аттенюатора, выход которого подсоединен ко входу измерительного выоокочастотного преобразователя,выход измерительного высокочастотного преобразователя подсоединен к другому входу селективного нуль-индикатора, а выход регулируемого источника постоянного напряжения подсоединенк другому входу .блока сравненияНа чертеже представлена блок-схе"ма устройства.Устройство содержит генератор 1низкой частоты (например, 1000 Гц),генератор 2 переменного высокочастотного напряжения, усилитель 3 переменного высокочастотного напряжения,электромеханический переключатель 4,аттенюатор 5, управляемый делитель б,регулируемый источник 7 постоянногонапряжения, блок 8 сравнения,второй блок 9 управления, измерительныйвысокочастотный преобразователь 10,блок 11 управления, вспомогательныйусилитель 12 переменного высокочастотного напряжения; селективный нуль-ин.дикатор 13. Выход генератора 1 низкой частоты подсоединен к первомувходу электромеханического переклювыхода усилителя 3 переменного высоко" частотного, напряжения сигнал поступает на вход аттенюатора 5 и вход блока ЗО 8 сравнения. Указатель отсчетногоустройства аттенюатора 5 установленна нулевую отметку, а управляющий сигнал на электромеханический переключатель 4 не подан, и его второй вход 35 при этомподсоединен прямо к выходуусилителя 3. В блоке 8 сравнения происходит сравнение уровней выходногонапряжения усилителя 3 переменноговысокочастотного напряжения и опорно О го напряжения определяемого, например, параметрами полупроводниковогодиода, применяемого в блоке 8 сравнения. С выхода блока 8 сравнения раз-.ностный сигнал поступает на вспомогательный усилитель 12 переменного высокочастотного напряжения и далее наблок 11 управления. С выхода блока 11управления сигнал поступает на управ-ляемый делитель б и, изменяя его коэффициент деления, изменяет уровень О сигнала генератора 2 переменного высокочастотного напряжения. Таким образом, выходное напряжение усилителя3 переменного высокочастотного напряжения автоматически устанавливаетая равным опорному напряжению и поддерживается постоянным в процессе из- мерения.При воспроизведении данным устройством уровня напряжения, отличающегося от опорного, подают управляют)ий сигнал с одного выхода блока 9 управления на третий вход электромехаиического переключателя 4. В этом" случае опорный уровень напряжения с выЯ хода усилителя 3 переменного высокочателя 4, ко второму входу электромеханического переключателя 4 подсоединен выход усилителя 3 переменного высокочастотногО напряжения, к третьему входу электромеханического переключателя 4 подсоединен один иэ выхо дов второго блока 9 управления, а другой выход второго блока,9 управления о подсоединен к одному входу селективного куль-индикатора 13, выход электромеханического.переключателя 4,подсоединен ко входу аттенюатора 5, выходкоторого подсоединен ко входу измерительного высокочастотного преобразователя 10, выход измерительного высокочастотного преобразователя 10 подсое динен к другому входу селективногонуль-индикатора 13, а выход регулируемого источника 7 постоянного напряжения подсоединен к другому входублока 8 сравнения.,ф устройство работает следующим образом.При воспроизведении предлагаемымустройством опорного уровня напряжения сигнал от генератора 2 переменного высокочастотного напряжения поступает на вход усилителя 3 переменного высокочастотного напряжения. Счастотного напряжения и сигнал с вы хода генератора 1. низкой частоты по очередно с частотой, например, 7 Гц, поступают на вход аттенюатора 5 посредством электромеханического переключателя 4, при этом указатель отсчетного устройства аттенюатора 5 установлен на нулевую отметку. С выхода аттенюатора 5 сигналы высокой и низкой частот поступают на вход измерительного высокочастотного преобразОвателя 10, при этом в случае неравенства амплитуд этих сигналов на входе измерительного высокочастотного преобразователя 10 выделяется разностный сигнал, который поступает на один вход селективного нуль-индикатора 13. Частота разностного сигнала соответствует частоте управляющего сигнала, например, 7 Гц, и на нее настроен селективный нуль-индикатор 13. Для повышения разрешающей способности селективный нуль-индикатор 13 содержит фазовый детектор, и опорный по фазе сигнал с .