Высокочастотный вольтметр Советский патент 1983 года по МПК G01R19/00 

(

h-€)

00

о

rsD

СО Изобретение относится к техникеизмерения переменных напряжений высо кой частоты. Известны вольтметры, содержащие преобразователь частоты, один вход которого соединен с входом устройства,.а другой с выходом перестраиваемого генератора, выход преобразовате ля частоты соединен с измерительным блоком. Входной сигнал вольтметра преобразуется на низкую промежуточну частоту с сохранением его уровня. Это позволяет получать высокую точность измерения напряжения за счет использования измерительного блока, аботающего на фиксированной промежу точной частоте 1 . 1 Недостатками таких вольтметров яв ляются большая погрешность, обусловленная неравномерностью амплитудночастотной характеристики перестраива емого генератора., зависимость погрешности от коэффициента нелинейных искажений его выходного напряжения. Погрешность измерения в таких вольтметрах увеличивается при увеличении амплитуды входного сигнала, ввиду:от личия характеристики смесителя от квадратичной. Наиболее близким к изобретению яв ляется выс окочастотный вольтметр, со держащий стробоскопический преобразо ватель, один из входов которого является входом устройства, выход стро боскопического преобразователя через Запоминающий блок и первый фильтр со динен с индикатором и через последовательно соединенные фазовый детектор, второй фильтр, управляющий элемент, перестраиваемый генератор и формирователь стробимпульсов - с дру гим входом стробоскопи-ческого преобразовагеля, причем к другому входу фазового детектора подключен генератор. В вольтметре преобразование частоты входного сшнала на промежуточную частоту осуществлиется в стробоскопических преобразователях, что повышает линейность преобразования и уменьшает погрешности по сравнению с гетеродинным Преобразованием 2, Недостатком известного устройства является малый диапазон измеряемых -напряжений, обусловленный применением импульсно-фазовой автопрдстройки частоты, которая работает при выходных сигналах не менее 10-15 мВ, так как стробоскопический преобразовател входящий в Контур автоподстройки, об ладает повышенными шумовыми характеристиками, Цель изобретения - расширение диа пазона измеряемых напряжений. Поставленная цель достигается тем что в высокочастотный вольтметр, содержащий стробоскопический преобразо ватель/ один из входов которого явля ется входом вольтметра, а выход через запоминающий блок и первый фильтр соединен с индикатором, последовательно соединенные фазовый детектор, к одному из входов которого подключен опорный генератор, второй фильтр, «управляющий элемент, подключенный к одному их входов перестраиваемого генератора, другой.вход которого соединен с блоком поиска частоты, дополнительно введены формирователь стробимпульсов , смеситель, развязывагаций усилитель и делитель частоты, включенный между выходом перестраиваемого генератора и входом формирователя стробимпульсов, один из входов смесителя через развязывающий усилитель соединен с входом вольтметра, другой вход соединен с выходом перестраиваемого генератора, а выход - с другим входом фазового детектора. На чертеже представлена структурная схема высокочастотного вольтмет-; ра. , . Высокочастотный вольтметр содержит стробоскопический преобразователь 1,. запоминающий блок 2, первый фильтр Э, индикатор 4, развязывающий усилитель 5, смеситель б, перестраиваемый генератор 7, блок 8 поиска частоты, управлякхдий элемент 9, второй фильтр 10, фазовый детектор 11, опорный генератор 12, делитель 13 частоты, формирователь 14 стробимпульсов , . Входной сигнал поступает на один из входов преобраз.ователя 1, а затем через запоминающий блок 2, первый фильтр 3, являкадийся фильтром низких частот, на индикатор 4. Входной сигнал поступает также через развязывающий усилитель 5 на один из входов смесителя б, другой вход которого подключен к перестраиваемому генератору 7, к которому подключен .также блок 8 поиска частоты и управляющий элемент 9. Выход смесителя б соединен с одним из входов фазового детектора 11, к другому входу которого подключен опорный генератор 12, Выход фазового детектора -11 через второй фильтр 10 (фильтр низких частот) соединен с входом управляющего элемента 9. Выход Перестраеваемого генвратора 7 через делитель 13 частоты и формирователь 14 стробимпульсов соединен с другим входом стробоскопического преобразователя 1, Вольтметр работает следующим образом. Входной высокочастотный сигнал поступает на преобразователь 1 и од новременно через развязывающий усилитель 5 на смеситель б, В смесителе б, который входит в систему фазовой автоподстройки частоты (блоки 7, 9, 10, 11 и 12), высокочастотный сигнал преобразуется в сигнал с промежуточной частотой f. Блок 8 поиска часто ты подстраивает частоту перестраиваемого генератора 7 до значения близкого к чартоте опорного генератора

w-inr for)

где fp, , for- частоты входного ригнала перестраиваемого генератора и опорного генератора соответственно.

В свою очередь система фазовой автоподстройки частоты обеспечивает точное выполнение указанного равенства. Делитель 13 частоты обладает переменным коэффициентом деления и частота его выходного сигнала незначительно меняется (не более чем в 2 раза) во всем диапазоне частот входных сигналов вольтметра. Необходимость стабилизации частоты связана с тем, что формирователь 14 стробимпульсов, как правило являемся частотно-зависимым, а коэффиидаеит передачи преоб|}аэ.ователя 1 также зависит от часто{ты стробирования. Из выходного сигна ла делителя 13 частотц форглироватее. лем 14 стробимпульсов Формируются

импульсы стробирования, которые подаются на ключевые входы преобразователя 1. На выходе преобразователя 1 выделяется сигнал с частотой fnp..f сохранякздий ту же самую величину, , Фоцялу и фазовые соотношения, что и входной высокочастотный сигнал. Этот

сигнал сглаживается первым фильтром 3, а.его уровень отображается индикатором 4,

Таким образом, за счет введения для автоподстройки промежуточной частоты т смесителя б, работающего с

15

гармоническими сигналгши, а также за счет введения делителя 13 частоты, , на входеформирователя 14 стробимпульсов удается расширить диапазон 2Q измеряемых напряжений со стороны нимальных значений на 2-3 порядка за счет повышения устойчивости фаэо|вой эвтоподстройки частоты.

высокочастотный ВОЛЬТМЕТР, содержащий стробоскопический преобразователь, один из входов которого является входом вольтметра, а вьаход черед запоминающий блок и первый фильтр соединен с индикатором, последовательно соединенные фазовый детектор, к одному из входов которого подключен опорный генератор, второй фильтр, управляющий элемент, подключенный к одному из входов перестраиваемого генератора, другой вход которого соединен о блоком поиска частоты, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, и.него дополнительно введены формирователь стробимпульсов, смеситель, развязываквдий усилитель и делитель частоты, включенный между выходом перестраиваемого генератора и входом формирователя стробимпульсов, один из/вко- I дов смесителя через развязывающий § усилитель соединен с входом вольтмет- СА ра, другой вход соединен с выходом перестраиваемого генератора, а выход - с другим ОБХОДОМ фазового детектора.