Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений Советский патент 1984 года по МПК G01R19/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при исследовании шумовых параметров мапошумящих активных элементов с малым значением коэффициента передачи. Известно устройство для измерений двух переменных напряжений, содержащее канал числителя, состоящий из последовательно включенных первого входного усилителя, первого ключа и последовательно включенных второго ключа, первого канального усилителя, первого детектора, измерительного прибора, канал знаменателя, состоявший нэ последовательно включенных второго входного усилителя, третьего ключа и последовательно включенных четвертого ключа, второго канального усилителя, блока сравнения, усилителя сигнала рассогласовАння, второго детек тора, а также блока постоянного опорного напряжения, шыход которого подключен к опорному входу блока сравнения, управляемый усилитель, сигнапьнь вход которого соединен с выходами первого N третьего ключе управлявшей вход - с одой второг детектора, а выход - с сигнальш#« вкода « второго и четвертого ключей триггер, вход которого подключен к выходу мультивибратсфа, шлсоды попарно - к управляв1Я91м входам ключ каналов числителя и знаменателя С1 При нспользовании иявестяого уст ройстве э качестве изме1жтеля яумовых параметров его точность оказыва ется весьма низкой. Снижение ютрологических показателей обусловлено в частности, применением в устройст ве амппитуриых детекторов. Наиболее близким техническим решением X предлагаемому является устройство для измерения отношения двух перемен1в1{х напряженки, содержа цее канал числителя, состоящей из последовательно включенных первого канального усилителя, первого синхронного детектора, первого фильтра измерительного прибора, канал знаменателя, состоящий из последовательно включенных второго канального усилителя, второго синхронного детектора, второго фильтра, блока сравнения, усилителя сигнала рассогласования, детектора, третьего 4 1льтра, а также блока постоянного опорного напряжения, выход которого подключен к опорному входу блока сравнения, управляемый усилитель, вход которого соединен с клеммами для подключения источника входного сигнала, а выход .через распределитель - с входами обоих канальных усилителей, генератор модулирующих напряжений, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам распределителя, а третий и четвертый выходы - к управлякнцим входам синхронньлс детекторов 2J. Недостаток известного устройства проявляется в низкой точности при измерении малых значений козффонщента шума. В указанном случае имеет место большая флуктуационная. , погрешность, поскольку шумовой i сигнал, по которому производится обработка канала знаменателя, становится, соизмеримьм с уровнем низкочастотных флуктуации устройства. Цель изобретения - повышение точности измерения отношения напряжений в отмеченных выше условиях . Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащем канал числителя, состоящий из последовательно включенных первого канального усилителя, первого синхронного детектора,первого фильтра, измерительного прибора, канал знаменателя, состоящий из последовательно включенных второго канального уси- . лителя, второго синхронного детектора, второго фильтра и поепедоватольно включенных блока постоянного опорного напряжения, блока .сравнения, усилителя сигнала рассогласования , детектора, третьего фильтра, управляемый усилитель, сигнальный вход которого соединен с клеммами дпя подключения источника входного сигнала, управляющий вход - с выходом третьего фильтра, . а выход через распределитель - с входами обоих канальных усилителей, генератсф модулирующих напряжений, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам {Распределителя, а третий и четвертый выходы - к управляющим входам синхронных детекторов, в канал знаменателя введены ключ и узкополосный усилитель, причем сигнальный вход ключа соединен с выходом второго фильтра, а управляющий вход с пятым выходом генератора модулирующих напряжений, вход уэкополоского усилителя подключен к выходу ключа, а выход - к сигнальному входу блока сравнения. