Синхронный микровольтметр

(23) Приоритет до делам изобретеиий и открытий(72) Автор изобретени И. Замет Ростовский ордена Трудового Краси государственный университ) СИНХРОННЫЙ МИКРОВОЛЬТМЕТР Изобретение относится змеритель. в частности к измеренрхмалых напряжений и то нои псис ом устройстве синх-.и всякий коммутиЯ ков.Известен синхронный микровольтметр, состоящий из последовательно соединенных предварительного усилителя, узкополосного фильтра, оконечного усилителя, синхронного детектора и индикатора 11.Недостатком указанного синхронного ,микровольтметра является низкая точность измерений, обусловленная тем, что введение узкополосного фильтра перед синхронным детектором, необходимое для ограничения избыточного шума на его входе, увеличивает степень ко реляции шумовой составляющей и тем самым снижает точность работы синхронного детектора. 20Наличие в системе несинхронного узкополосного звена приводит к дополнительным Фаэовым дрейфам, связанным как с нестабильностью частоты иэмер емого сигнала, так и с нестабильностью резонансной частоты Фильтра. Кроме того, необходимость в усилении смеси сигнала и шума до уровня, необходимого для четкой работы синхронного де" тектора, накладывает жесткие ограничения на динамический диапазон предварительного усилителя. Ввиду конечной его величины известные сттнхрбнные усилители такого типа допускают перегрузку шумом по входу более 40 дБ.Известен также синхронный микро- вольтметр, состоящий из поспедовательно включенных предварительного усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, синхронного фильтра, оконечного усилителя, синхронного детектора и индикатора 12.Этот микровольтметр имеет больший динамический диапазон и точность, так как резонансный фильтр заменен синхронным.Однако в известиронный Фильтр, какруемый элемент, обладает собственным коммутационным шумом, а также дрейфом.Для исключения либо относительного уменьшения влияния дрейфа и шума синхронного фильтра на результаты измерений перед синхронным фильтром включают предварительный усилитель, нали-. чие которого сужает динамический диапазон синхронного вольтметра в целом и делает его чувствительным к пере грузке шумом, так как, если шумовая составляющая доводит предварительный усилитель до насыщения, нарушается статическая однородность шума и возникают кроссмодуляционные биения шума 15 с сигналом. Это приводит к дополнительному, зависящему от амплитуды шума и, таким образом, неконтролируемому смещению нуля микровольтметра, что снижает точность измерений при флуктуациях шумовой составляющей.Цель изобретения - повышение поме-хоустойчивости синхронного микровольтметра при флуктуирующей амплитуде шумовой составляющей на его входе.25Указанная цель достигается тем, что в известный синхронный микровольтметр, состоящий из предварительного усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, синхронного фильтра и последовательно соединенных оконечного усилителя, синхронного детектора и индикатора, дополнительно введены первый и второй усилители, измерительный блок, блок сравнения, корректирующее звено и источник опорного напряжения (тока), причем первый усилитель включен между предварительным усилителем и синхронным фильтром, второй усилитель включен между синхронным фильтром и оконечным усилителем, вход измерительного блока соединен с выходом, первого усилителя, его выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с источником опор 45 ного напряжения (тока), а выход блока сравнения через корректирующее звено соединен с управляющими входами первого и второго усилителей, при этом коэффициенты передачи обоих усилителей выполнены взаимообратно зависящими от управляющего напряжения (тока).На чертеже приведена схема устройства.55Устройство содержит предварительный усилитель 1, первый усилитель 2 с управляемым напряжением (током) коэффициентом передачи, синхронный-Ффо, К ф О и коКЕ)- О,зом, напряжени нечном 5,е на выход ддерживается на уровнефильтр 3, второй усилитель 4 с управляемым напряжением,(током) коэффициентом передачи, оконечный усилитель 5, синхронный детектор 6, индикатор 7, измерительный блок 8, блок 9 сравнения, источник 10 опорного напряжения, корректирующее звеноУстройство работает следующим образом.Смесь измерительного сигнала и шума (Е + Е )подается на вход предварительного усилителя 1 с коэффициентом передачи К 1, усиливается до уровня Е 1К 1(ЕШ+ Е ), поступает на вход усилителя 2, где усиливается до уровня Е К 2 К (Е+ Ес)ф где Кй21. коэффициент передачи усилителя 2, и подается на вход синхронного фильтра 3, где происходит подавление шумовой составляющей. С выхода синхронного фильтра 3 сигнал ЕК 5 КК,1 Ес, где К 3 - коэффициент передачи синхронного фильтра по сигналу (К 1), очищенный от шумов, подается на вход усилителя 4 с коэффициентом передачи К, усиливается до уровня Е щ 1 Е4 3 = КК К К 4 Е и после усиления усили. телем 5 до уровня ЕК Е : К К К К КЕ и детектирования синхронйым детектором 6 подается на индикатор 7. Одновременно с этим сигнал с выхода усилителя 2 преобразуется из" мерительн м блоком 8 в сигнал Е 8 "КВЕ 2. где К - коэффициент передачи измерйтельного блока, и поступает на вход блока 9 сравнения, сравнивающего его с опорным сигналом Е от опорного источника 10. Выходной сигнал блока 9 сравнения Е 9 = К(Е-Е ) через корректирующее звено 11, формирующее амплитудно-частотную характеристику системы и тем самым обеспечивающее ее устойчивость, подается на управляющие входы усилителей 2 и 4. Пусть коэффициент передачи усилителя 2 обратно пропорционален сигналу на управляющем входе: К = 5/Г 9, где 5 - крутизна преобразования напряжения в коэффициент передачи. Подставим сюда выражение для Е,.гК7 834544 8дом блока сравнения, второй вход блока Источники информации, сравнения соединен с источником опор- принятые во внимание при экспертизе ного напряжений (тока ), а выход блока 1. Гомодинный нановольтметр типа сравнения через корректирующее звено УНИПАН 232. Инструкция по обслуживасоединен с управляющими входами перво-нию, Варшава.го и, второго усилителей, при этом коэффициенты передачи обоих усилителейвыполнены взаимообратно зависящими отуправляющего напряжения 1 тока 72. Фрэйтер Р, Приборы для научных исследований. 1964, У 7, с. 28 ( прототип). Составитель В. КостинЛежнина Техред Т.Маточка Ко 4 екто Г.Назаров Редакто Заказ 40 ВН68 Тираж 732 ИИПИ Государственного комите делам изобретений и откр Москва, Ж, Раушская на