Измеритель отношения напряжений Советский патент 1985 года по МПК G01R19/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения отноше ния напряжений двух синфазных гармонических сигналов. Известно устройство для измерени отношения напряжений двух сигналов, имиощих различные частоты, которое состоит из сумматора сигналов, усилителя-ограничителя и полосовых филь ров на его выходе D Недостатком данного устройства является влияние на точность измере ния параметров усилителя-ограничите ля. Кроме того, при измерении отношения напряжений сигналов одинаковой частоты в подобных устройствах необходимо производить преобразование частоты одного из входных сигналов, что вносит дополнительные по грешности в измерение. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель отношения напряжений сигналов, который состоит из первого коммутатора, вход которого соединен с входом устройства, генератора, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, и последовательно включенных сумматора, усилителя несущей, детектора и полосового усилителя огибающей, а также синхронного детектора . Недостатком известного устройств является то, что измерение .отношения с достаточной точностью обеспечивается только при близких напряже ниях сравниваемых сигйалов. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемого отношения напряжений синфазных сигналов одинако вой частоты. Указанная цель достигается тем, что в уст ройство, содержащее первый коммутатор, вход которого является первым входом устройства, генератор первый выход которого подключен к управляющему входу первого коммутаTopd, и последовательно соединенные сумматор, усилитель несущей, квадра тичный детектор и полосовой усилитель огибающей, введены второй коммутатор, вход которого является вто рым входом устройства, два разветви теля, суммарно-разностный блок, три линии задержки и фазометр. При этом управляющий вход второго коммутатор соединен с первьм выходом генератор выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами первого и второго разветвителей соответственно, первые выходы последних соединены с соответствующими входами суммарно-разностного блока, второй выход первого разветвителя подключен к первому входу сумматора непосредственно, суммарньй выход суммарно-разностного блока подключен к второму входу сумматора через первую линию задержки, второй выход второго разветвителя подключен к третьему входу сумматора через вторую линию задержки, разностный выход суммарно-разностного блока подключен к четвертому входу сумМатора через третью линию задержки, второй выход генератора подключен к первому входу фазометра, второй вход которого соединен с выходом полосового усилителя огибающей, причем выход фазометра подключен к выходу устройства. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Измеритель отношения напряжений содержит два коммутатора 1, два разветвителя 2, суммарно-разностный блок 3, первую 4, вторую 5 и третью 6 линии задержки, сумматор 7, усилитель 8 несзпцей, квадратичный детектор 9, полосовой усилитель 10 огибающей, генератор 11, фазометр 12, Входы коммутаторов 1 подключены к входам устройства, их управляющие входы соединены с первым выходом генератора 11, Выходы коммутаторов 1 подключены к входам разветвителей 2, Второй выход первого . разветвителя 2 подключен к первому входу суммарноразностного блока 3, к второму входу которого подключен первый выход второго разветвителя 2, Второй выход первого разветвителя 2 подключен к первому входу сумматора 7, Суммарный выход суммарноразностного блока 3 подключен через первую линию 4 задержки к второму входу сумматора 7, разностный выход суммарно-разностного блока 3 подключен через третью линию 6 задержки к четвертому входу сумматора 7, Второй выход второго разветвителя 2 подключен через вторую линию 5 задержки к третьему входу сумматора 7, Сумматор 7, усилитель 8 несущей, квадратичный детектор 9 и полосовой усилитель 10 огибающей соединены последовательно. Второй выход генератора 11 подключен к первому входу фазометра 12, второй вход которого соединен с выходом полосового усилителя 10 5 огибающей. Выход фазометра 12 соединен с выходом устройства.

Устройство работает следующим обpaaott.

На входы коммутаторов 1 поступают Ю переменные синфазные напряжения wt и Uj , отношения амплитуд которых необходимо измерить. С генератора 11 на управляющие входы коммутаторов 1 подаются коммутиру-15 ющие импульсы с длительностью Т и периодом Т, причем Т , в результате на первом выходе первого разветвителя 2 присутствует радиоимпульс с амплитудой Y2 , на 20 суммарном выходе суммарно-разностного блока 3 с учетом дополнительного деления мощности - радиоимпульс с амплитудой (и -HJj)/2, на втором выходе второго разветвителя 2 - радиоим- 25 пульс с амплитудой Uj/ VI, на разностном выходе суммарно-разностного блока 3 - радиоимпульс с амплитудой (Ц, -Uj)/2, На первый вход сумматора 7 радиоимпульс поступает без за- 30 держки, на второй вход - с задержкой в линии 4 задержки на величину Г, на третий вход - с задержкой в линии 5 задержки на величину 2tr , на четвертый вход - с задержкой в линии 6 задержки на величину 3 f. Таким образом, на выходе сумматора 7 формируется сигнал несущей частоты, амплитуда которого U(t) меняется с

частотой коммутирующих импульсо поступающих с генератора 11 по пенчатому закону так, что при О t -Г (и,+ и)/ при

и, / V2

U(t)

при 2 t- : t

:

(и - Uj ) / V2 при 3 -Г t 4

Этот сигнал усиливается усилителем 8 несущей и детектируется квадратичным детектором 9, на выходе которого формируется ступенчатое напряжение, пропорциональное U(t), В полосовом усилителе 10 огибающей вьщеляется первая гармоника этого напряжения, которая подается на второй вход фазометра 12.

Ее Фазовый набег определяется величиной

IL. UЧ 2arctg

Этот фазовый набег преобразуется в вькодное напряжение фазометром 12, на первый вход которого поступает опорньй синусоидальный- сигнал с частотой л) 2 1Г/Т с второго выхода генератора 11.

Таким образом, предложенное устройство позволяет провести процесс измерения отнощения напряжений синфазных сигналов путем измерения набега фазы огибающей сигнала несущей частоты, который поступает на вход усилителя несущей. За счет этого снижаются требования к усилителю несущей и расширяется диапазон измерений.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий первый коммутатор, вход которого является первым входом устройства, генератор, первый выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, и последовательно соединенные сумматор, усилитель несущей квадратичный детектор и полосовой усилитель огибающей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены два разветвителя, суммарно-разностный блок, три линии задержки, фазометр и второй коммутатор, вход которого является i f i вторьщ входом устройства, при этом управляющий вход второго коммутатора соединен с первым выходом генератора, выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами первого и второго р зветвителей соответственно, первые выходы последних подключены к соответствзпощим входам суммарно-разностного блока, второй выход первого разветвителя подключен к первому входу сумматора, суммарный выход суммарно-разностного блока подключен к второму входу сумматора через первую линию задержки, второй выход второго разветвителя подключен i к третьему входу сумматорга через вто-, рую линию задержки, разностный вы- /Л ход суммарно-разностного блока подклю--« чен к четвертому входу сумматора че- Смм рез третью линию задержки, второй выход генератора соединен с первым входом фазометра, второй вход которого соединен с выходом полосового уси штеля огибающей, причем выход |лт| фазометра подключен к выходу устройства. О) 01