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

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения малых не™ линейных искажений с высов:ой точностью i

Цель изобретения - повьшение быст родействия путем автоматизации и точности измерения путем иск.гсючения пог решноЬтей, вносимых блоком памяти,

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого измерителя,,

Измеритель содержит сумматор 1, управляемый аттенюатор 2, режекторны фильтр 3, детектор 4 действующих значений, управляемые .переключатели 5-7, инвертор 8, усилитель-ограничитель 9, триггер 10, генератор 11 управляющего сигнала и интегратор 12, выполненный в виде дифференцигшьного операционного усилителя 13, в цепь обратной связи которого включен конденсатор 14, а во входные цепи резисторы 15-17. Вход 18 измерителя соединен с первым входом сумматора 1 первым сигнальным переключателем 5 и 6 и входами инвертора 8 и усилителя-ограничителя 9. Второй вход сумматора 1 соединен с выходом аттенюатора 2, а выход - с вторым сигнальным входом переключателя 6, Второй сигнальный вход переключателя 5 соединен с выходом инвертора 8, управляющий вход - с выходом триггера 10, соединенного своим входом с выходом усилителя-ограничителя 9,

а выход - с сигнальным входом аттенюатора 2, соединенного своим управляющим

входом с выходом усилителя 13. Управляющие входы переключателей 6 и 7 соединены с выходом генератора 11 „ Вход фильтра 3 соединен с выходом переключаТеля 6, а выход - с входом детектора 4. Сигнальньй вход переключателя 7 соединен с выходом детектора 4, а первый и второй выходы - соответственно с первым и вторым входами интегратора 12.

Измеритель нелинейных искажений работает следующим образом.

Коэффициенты передачи по входам сумматора выбраны равными /2,

Входной сигнал U,, поступает с входа 18 измерителя на первые входы переключателей 5 и 6, на nepBbtfi вход сумматора 1 и на входы инвертора 8 и усилителя-ограничителя 9. Проходя через усилитель-ограничитель 9 и триггер 10, сигнал U образует на управляющем входе переключателя 5

сигнал управления, частота которого вдвое меньше частоты входного сигнала и , При этом через переключатель 5 и аттенюатор 2 на второй вход сумматора 1 проходит сигнал U непосредственно или через инвертор 8. Таким образом, сигнал на втором входе сумматора 1 представляет собой ослабленный в 1/Кд (Кд. - коэффициент передачи аттенюатора 2) сигнал U, модулироваиньй по фазе на 180 с частотой, вдвое меньщей частоты входного сигнала. Этот сигнал имеет спектр, смещенный относительно первой гармоники входного сигнала на половину его основной частоты, а действующее его значение равно

Ka--Ux.

Генератор 11 вырабатывает периодическую последовательность импульсов со скважностью 2 и периодом, в 5-10 раз превьшающ:им период входного сигнала U. Под действием зтого сигнала синфазно переключаются переклю- 5 чатели 6 и 7. В промежутки времени, когда они находятся в положении, изображенном на чертеже, высшие гармоники входного сигнала проходят через фильтр 3 и детектор 4 и в виде постоянного напряжения U поступают на первый неинвертирующий вход интегратора 12. С учетом погрешностей, вносимых фильтром 3 и детектором 4,напряжение

Uf+ Uf/Q4l+j)

и

1-2

(1)

rd+j).

К Q

где и - амплитуда первой гармоники;

-амплитуда высших гармоник;

-добротность фильтра 3;

-точность детектора 4;

-коэффициент нелинейных искажений сигнала U|f,

В промежутки времени, когда переключатели 6 и 7 находятся в положе5Q НИИ, противоположном изображенному на чертеже, через сумматор 1, коэффициенты передачи по -входам которого

Г равны --, фильтр 3 и детектор 4 сов55 местно с высшими гармониками входного сигнала проходит фазомодулированиый сигнал с выхода аттенюатора 2. Результат детектирования в виде пос тоянного напряжения U поступает н инвертирующий вход интегратора 12. Учитывая, что действующее значение сигнала с выхода аттенюатора 2 равн , напряжение и -jf (). ( По управляющему входу с его выхо изменяется коэффициент К передачи аттенюатора 2. В установившемся реж ме на первый и второй входы интегра тора 12 поступают импульсные сигнал со скважностью 2,. периодом, рав.ным периоду управляющего сигнала, и амп литудами и и и соответственно. Коэффициенты передачи по входам интегратора 12 выбраны одинаковыми. Поэтому сигнал на выходе интегратора 12, а следовательно, и затухание аттенюатора 2 устанавливается-при вьтолнении условия: и и . с учетом (1), (2) и (3) получают Таким образом, в установившемся режиме коэффициент передачи аттенюатора 2 численно равен коэффициенту нелинейных искажений, О величине коэффициента передачи аттенюатора 2 можно судить по величине сиг нала на его управляющем входе. Формула изобретения Измеритель нелинейных искажений, одержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель и триггер, сумматор, первьй вход которого соединен с входами измерителя и усилителяограничителя, инвертор, вход которого соединен с входом измерителя, первый переключатель, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с входом и выходом инвертора, а управляющий вход - с выходом триггера, управляемый аттенюатор, сигнальный вход которого соединен с выходом первого, переключателя, а выход - с вторым входом сумматора, последовательно соединенные режектор-: ный фильтр, детектор действующих значений и второй переключатель, о тличающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия и точности измерения, в него введены третий переключатель, интегратор и генератор управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего переключателей, при этом первый и второй сигнальные входы третьего переключателя соединены с входом измерителя и выходом сумматора соответственно, а выход - с входом режекторного фильтра, первый и второй входы интегратора подключены соответственно к первому и второму выходам второго переключателя, а выход интегратора подключен к управляющему входу управляемого аттенюатора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение Ьыстродействия устройства. Измеритель содержит сумматор 1, управляемый аттенюатор 2, режекторный фильтр 3, детектор 4 действующих значений, управляемые переключатели 5 и 6, инвертор 8 и усилитель-ограничитель 9, триггер 10. Введение управляемого переключателя 7, генератора 11 управляющего сигнала, интегратора 12, выполненного в виде дифференциального операционного усилителя 13, конденсатора 14 и резисторов 15, 16 и 17 и образование новых связей между элементами устройства позволяет автоматизировать .процесс измерений и исключить погрешности, вносимые блоком памяти. 1 ил с 9 (Л tc Од ю 00