Устройство для измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения

Союз СоветскизСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1911347(22) Заявлено 080480 (21) 2919356/18-21 Р 1 М. Кп. с присоединением заявки Мо(23) Приоритет ф а 01 В 19/02 Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(54) устРОЙстВО для измеРения кВАзипикОВых И СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКИХ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к злвктроизмерительной технике, но может быть использовано также в радиоизмеритвль-, ной.аппаратуре, например для контроля радиопомех.Известно устройство для измерения кваэипиковых значений напряжения, содержащее преобразователь амплитуды напряжения во временной интервал, выход которого соединен с входом триггера Шмитта, пороговый блок, вход которого подключен к первому выходу триггера Шмитта, и блок совпадения, входы которого соединены с вторым выходом триггера Шмитта и выходом порогового блока 1.Недостатки данного устройства заключаются в значительной инерцион- ности измерения и ограниченных фун,кциональных возможностях,нв позволяющих,в частности, контролировать средне квадратические значения напряжения.Наиболее, близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения кваэипиковых и среднеквадратичвских,значений напряжения, содержащее аттенюатор и калибратор эталонного сигнала, выходы которых через один из переключателей соединвны с входом усилителя высокой частоты, блок частотного преобразования и усиления промежуточнойчастоты, вход которого подключен квыходу усилителя высокой частоты, авыход через другой переключатель -к входам детекторов каазипиковых исреднеквадратических значений, выходной измерительный прибор, вход которого соединен с выходом усилителянизкой частоты, группу блоков согласования, установленных на управляющих входах аттенюатора (2),Недостаток известного устройствасвязан с весьма узким динамическимдиапазоном измерения, обусловленнымнизкой эффективностью детекторовквазипиковых и среднеквадратическихзначений при приеме одиночных импуль.сов.Расширение динамического диапазона за счет увеличения мощности и напряжения выходного каскада усилителя промежуточной частоты приводит кнеобходимости создания мощных источ 25 ников питания, т.е. в конечном счете к ухудшению весовых и габаритныххарактеристик известного устройства,а расширение динамического диапазонапутем снижения начальных уровней30 сигналов ограничивается нелииейиостью начального участка квазипикового детектора. Расширение же динамического диапазона за счет дополнительных ручных регулировок входного аттенюатора недопустимо, поскольку исключает возможность работы устрой ства в автоматизированных режимах и тем более в автоматизированных системах измерения,Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерения уст- О ройства без ухудшения его техникоэкономических показателей.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения, содержащее аттенюатор и калибратор эталонного сигнала, выходы которых через один из переключателей соединены с входом усилителя высокой частоты, блок частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу усилителя высокой частоты, а выход через другой пеРеключатель - к входам детекторов квазипиковых и среднеквадратических эна" чений, выходной измерительный прибор, вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, группу блоков согласования, установленных на управляющих входах аттенюато-. ра, введены. пороговые блоки нижнего и верхнего уровней, реюерсивный счетчик импульсов, дополнительный аттенюатор и дополнительная группа блоков 35 согласования, причем входы пороговых блоков нижнего и верхнего уровней под. ключены к выходу блока частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, а выходы - к соответствующим входам реверсивного счетчика импульсов, сигнальный вход дополнительного аттенюатора соединен с выходами детекторов квазипиковых и среднеквадратических значений, а вы ход. - с входом усилителя низкой частоты, дополнительная группа блоков согласования установлена на управляющих входах дополнительного аттенюатора, а выходы реверсивного счетчи- О ка импульсов, подключены к входам обеих групп блоков согласования.