Измеритель нелинейных искажений Советский патент 1986 года по МПК G01R23/20 

1

Изобретение относится к области электроизмерений, в частности к измерителям нелинейных искажений.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем исключения калибровки и расширение функцио нальньк возможностей, заключающееся в возможности измерения нелинейных искажений объектов не генерирующих сигнал путем подачи на их вход малоискаженного сигналаj выработанного устройством.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит входные клеммы 1, подключенные к первому входу регулируемого аттенюатора 2, выход которого подключен через усилитель 3 к мосту 4 Вина, вторая диагональ которого через дифференциальный усилительный усилитель 5- подключена к измерителю 6 эффективных значений и второму входу регулируемого аттенюатора 2, причем через регулируемый.усилитель-фазовращатель 7 подключен к выходным клеммам 8 устройства.

Мост 4 Вина содержит параллельно .включенные резистивную-ветвь, образованную последовательно соединенными термистором 9 и резистором 10 и фазирующу ю ветвь, состоящую из последовательно соединенных резистора 11 и двух переменных конденсаторов 12 и 13, причем параллельно переменному конденсатору 13 включен резистор 14, а вторые выводы резис- торов 10, 14 и переменного конденсатора 13 подключены к общей шине.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, содержащий продукты нелинейности, подается на входные клемм 1 и с них поступает на первьш вход регулируемого аттенюатора 2, на второй вход которого одновременно подается сигнал нелинейности с выхода дифференциального усилителя 5. Посл вычитания сигнала нелинейности из искаженного сигнала в регулируемом аттенюаторе 2 с выхода последнего малоискаженный сигнал поступает на вход усилителя 3 и с его выхода - на вход моста 4 Вина. Образующийся на выходе моста 4 Вина сигнал нелинейности, пропорциональный содержанию в малоискаженном сигнале продуктов нелинейности, усиливается дифференциальным усилителем 5 и с

392

его выхода поступает на аттенюатор 2 для вычитания из искаженного сигнала, а также на измеритель 6 эффективных значений. При неизменных

сопротивлениях плеч аттенюатора 2 (при регулировании плеча его сопротивление не меняется, но меняется коэффициент передачи плечом искаженного сигнала, поступающего со входных клемм на вход усилителя 3) и

достаточно большом усилении в каскадах 2 и 5 величина сигнала нелинейности неизменно соответствует величине продуктов нелинейности в искаженном сигнале на входных клеммах устройства.

Для измерения нелинейньк искажений объектов, которые сами сигнал не генерируют (типа усилителей,

фильтров и т.п.), в устройстве предусмотрена подача сигнала с малыми нелинейными искажениями с выхода фазирующей ветви моста 4 Вина через усилитель-фазовращатель 7 и выходные клеммы 8 на вход объекта измерений, выход которого в этом случае подключается ко входным клеммам 1 устройства. При измерении нелинейных искажений в этом случае вносимый объектом измерения фазовый сдвиг приводит к проникновению первой гармоники в сигнал нелинейности и увеличению показаний измерителя 6. Компенсация фазового сдвига достигается усилителем-фазовращателем 7.

Балансировка моста 4 Вина также производится в этом случае блоком 7.

Процесс измерений устройством происходит следующим образом.

При измерениях нелинейных искажений сигнала настраиваются с помощью фазирующей ветви моста 4 Вина на частоту его первой гармоники по минимуму показаний измерителя 6 эффективных значений, а затем с помощью регулируемого плеча аттенюатора 2 добиваются дополнительного уменьшения показаний, при необходимости (, .. уточняя с помощью фазирующей ветви настройку и регулируя плечо аттенюатора 6. Калибровка искаженного сигнала, не требуется. Регулирование плеча аттенюатора 2 приводит к изменениям величины сигнала, поступаю- щего с выхода каскада 3 на вход

моста 4 Вина, которая за счет инерционных изменений сопротивления термистора 9 вызывает изменения ба

лансировки моста 4 Вина.Ото позволяет путем регулирования плеча аттенюатора 2 балансировать мост 4 Вина, причем точной балансировке соответствует неизменная величина малоискаженного сигнала на его входе, которой, в свою очередь, при неизменных сопротивлениях плеч аттенюатора 2 соответствует неизменная величина первой гармоники в искаженном сигнале.

