Индикатор постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКЫ 1714529 А 2 РСКОМ ВИДЕТЕЛ ЬСТВ К напряжения путем, смещ ских составляющих высоко бания в соседние част подверженные одинаков среды распространения. Э ется применением полосов преобразователя частоты странения колебаний 11. У жит также источник напряжения 1, усилитель н нераторы синусоидальных полосовые фильтры 4, 5, текторы 12, 13, делитель компараторы 15, 16, управ ры 17, 18 и элемент сигнал СССР28,12.88,ОГО НАПРЯ лектроизмерено для дистани отклоненияней. Цель изоверности дис- постоянного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение касается эний и может быть использовационного контроля наличиянапряжений от заданных уровбретения - повышение достотанционного контроля)5 6 01 й 19/165, 19/00 ения гармоничечастотного колеотные области, ым затуханиям та цель достигаых фильтров 6 - 8, 9, среды распростройство содерпОСтоянного апряжения 2, геколебаний 3, 10 амплитудные денапряжения 14. ляемые генератоизации 19. 3 ил.10 15 Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для дистанционного контроля ииндикации наличия и отклонения напряжений от заданных уровней.По авт. св. В 1615634 известен индикатор постоянного напряжения, содержащийисточник постоянного напряжения, генератор синусоидальных колебаний, среду распространения колебаний, два полосовыхфильтра, два амплитудных детектора, делитель напряжения, два компаратора, два управляемых генератора, элементсигнализации и усилитель напряжения, состоящий из биполярного транзистора, четырех резисторов и двух конденсаторов.Недостатком данного индикатора является низкая достоверность передачи результата контроля постоянногонапряжения, так как гармонические составляющие высокочастотного колебания, являющиеся носителями измереннойинформации, имеют большой разнос по частоте (как правило, расположены в различных частотных диапазонах) и подверженыразличным затуханиям.Так, например, при формировании генератором колебания на частоте 15 МГц разнос по частоте между гармоническимисоставляющими высокочастотного колебания на выходе усилителя кратен 15 МГц.Следовательно, первая гармоническая составляющая находится в коротковолновомдиапазоне частот, а вторая гармоническаясоставляющая - в ультразвуковом диапазоне. Так как для данных диапазонов частотзаконы распространения радиоволн и,соответственно, законы затухания колебанийразличны, то отношение амплитуд гармонических составляющих на выходе среды распространения не будет достоверносоответствовать контролируемому напряжению.Цель изобретения - повышение достоверности дистанционного контроля постоянного напряжения путем смещениягармонических составляющих высокочастотного колебания в соседние частотныеобласти, подверженные одинаковым затуханиям среды распространения,Поставленная цель достигается тем, чтов индикатор постоянного напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, последовательно соединенныегенератор синусоидальных колебаний, усилитель напряжения, среду распространения колебаний, первый полосовой фильтр,первый амплитудный детектор, делительнапряжения, первый компаратор, первыйуправляемый генератор и элемент сигнали 20 25 30 35 40 45 50 55 зации, последовательно соединенный второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу среды распространения колебаний, и второй амплитудный детектор, выход которого подключен к второму входу делителя напряжения, и последовательно соединенные второй компаратор, информационный вход которого подключен к выходу делителя напряжения, и второй управляемый генератор, выход которого подключен к входу элемента сигнализации, дополнительно введены третий полосовой фильтр,вход которого подключен к выходу усилителя напряжения, последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу усилителя напряжения, преобразователь частоты и пятый полосовой фильтр, выход которого соединен с выходом третьего полосового фильтра и подключен к входу среды распространения колебаний, и дополнительный генератор синусоидальных колебаний, выход которого подключен к гетеродинному входу преобразователя частоты.На фиг, 1 приведена структурная элект-рическая схема предлагаемого индикатора постоянного напряжения; на фиг, 2 - вариант принципиальной схемы усилителя напряжения; на фиг, 3 - спектры колебаний.Индикатор содержит источник 1 постоянного напряжения, усилитель 2 напряжения, генератор 3 синусоидальных колебаний, пять полосовых фильтров 4 - 8, преобразователь 9 частоты, дополнительный генератор 10 синусоидальных колеба-, ний, среду 11 распространения колебаний, два амплитудных детектора 12, 13, делитель 14 напряжения, два компаратора 15 и 16, два управляемых генератора 17 и 18 и элемент 19 сигнализации.Усилитель 2 напряжения (фиг. 2) содержит биполярный транзистор 20, четыре резистора 21 - 24 и два компаратора 25 и 26.На фиг. 3 представлены спектры колебаний на выходе усилителя 2 напряжения (а) и на входе среды 11 распространения колебаний (б), где (в)1,2, - амплитуды гармонических составляющих выходного тока усилителя 2; (Ь)-1,2, - частоты гармонических составляющих выходного тока усилителя 2; 1 г - преобразованная частота второй гармонической составляющей тока на выходе пятого полосового фильтра 8.