Кроме того, пороговый блок нижнего уровня содержит последовательно включенные между входной и выходной клеммами пороговый детектор, пиковый детектор, согласующий каскад и импульсный генератор, вспомагательный детектор и инвертор, входы которых соединены соответственно с 60 входом и выходом порогового,детектора, коньюнктора, входы которого подключены к выходам вспомогательного детектора и инвертора, а выход связан с выходом импульсного генератора. 65 На фиг. 1 изображена функциональ" ная схема предлагаемого устройства для измерения кваэипиковых и средне- квадратических значений напряжения; на фиг, 2 " схемная реализация порогового блока нижнего уровня.Устройство содержит последовательно соединенные элементы регулирования сигнала, включающие входной аттенюатор 1 (фиг.1), переключатель 2 приЕма и калибровки, усилитель 3 высокой частоты (УВЧ), блок 4 частотно го преобразования и усиления промежуточной частоты с преобразователем 5 высокой частоты в первую промежуточную частоту, усилителем 6 первой промежуточной частоты (УПЧ), преобразователем 7 первой промежуточной частоты во вторую промежуточную частоту, усилителем 8 второй промежуточной частоты (УПЧ), перестраиваемым гетеродином 9 и гетеродином 10 фиксированной частоты. Выход УПЧ 8 че-, рез переключатель 11 рода работ подключен к.детектору 12 кваэипиковых значений. Детекторы 12 и 13 последовательно соединены с выходными элементами регулирования, включающими выходной аттенюатор. 14, усилитель 15 низкой частоты (УНЧ) и выходной измерительный прибор 16. Калибратор 17 эталоиного сигнала в процессе регулировки устройства включается в тракт с помощью переключателя 2. Гетеродин 9 соединен с преобразователем. 5 частоты,а гетеродин 10 - с преобразователем 7 частоты, Выход УПЧ 8 подключен к пороговому блоку 18 нижнего уровня и к пороговому блоку 19 верхнего Уровня, Выходы пороговых блоков 18 и 19 соединены с входами реверсивного счетчика 20 импульсов. Выходы счетчика 20 через блоки 21-26согласования подключены к входам входного аттенюатора 1 и выходного аттенюатора 14Пороговый блок 18 нижнего уровня выполнен в виде последовательно вклю-, ченных порогового детектора 27 (фиг.2),пикового детектора 28, согласующего каскада 29 и импульсного генератора 30, а также содержит вспомогательный детектор 31 и инвертор 32, входы которых соединены соответственно с входом и выходом. порогового детектора 27, и коньюнктор 33, входы которого подключены к выходам вспомогательного детектора 31 и инвертора 32. Устройство работает. следующим образом.Поступающий на вход аттенюатора 1 сигнал регулируется по напряжению и частоте аттенюатором 1, УВЧ 3, преобразователем 5 частоты, УПЧ б, преобразователем 7 частоты, УПЧ 8 ь,в зависимости от выбора рода работ, переключателем 11, преобразуется в пос.тоянное напряжение или напряжениенизкой частоты детекторами 12 и 13кваэипиковых и среднеквадратическихзначений. Далее сигналрегулируетсяаттенюатором 14 и УНЧ 15 и регистрируется выходным измерительным прибором 16. ЬО При еще большем увеличении входного сигнала последовательно работают следующие декады счетчика 20 и секций аттенюаторов 1 и 14, уменьшая уровень сигнала на входе и увеличивая его иа выходе тракта, Сигнал на 65 При увеличении входного сигналаи, как следствие, напряжения последовательности импульсных сигналов навыходе УПЧ 8 наступает момент, когдаони оказываются выше порога. нижнегоуРовня. При этом на выходе порого- вого детектора 27 появляются импульс.ные сигналы, которые через пиковый 15детектор 28 и согласующий каскад 29выключают импульсный генератор 30.Одновременно прекращают появлятьсяимпульсы на выходе коньюнктора 33.Таким образом, исчезают импульсы, 2 Оустанавливающие счетчик 20 в начальное положение, и импульсы, заставляющие работать счетчик 20 в обратномнаправлении.При дальнейшем увеличении напряжения импульсных сигналов на выходе УПЧ 8 наступает момент, когда сигнал оказывается выше порога верхнего уровня. На выходе порогового блока 19 появляется импульс, которыйзаставляет сработать первую декадусчетчика 20. Последний через блоки21-23 согласования включает первуюсекцию входного аттенюатора 1, ачерез блоки 24-26 согласования выключает первую секцию выходного аттенюа- З 5тора 14. При включении первой секциивходного аттенюатора 1 усиление тракта уменьшается в и раэ, а при выключении первой секции выходного аттенюатора 14 увеличивается в и раз. 40Таким образом, усиление тракта в результате не меняется, но уменьшениесигнала в и раз по входу снимает ограничение сигнала на последнем каскаде УПЧ 8,45При последующем увеличении входного сигнала переключается втбрая декада счетчика 20, а