другого выхода блока управления 9 поступает на один вход селективного нуль-индикатора 13, Регулировкой уровня генератора 1 низкой частоты добиваются равенства амплитуд указанных сигналов по нулевому показанию селективного нуль-индикатора 13. Далее вводят указатель отсчетного устройства аттенюатора 5 на требуемую отметку. Так как значение ослабления аттенюатора 5 зависит от частоты, то вслед" ствие влияния частотной погрешности уровень переменного высокочастотного напряжения и уровень напряжения низкой частоты на его выкоде будут отличаться на величину данной частотной погрешности, при этом регист,рируют разбаланс по селективному нуль-индикатору 13. Подают сигнал от регулируемого источника 7, постоянного напряжения на другой вход блока 8 сравнения и изменяют порог срабатывания элемента сравнения например, полупроводникового диода,при этом изменяется уровень опорногопереМенного высокочастотного напряжения на входе аттенюатора 5, Изменяютэтот уровень до получения нулевогопоказания на селективном нуль-индикаторе 13, при этом уровень опорногопеременного высокочастотного напряжения, поступающего на вход аттенюато" ра 5, изменяется на величину частотной погрешности этого аттенюатора 5. Затем снимают управляющий сигнал с другого выхода блока 9 управления, при этом второй вход электромеханического переключателя 4 прямо подсоединен к выходу усилителя 3. Уровень воспроизводимого переменного высоко" частотного напряжения на выходе аттенюатора 5 . будет, равен уровню напряжения на его входе, уменьшенномуна значение ослабления, установленное на аттенюаторе 5. Погрешность, вызванная конечным значением разрешающей способностиселективного нуль-индикатора 13, не превышает 0,005 при использовании, например, селективного нановольтметра с нижнйм пределом измерений , 30 нВ.фф Погрешность, вызванная вариацией контактной системы электромеханического переключателя 4, не превышает 0,005 при использовании, например, высокочастотных реле с эолочено-палл бЗ дированными контактами.737847 формула изобретения ЦНИИПИТираж 1019 каэ 2563/ Поу 1 пвсвое ППП Патентф,род,ул.проектная,Филиаг, Ужго Погрешность, вызванная кратковременной нестабильностью генератора 1 низкой частоты, составляет 0,005- 0,001..: Погрешность, вызванная кратковременной нестабильностью опорного уровня переменного высокочастотного напряжения, составляет 0,001-,0,003,Таким образом, пределы допускаемой погрешности при введении коррекции опорного уровня напряжения на величину частотной погрешности, вносимой аттенюатором 5, не превышает 0,01- 0,02.Следовательно, погрешность предлагаемого устройства не превышает 0,04- 0,12 при воспроизведении уровней переменного высокочастотного напря- жения от 0 до 80 дБ относительно ойорного уровня (обычно 1 или 10 8), что ва полпорядка превышает по, точности известные устройства. Многозначная мера переменного высокочастотного напряжения, содержащаяпоследовательно соединейные генератор переменного высокочастотного напряжения, .усилитель переменного высокочастотного напряжения, блок сравнения, вспомогательный усилитель переменного высокочастотного напряжения, блок управления и управляемый делитель, подключенный к выходу генератора переменного высокочастотного напряжения, а также аттенюатор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, ова снабжена генератором низкой частоты, электромеханическим переключателем, регулируеьвм источником постоянного напряжения, вторым блоком управления, измерительным высокочастотным преобразователем и селективным нуль-индикатором, при этом выход гЕнератора низкой частоты подсоединен к первому входу электромеханического переключателя, ко второму входу электромеханического переключателя подсоединен выход усилителя переменного высокочастотного нап 1 йжения, к третьему входу электромеханического переключателя подсоединен один из выходов второ го блока управления, а другой выходвторого блока управления подсоединен к одному входу селективвого нуль-индикатора, выход электромеханическо го переключателя подсоединен ко входу Щ аттенюатбра, выход которого подсоединен ко входу измерительного высокочастотного преобразователя, выход измерительного высокочастотнОго преобразователя подсоединен к другому входу селективного нуль-индикатора; а выход регулируемого источника постоянного напряжения подсоединен к другому входу блока сравнения,Источники информации,.принятые во внимание при экспертизе11. Генератор-калибратор ГК-б. -Известия Томского политехнического института, т. 231, 1971, с. 32-38,З 2. Патент СЮА Р 3248642,кл. С 1 323-21, 1966 прототип),