Измеритель коэффициента гармоник

09) (И) СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПЮЛИН 46 А ОБРЕТ ОПИСА У ТВЕННО КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТий АВТОРСНОМУ СВИДЕТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 464855, кл. С 01 К 23/20, 1975.2. Измеритель нелинейных искажений автоматический цифровой С 6-8. Техническое описание и инструкция по эксплуатации (прототип).(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК, содержащий широкополосный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого является входом измерителя, соединенные последовательно первый квадратичный . преобразователь, первый элемент срав кения, к второму входу которого подключен источник опорного напряжения, первый усилитель постоянного напряжения, выход которого соединен с управляющим входом широкополосного усилителя, а также режекторный фильтр и цифровой вольтметр, б т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыпения точности измерения, в него введены последовательно соединенные аттенюатор с регулируемым коэффициентом деления, второй квадратичный преобразователь, второй элемент сравнения, второй усилитель постоянного напряже.ния и масштабный преобразователь, выход которого подключен к входу цифрового вольтметра, при этом вход аттенюатора с регулируемым коэффициентом деления подключен к выходу широкополосного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход второго усилителя постоянного напряжения подключен к управляющему входу аттенюатора.с регулируемым коэффициентом деления, а второй вход второго эле.мента сравнения подключен кисточнику опорного напряжения.1 11295Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике, а именнок устройствам для измерения коэффициента гармоник электрических сигналов, и может быть использовано для5интегральной оценки нелинейных иска- .жений, вносимых в сигналы радиоэлектронными устройствами, каналами связии др.Известно устройство для измерения 1 Окоэффициента нелинейных искаженийсинусоидального сигнала, содержащееконтур параметрической стабилизациисреднеквадратического значения пеевойгармоники сигнала, состоящий из соединенных последовательно широкополосного усилителя с регулируемымкоэффициентом усиления, избирательного Фильтра, настроенного на частоту первой гармоники, блока сравнениясреднеквадратических значений напряжений с подключенным к нему источником опорного напряжения и усилителя постоянного тока, выход которогоподключен к управляющему входу широкополосного усилителя, а также последовательно соединенные с выходомширокополосного усилителя режекторный Фильтр, настроенный на первуюгармонику исследуемого сигнала, иЗОвольтметр среднеквадратических значений 13,Недостатком этого устройства является сложность изготовления перестранваемого по частоте избирательного фильтра с большим подавлениембоковых частот (1 О 0-120 дБ), а такженаличие ограничений, накладываемыхна точность и диапазон измерениякоэффициента гармоник шумами и нели- нейностью амплитудных характеристик О режекторного фильтра и вольтметра среднеквадратических значений.Наиболее близким к предлагаемому является измеритель нелинейных иска" жений, содержащий широкополосный уси" литель с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого является входом измерителя, соединенные последовательно квадратичный преобразователь элемента сравнения, к второму входу которого подключен источник опорного напряжения, первый усилитель постоянного напряжения, выход которого соединен с управляющим входом широкополосного усилителя, а также последовательно соединенные режекторный фильтр, линейный преобразователь среднеквадратических значений напря 4 б 3жения и цифровой вольтметр постоянного напряжения 21.Недостатком данного измерителяявляется низкая точность измерениякоэффициента гармоник в заданном диапазоне измерений, обусловленнаяшумами и нелинейностью амплитудныххарактеристик режекторного фильтраи преобразователя среднеквадратических значений напряжения, а такженаличием методической погрешности,вызванной отсутствием избирательного Фильтра настроенного на первуюгармонику сигнала.Цель изобретения - повышение точ"ности измерения коэффициента гармоник в большом диапазоне его значений,Поставленная цель достигается тем,что в измерителе коэффициента гармоник, содержащем широкополосный усилитель,с регулируемым коэффициентомусиления, вход которого являетсявходом измерителя, соединенные последовательно первый квадратичный преобразователь, первый элемент сравнения,к второму входу которого подключенисточник опорного напряжения, первыйусилитель постоянного напряжения,выход которого соединен с управляющим входом широкополосного усилителя,а также режекторный фильтр и цифровой вольтметр, введены последовательно соединенные аттенюатор с регулируемым коэффициентом деления, второйквадратичный преобразователь, второйэлемент сравнения, второй усилительпостоянного напряжения и масштабныйпреобразователь, выход которого подключен к входу цифрового вольтметра,при этом вход аттенюатора с регулируемым коэффициентом деления подключен к выходу широкополосного усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход второго усилителя постоянного напряжения подключен к управляющему входу аттенюатора с регулируемым коэффициентом деления, а второй вход второго элемента сравненияподключен к источнику опорного напря.жения.На чертеже представлена функциональная схема измерителя коэффициента гармоник,Измеритель содержит широкополосный усилитель. 1 с регулируемым коэф"Фициентом усиления, сигнальный входкоторого является входом измерителя,а между его выходом и управляющимного значения относительно напряжения) и нелинейности амплитудно-частотных характеристик режекторного Фильтра 2 и квадратичных преобразователей 3 и 8. Однако результат из мерений, представленный в форме выражения (6), требует дополнительной операции корнеизвлечения исодержит методическую погрешность.Необходимым условием осуществления изобретения является установление функциональной зависимости между коэффициентом деления аттенюатора 7 и управляющим этим коэффициентом постоянным напряжением Пвида К =1/(1+ехр К, П) (7) Решив это уравнение относительно П и заменив в нем К его значени емиэ (6) пол чим Ъ,Т20 0 = - Ь М К 721=2 =- - е.2 2 К Рок, (ЦК . 1У,7 ,тПосле масштабирования инвертирующим масштабным преобразователем 11 напряжения Пз., в К,-"10 К,/Где раз, на цифровой вольтметр 12 поступит напр ение 06-20 Ь КФункциональйая зависимость вида (7) легко может быть реализована посредством использования в качестве аттенюатора с регулируемым коэффициентом деления управляемого постоянным напряжением делителя переменного тока на дифференциально включенной согласованной паре биполярных транзисторов. Теоретически высокая точность воспроизведения зависимости (7) таким аттенюатором подтверждена экспериментальными исследованиями интегрального дифференциального усилителя типа К 198 УС 1, которые показали, что относительное отклонение реальной зависимости коэффициен- та деления аттенюатора от напряжения между базами транзисторов дифференциальной парыи диапазоне значений 0 " 60 Б и в частотной области от 20 Гц до 200 кГц не превышает 0,5 Х. Этот результат лучше, чем у измерителя нелинейных искажений С 6 8 по непрерывному диапазону - в 3 раза (у С 6-8 - 20Б) и по точности более чем в 4 раза,Указанные достоинства позволяют расширить нижний предел измеряемых коэффициентов гармоник при одновременном увеличении быстродействия измерительного процесса и при его полной автоматизации. В измерителе благодаря использо ванию хорошо разработанных и дешевых устройств широкого применения удалось при относительно небольших аппаратурных затратах достичь высо ких метрологических характеристик. Это позволяет исключить необходимость использования дорогостоящих измерительных систем и анализаторо гармоник для измерения малых коэфФициентов гармоник в широком динами ческом диапазоне,омит Г 113035 скв илиал ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектная Тирам 710 дарственного келам изобретений и Ж, Раушская н Подписное та СССР ткрытийд. 4/5