Устройство для измерения коэффициента гармоник Советский патент 1983 года по МПК G01R23/20 

Устройство относится к измерению электрических величин и может быть использовано в установках автоматического измерения параметров радиоаппаратуры. Известны устройства для измерения нелинейныхискажений, содержащие регулируемый усилит ель, пропускающий и заграждающий фильтры и измеритель действующего значения l . Недостатком данных устройств явля ется наличие погрешности измерения, обусловленной неполным подавлением сигналов фильтруемых частот загражда ющим и пропускающим фильтрами, а также погрешности, вносимой измерите лями действующих значений. Наиболее близким к предлагаемому I является устройство для измерения нелинейных искажений синусоидального сигнала, содержащее настроенный на частоту первой гармоники заграждающий фильтр, к выходу которого подключен вольтметр действующего значения, широкополосный усилитель ис ледуемого сигнала с регулируемым коэффициентом усиления, пропускающий активный фильтр, настроенный на частоту первой гармоники сигнала, схему сравнения, источник опорного напряже ния и усилитель постоянного тока, выходом подключенный к управляющему входу усилителя, входом - к выходу схемы сравнения, первый вход которой соединен с источником опорного напряже ния, второй - через пропускающий активный фильтр с выходом усилителя и входом заграждающего активного фильтра 2 . Недостатками известного устройст.ва является наличие погрешности измерения, вносимой заграждающим и пропускающим фильтрами и вольтметром действующих значений. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройство дополнительно введе ны генератор синусоидального сигнала исказитель сигнала, первый вход кото рого подключен к выходу генератора, а выход - к первому входу усилителя, второй блок сравнения, два интегратора, подключенные своими выходами к вторим входам, первый - исказителя второй - усилителя, а входами - к выходам соответствующих блоков сравнения, второй, третий и четвертый измерители действующих значений и вторые заграждающий и пропускающий фильтры, подключенные выходами к входам соответственно третьего и чет вертого измерителей, а входами - к клемме входного сигнала, при этом вход второго измерителя подключен к выходу первого пропускающего фильтра а выходы измерителей второго и четвертого - к, входам второго, а третье го - к входу первого блока сравнения На чертеже приведена схема устройства. Устройство содержит включенные последовательно генератор 1 синусоидального сигнала, исказитель 2 сигнала, усилитель 3 с регулируемым коэффициентом передачи, а также два заграждающих фильтра 4 и 5 и два пропускающих фильтра 6 и 7, четыре измерителя 8, 9, 10 и 11 действующих значений, два интегратора 12 и 13, два блока 14 и 15 сравнения, клеммы 1б исследуемого сигнала. Фильтры 4 и б подключены входами к выходу усилителя 3, а выходами соответственно к измерителям 9 и 8. Фильтры 5 и 7 подключены входами к клемме 16, а выходами - соответственно к измерителям 10 и 11. Выходы измерителей 9 и 10 присоединены к входам блока 15 сравнения, а измерителей 8 и 11 - к входам блока 14 -. сравнения, выход которого через интегратор 12 соединен с вторь входом усилителя 3. Выход блока 15 сравнения через интегратор 13 соединен с управляющим входом исказителя 2 сигнаЛа. Генератор 1 через исказитель 2 подключен к первому входу усилителя 3. . Фильтры б и 7 настроены так, что пропускают только первую гармонику соответственно образцового с исказителя 2 и исследуемого сигнала с клеммы 16, а фильтры 4 и 5 - только гар-г МОНИКИ-выше первой соответствующих сигналов. Искази.тель 2 должен обладать заранее известной зависимостью величины возникающих искажений от величины сигнала на управляющем входе. Схема работает следующим образом. В исходном.состоянии при отсутствии исследуемого сигнала на входах блока 14 сравнения сигналы отсутствуют, следовательно, будут отсутствовать -сигналы на ее выходе и выходе интегратора 12. Коэффициент передачи усилителя 3 равен 0. Аналогично отсутствуют сигналы на входах блока 15 сравнения и на выходе интеграто ра 13. Следовательно, искажения синусоиды на выходе исказителя 2 отсутствуют. В момент включения исследуемого сигнала на входах блока 14 сравне- ния появится только сигнал с измерителя 11 первой гармоники. Напряжение разбаланса интегрируется интегратором 12, коэффициент передачи усилителя 3 будет расти, появится возрастакнций сигнал на выходе измерителя 8. В момент равенства напряжения на входах блока 14 сравнения интеграгор 12 фиксирует свое выходное напряжение, а следовательно/ и коэффициент Ъередачй усилителя 3 на определенном уровне.

Одновременно с момента подачи исследуемого сигнала появится напряжение разбаланса на выходе блока 15 сравнения, интегратор 13 начнет вырабатывать возрастающий сигнал, который заставит исказитель 2 вводить в синусоиду генератора 1 искажения, величина которых будет возрастать до тех пор, пока напряжения на выходах

.измерителей 9 и 10 не сравняются. В момент равенства сигналов на выходах блока 15 сравнения интегратор 13 фиксирует свое выходное напряжение и величину вносимых исказителем ис.кажений на определенном уровне. При этом по величине сигнала на входе

йсказителя судят о величине искаже- НИИ исследуемого сигнгша. При идентичности исполнения обоих заграждающих фильтров 4 и 5 и подключенных к ним измерителей 9 и 10 в момент взаимной компенсации напряжений на входах блока 15 сравнения компенсируются (с точностью до случайной составляющей) погрешности, вносимые .при этом указанными фильтрами и из0ерителями.

Аналогично компенсируются ошибки измерения фильтрами 6 и 7 и измерителями 8 и 11 первой гармоники на блоке 14 сравнения.

0

f6 ff14

д,

Г5

10