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения отношения двух переменных напряжений, на фиг.2 й-з - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу (индексы напряжений соответствуют цифровым позициям блоков на фиг.1). Канал числителя состоит из после довательно включенных канального усилителя 1 (фиг.1), синхронного детектора 2, фильтра 3, измеритель ного прибора 4. Канал знаменателя состоит из последовательно включенных канального усилителя 5, синхронного детектора 6, фильтра 7, ключа 8, узкополосного усилителя 9 блока 10 сравнения, усилителя 11 сигнала рассогласования (усилителя АРУ), детектора 12, фильтра 13. В состав устройства входит также управляемый усилитель 14, сигнальный вход которого соединен с клеммами для подключения источника входного сигнала (не показан), управляющий вход - с выходом фильтра 13, а выход через распределитель 15 - с входами канальных усилителей 1 и 5 Кроме того, устройство содержит генератор 16- модулирующих напряжений, первый и второй выходы которо подключены к управляющим входам рас пределителя 15, третий и четвертый выходы - к управляющим входам синхронных детекторов 2 и 6, а пятый выход - к управлякицему входу ключа Опорный вход блока 10 сравнения под ключен к выходу блока постоянного опорного напряжения (не показан). Устройство работает следующим образом. Входной сигнал 11, (фиг.2.«|) пос тупает на сигнальный вход управляе мого усилителя 1,, на выходе которог распределителем 15 управляемЕМ генератором 16 модулирующих нШ1ряжений, осуществляется временное разд ление сигнала. Сигнал U (фиг.2|) пропорциональный напряжению делимого, поступает в канал числителя на вход канального усилителя 1. Сигнал Hfl фиг.2в), пропорциональньй напряжению делителя, поступает в канал знаменателя - на вход ка-. ;нального усилителя 5. Сигнал Ug усиливается усилителем 1, детектируется синхронным Детектором 2 (фиг.27.), усредняется фильтром 3 и поступает на измерительный прибор 4. Сигнал Ugj усиливается усилите:лем 5, детектируется синхронным детектором 6 (фиг.2()) и усредняется фильтром 7 (фиг.2|е). Постоянное напряжение U.,пропорциональное входному напряжению U. канала знаменателя, преобразуется затем в переменное ключом 8 (фиг.24:), усиливается узкополосным усилителем 9 (фиг.2з) и поступает в блок 10 сравнения, куда подается также постоянное опорное напряжение U. Выходной сигнал блока 10 сравнения усиливается усилителем 11 сигнала рассогласования и преобразовывается в постоянное напряжение детектором 12 и фильтром 13, Выходной сигнал фильтра 13 поступает в качестве управляющего напряжения на yпpaвляe в й усилитель 14, с помощью которого осуществляется регулировка усиления сигнала во входном тракте устройства. За счет этого напряжение на выходе канала числителя, измеряемое прибором 4, оказывается пропорциональным отношению сигналов UU и и,. За счет вновь введенных в устрсЛство ключа 8 и узкополосного усилителя 9, с помощью которых постоянное напряжение на выходе фильтра 7 в канале знаменателя преобразовывается опять в Переменное .|усиливается, «затем сравнивается с опорным, усиливается, детектируется и усредняется, значительно снижается флуктуационная погрешность отработки системой АРУ сигнала в канале знаменателя . Использование предлагаемого устройства, например, в качестве змерителя коэффициента шума и оэффициента передачи СВЧ транзисоров обеспечивает повышение точноси измерения указанных параметров ранзисторов.

а)

ffgi И,

I

«

f

-,

«f

0

«г.

а

о

.

If,X)

iiiminnjiJTnrLnmirLrinjirmnrL

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее канал числителя, состоящий из последовательно включенных первого канального усилителя, первого синхронного детектора, первого фильтра, измерительного прибора, канал знаменателя, состоя щий из последовательно включенных второго канального усилителя, второго синхронного детектора, второг фильтра и последовательно включенных блока постоянного опорного напряжения, блока сравнения, усилителя сигнала рассогласования, детектора, третьего фильтра, управляемый усилитель, сигнальный вход которого соединен с клеммами для подключения .. источника входного сигнала, управлякяций вход - с выходом третьего фильтра, a выход через распредели- тель - с входами обоих канальных усилителей, генератор модулшрующих напряжений, первый и второй выходы которого подключены к управляюащм входам распределителя, a третий и четвертый выходы - к управляющим входам синхронных детекторов, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в канал знаменателя введены ключ и узкополосный усилитель, причем сигнальный вход ключа соединен с выходом второго фильтра, a управляющий вход - с пятым выходом генератора модулирующих напряже- : НИИ, вход узкополос«ого усилителя подключен к выходу ключа, a выход к сигнальному входу блока сравнения.