Контролируемое напряжение с источника 1 постоянного напряжения подается через резисторы 21 и 22 на базу биполярного транзистора 20 усилителя 2 напряжения, Кроме того, с выхода генератора 3 синусоидальных колебаний через конденсатор 25 на базу биполярного транзистора 20 подаетсягармонический высокочастотный сигнал, Номиналы резисторов 21 и 22 подбираются таким образом, чтобы напряжение смещения, подаваемого на базу биполярного транзистора 20, обеспечивало нелинейный режим работы данного транзистора. В этом случае с коллектора транзистора 20 снимается колебание, ток которого имеет определенный угол отсечки О и определенные амплитуды гармоникы,па, Ъз,. Высокочастотный сигнал с выхода усилителя 2 напряжения поступает на вход третьего полосового фильтра 6, настроенного на частоту 11 первой гармоники, и на, вход четвертого полосового фильтра 7, настроенного на частоту 12 второй гармоники. Выделенная четвертым полосовым. фильтром 7 вторая гармоническая составляющая поступает на сигнальный вход преобразователя 9 частоты, на гетеродинный вход которого с выхода дополнительного, генератора 10 синусоидальных колебаний йодается сигнал гетеродинной частоты мгвт, несколько, меньшей частоты 11 первой гармоники выходного тока усилителя 2: жгет11. Пятый полосовой фильтр 8, подключенный к выходу преобразователя 9 частотывыделяет смещенную вторую гармоническую составляющую на частоте 6 = 12 - жгет, находящейся вблизи частоты 11 первой гармоники выходного тока усилителя 2, Таким образом, с объединенных выходов фильтров 6 и 8 в среду распространения колебаний поступают первая и смещенная вторая гармоническая составляющиетокасамплитудамиИ, Ьг и на частотах 11, 1 соответственно,Сложный высокочастотный сигнал проходит через среду 11 распространения и поступает на входы полосовых фильтров 4 и 5. При этом первый полосовой фильтр 4 настроен на частоту т 1 первой гармоники, а второй полосовой фильтр 5 - на смещенную частоту 12 второй гармоники. С выходов фильтров 4 и 5 отфильтрованные гармонические составляющие поступают на входы соответственно первого и второго амплитудных детекторов 12 и 13, предназначенных для определения амплитуд первой и смещенной второй гармоник тока ы и Ъг . Выходы амплитудных детекторов 12 и 13 подключены к соответствующим входам делителя. 14 напряжения, предназначенного для нахождения отношения амплитуд перЬ 1 1 а 1 вой и второй гармоник .щг щг1вггде К = - коэффициент передачи токащгв тракте преобразователь 9 частотыфильтр 8, При стабильном источнике 1 постоянного тока, а следовательно, и стабильном угле отсечки О выходного тока усили 1 в 1теля 2 отношение амплитуд5.агпостоянно и независимо от величины затуханий в среде 11 распространения колебаний,В случае нестабильности контролируемого напряжения значение угла отсечки, Оизменяется, а следовательно, изменяется ивотношение гармоник - что приводит квгизменению напряжения сигнала на выходе"5 делителя 14 напряжения, поступающего наинформационные входы компараторов 15 и16. На вторые (опорные) входы.соответствующих компараторов подаются опорные напряжения верхнего Ев и нижнего Ен20 уровней, определяющие поле допуска изменения контролируемого напряжения.Если напряжение с выхода делителя 14напряжения меньше опорного напряженияЕ нижнего уровня, то на выходе компараторов 15 и 16 формируются логические "1" и"0" соответственно. При этом на выходе управляемого генератора 18 присутствует сигнал логической "1", а на выходеуправляющего генератора 17 формируются30 импульсы с частотой 1 Гц, и элемент 19 сигнализации выдает прерывистый световойсигнал с той же пониженной частотой следования, равной 1 Гц.Когда выходной сигнал делителя 14 на 35 ходится в зоне между опорными напряжения Ен и Ев, то на выходах обоихкомпараторов 15 и 16 присутствуют логйческие "0", а на выходах управляемых генераторов 17 и 18 - логические "1", и элемент 1940 сигнализации излучает световой сигнал не-,прерывно, что соответствует случаю стабильности контролируемого напряжения Е.Если выходное напряжение делителя 14напряжения больше Е (что возможно при уве 45 личении угла отсечки выходного тока усилителя 2, вызванном увеличениемконтролируемого напряжения), то на выходахкомпараторов 15 и 16 присутствуютлогические"0" и "1" соответственно, а на выходе управля 50 емого генератора 18 формируются импульсы счастотой 4 Гц, и элемен 19 сигнализации вы-,дает прерывистый световой сигнал с той жеповышенной частотой следования 4 Гц.Таким образом, при изменении контро 55 лируемого напряжения изменяется угол отсечки выходного тока усилителя 2напряжения, использующего в качестве источника смещения источник 1 контролируемого напряжения, а следовательно,изменяется и соотношение амплитуд гармоник выходного тока, Так как вторая гармоника выходного тока переносится по частоте в диапазон, соседний с частотой первой гармоники, то амплитуды гармоник подвержены одинаковым затуханиям среды распростраиения колебаний. При этом отношение амплитуд данных гармоник, а следовательно, и результат контроля напряжения не зависят от изменений параметров среды распространения, что значительно повышает достоверность дистанционного контроля постоянного напряжения. Формула изобретения Индикатор постоянного напряжения поавт, свМ 1615634, о т л и ч а ю щ и й с ятем,что, с целью повышения достоверности дистанционного контроля постоянного напряжения путем смещения гармонических составляющих высокочастотного колебания в соседние частотные области, подвержен ные одинаковым затуханиям среды распространения, в него дополнительно введены третий полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом усилителя напряжения, последовательно соединенные четвертый 10 полосовой фильтр, вход которого соединенс выходом усилителя напряжения, преобразователь частоты и пятый полосовой фильтр, выход которого соединен с выходом третьего полосового фильтра и входом 15 среды распространения колебаний, дополнительный генератор синусоидальных колебаний, выход которого соединен с гетеродинным входом преобразователя частоты.201714529 30 40 50 Составитель В. Федоренко Редактор О. Юрковецкая Техред М,Моргентал Корректор С. Шевкун Заказ 890 Тираж Подписное ВНЛИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101