Прекращение действия сигнала на входе измерителя нелинейных искажений сопровождается возникновением в нем собственньпс колебаний, поддерживаемых за счет усилительных свойств каскадов 5 и 3 при небольшой балансировке моста 4 Вина. При этом на выходе каскада 5 - гармонический сигнал, соответствующий первой гармонике искаженного сигнала во время его действия на входе измерителя нелинейных искажений при точной настройке и балансировке моста 4 Вина (а при равенстве сопротивлений плеч аттенюатора 2 - приблизительно равный величине первой гармоники). Величина сигнала зависит от усилительных свойств каскада 3 и в серии измерений практически неизменна, т.е. при проведении измерений достаточно 1-2 раза отключить вход измерителя нелинейных искажений от источника сигнала и снять показания измерителя 6 эффективных значений, которьй при этом показывает величину гармонического сигнала или - первую гармонику искаженного сигнала. Отношение минимальной величины показаний измерителя 6, полученной путем, последовательных подстроек и балансировок моста 4 Вина при наличии сигнала на входе измерителя нелинейных искажений, к показанию, полученному при отсутствии сигнала, - коэффициент нелинейных искажений,, При отключении источника сигнала к входу измерителя нелинейных искажений следует подключить эквивалент сопротивления источника.

Составитель Н.Михалев

Редактор Н.Горват

Техред O.Hette

Заказ 1129/54 Тираж 730 Подписное ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

218339 1

При изменении частоты искаженного сигнала в измерителе нелинейных искажений (как и при прекращении действия сигнала на его входе) по- 5 являются собственные колебания с прежней частотой, а при настройке фазирующей ветви моста 4 Вина на новую частоту искаженного сигнала частота генерируемых колебаний

10 захватывается частотой искаженного сигнала. Это облегчает настройку при использовании осциллографа для наблюдения формы кривой сигнала нелинейности, так как захват часто15 ты хорошо выражен. Балансирочка моста 4 Вина также облегчается за счет изменений сопротивления тер- мистора 9, которые препятствуют значительному нарастанию амплитуды

20 первой гармоники в сигнале нелинейности при разбалансировке и уменьшают колебания показаний измерителя 6.

Формула изобретения

Измеритель нелинейных искажений, содержащий входные клеммы, подключенные к первому входу регулируемого аттенюатора, выход которого через усилитель подключен к одной из диагоналей моста Вина, к второй диагонали которого подключен дифференциальный усилитель, выход которого подключен к второму входу регулируемого аттенюатора и измерителю эффективных значений, отличающийся тем, что, с целью повьшдения быстродействия и расширения функциональных возможнос тей, в него введен регулируемый усилитель- фазовращатель, вход которого подключен к фазирующей ветви моста Вина, а выход - к выходным клеммам устройства, прячем по крайней мере в одно плечо резистивной ветви моста Вина включен резистор с инерционно изменяющимся сопротивлением, зависящим от тока сигнала в плече.

Корректор С.Шекмар

Изобрет1ение относится к области электроизмерений, в частности к измерителям нелинейных искажений. Цель изобретения - повьш1ение быстродействия и расширение функциональных возможностей - достигается путем измерения нелинейных искажений объектов, не генерирующих сигнал, и подачи на их вход малоискаженного сигнала, вьфаботанного устройством. Устройство содержит входные клеммы 1, регулируемый аттенюатор 2, усилитель 3, мост Вина 4, дифференциальный усилитель 5, измеритель 6 эффективных значений, выходные клеммы 8. Для достижения поставленной цели в устройство введён регулируемый, усилитель-фазовращатель 7. Мост Вина выполнен на термисторе 9, резисторах 10, 11, 14 и конденсаторах 12 и 13. 1 ил. П 1 е. л LCD-J вхоВ J 1 (Л 8 Вмход 00 00 со СО