первая декадаустанавливается в начальное положение. Это приводит к включению второйи выключению. первой секции входногоаттенюатора 1, а также к выключениювторой и включению первой секций выходного аттенюатора 14, Усилениетракта до блока 4 частотного преобразования и усйления промежуточной 55частоты при этом уменьшается в ифраз, а усидение после блока 4 возрастает в и раз. Общее усилениетракта вновь не меняется,выходном измерительном приборе 16 при этом растет пропорционально входному сигналу, если УНЧ 15 имеет линейную характеристику, либо пропорционально логарифму отношений сигналов при логарифмической характеристике УНЧ 15При уменьшений входного сигнала наступает момент, когда исчезают импульсы на выходе порогового детектора 27 и появляются импульсы на выходе коньюнктора 33, заставляющие счетчик 20, входной аттенюатор 1 и выходной аттенюатор 14 работать в обратном направлении. При исчезновении импульсов на выходе порогового детектора 27 через некоторое время пропадает напряжение на выходе пикового детектора 28, что приводит к включению импульсного генератора 30, который устанавливает счетчик 20 и аттенюаторы 1 и 14 в начальное положение. Импульсный генератор 30 предотвращает воэможность сбоя счетчика 20 при появлении на выходе УПЧ 8 случайных сигналов и удерживает его в нулевом (начальном) положении при приеме непрерывных сигналов. Поскольку пиковый детектор 28 обладает инерционными свойствами при быстром уменьшении импульсных сигналов, резистивный счетчик 20 работает в обратном направлении мгновенно при появлении импульсов на выходе коньюнктора 33.Предлагаемое устройство позволяет полностью исключить ограничение в линейном тракте до блока 4 частотного преобразования и усиления промежуточной частоты. Ограничение сигнала после блока 4 легко снимается путем выполнения УНЧ 15 с логарифмической характеристикой.Таким образом, предлагаемое устройство обладает расширенным динамическим диапазоном измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения. Кроме того, оно обеспечивает повышенную скорость измерения и воэможность работы устройства в автоматизированных режимах и в автоматизированных измерительных комплексах.формула изобретения1. Устройство для измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения, содержащее аттенюатор и калибратор эталонного сигнала, выходы которых через один из переключателей соединены с входом усилителя высокой частоты, блок частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, вход которого подключенк выходу усилителя высокой частоты, а выход через другой переключатель - к входам детекторов911347 ИПИ Заказ 1114/32 Тираж 719 ПодписноевваававввававаааааааааафТ1 ял ППН Патент у Г УМГОРОду улф прбектнючу 4 квазнпиковых и среднеквадратическихзначений, выходной измерительныйприбор, вход которого соединен свыходом усилителя низкой частоты,группу блоков согласования,установленн на управЛЯ щих входах аттенюатора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения динами"ческого диапазона измерения, в неговведены пороговые блоки нижнего иверхнего уровней, реверсивный счет.чик импульсов, дополнительный аттенюатор и дополнительная группа бло-ков согласования, причем входы пороговых блоков нижнего и верхнего уровнейподключены к выходу блока частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, а выходы - к соответствующим входам реверсивного счетчика импульсов, сигнальный вход дополнительного аттенюатора,соединенс выходами детекторов кваэипиковых 20и среднеквадратических значений, авыход - с входом усилителя низкойчастоты, дополнительная группа блоков согласования установлена на управляющих входах дополнительного аттенюатора, а выходы реверсивного счетчика импульсов подключены к входам обеих групп блоков согласования.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е .с я тем, что пороговый блок нижнего уровня содержит последовательно включенные между входной и выходной клеммами пороговый детектор, пиковый детектор, согласующий каскад и импульсный генератор,. всйомогательный детектор и инвертор,входы которых соединены соответственно с входом и выходом порогового детектора, коньюнктор, входы которого под,ключены к выходам вспомогательного детектора и инвертора, а выход связан с выходом импульсного генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР В 430335, кл. 6 01 В 29/02, 19732. Фастовский И.А.Измерители радиопомех. М., фСвязь,1973, с.116 (прототип) .