Для измерений комплексных напряжений (токов) в диапазоне повышенных частот используются прямоугольно-координатные компенсаторы с регулируемой рабочей частотой. Однако известные схемы компенсаторов с раздельной компенсацией составляющих измеряемого напряжения при помощи двух компенсирующих переменных напряжений, сдвинутых между собой на 90° по фазе с помощью квадратурного электронного преобразователя, не обеспечивают достаточно точного равенства амплитуд двух выходных напряжений и 90°-ного сдвига фаз между ними во всем диапазоне звуковых частот.
С целью обеспечения точного поддержания 90°-ного сдвига по фазе между рабочими токами компенсатора, предлагается в выходную цепочку одной из ламп указанного квадратурного преобразователя включить конденсатор переменной емкости, ось которого связана с валом реверсивного двигателя, включенного на выходе электронной усилительной схемы, на сетку одной из двух входных ламп которой подано одно из находящихся в квадратуре напряжений, а на сетку второй - другО напряжение через переключатель, периодически изменяющий на 180 направление этого напряжения.
Принципиальная электрическая схема предлагаемого прямоугольно-координатного компенсатора переме1 ного тока приведена ниже.
Напряжение от генератора Г с регулируемой частотой и амплитудой через симметрирующий трансформатор Тр-1 подается на квадратурный преобразователь, собранный на двух лампах и Лт, по известной схеме логарифмического преобразования фазы входного напряжени:. Разность фаз выходных напряжений этого преобразователя, подаваемых через соответствующие цепочки С и RC на вход двухканального усилителя У-1 и У-2, при отсутствии дополнительной коррекции равна
№ 131830- 2 ,5-Г в диапазоне 500-50QO гц, что конечно, недостаточно для измерительного компенсатора.
С целью автоматической подстройки 90-ного сдвига между выходными напряжениями при изменении рабочей частоты, в выходную цепочку лампы Л| включен конденсатор перемепной емкости С, ротор которого через редуктор связан с валом двухфазного реверсивного двигателя РД-1. Для автоматического уравнивания амплитуд выходных напряжений преобразователя часть сопротивления R выходной цепочки лампы Л выполнена в виде реохорда, движок которого через редуктор связан с валом второго двухфазного реверсивного двигателя РД-2. Управление двигателей осуществляется через фааочувствительный ФУ п соответственно через дифференциальный фазонечувствительный ФДУ усилители, подключеппые к симметричным выходам двухканального усилителя У-У и У-2.
Фазочувствительпый усилитель ФУ, который должен обеспечивать точность отработки утла рассогласования порядка одной угловой мипуты в широком диапазоне частот, работает на модуляционном принципе преобразования угла рассогласования в управляющее напряжепиеНа входную лампу Л (двойной триод) фазочувствительного усилителя ФУ подается одно напряжение с выхода усилительного канала У-/ (точнее половина выходного, напряжения относительно «земли) и второе напряжение с выхода усилительного канала У-2 через автоматический переключатель ЛЯ-/. При непрерывной работе переключателя с инфразвуковой частотой выходное напряжение канала У-2 периодически изменяется по фазе на 180°, и выходное напряжение каскада, снимаемое с катодной нагрузки лампы Л, при наличии угла рассогласования оказывается промодулированным по амплитуде по прямоугольной огибающей с частотой переключений. Модулированное напряжение поступает на амплитудный детектор Д-1, выделяющий иифранизкочастотиую огибающую. Это напряжение, пропорциональное углу рассогласования, усиливается селективным усилителем СУ-} и через трансформатор Тр-2 поступает на второй автоматический переключатель АП-2, работающий синхронно с переключателем АП-1.
Вследствие синхронной работы второго переключателя: переменное напряжение рассогласования выпрямляется и подается на вход дифференциального магнитного усилителя ДМУ-1, на выход которого, вклюг чена управляющая обмотка реверсивного двигателя РД-1. Последни,.й1 изменяет емкость конденсатора, С, а следовательно, фазовый угол одного из напряжений преобразователя. Переходный процесс длится до тел пор, пока не установится точно 90°-ный фазовый сдвиг между выходными напряжениями, двухканального (координатного) усилителя. При этом в выходном напряжении фазочувствительиого каскада исчезает кнфранизкочастотная отгибающая и астатическая- система регулирования приходит в устойчивое состояние. При изменении, знака угла рассогласования фаза модул ирующего нанряжения изменяется на 180°, в результате чего обеснечивается реверсирование двигателя. Поэтому схема автоматической подстройки, 90°-ного сдвига фаз надежно, работает в щироком диапазоне ч.астот при любом, знаке угла рассогласо.вания.
На входную лампу /7з ф.азонечувствительного дифференциального усилителя. ФДУ через третий автоматический переключатель АП-3 подаются поочередно оба квадратурных напряжения (точнее половины этих напряжений). При перавепстве этих напряжений по амплитуде с катодной нагрузки лампы, Лг снимается напряжение,, модулированное по амплитуде с частотой переключений.
Модулированное напряжение подается на детектор Д-2, выделяющий инфранизкочастотное напряжение, пропорциональное разности амплитуд сравниваемых напряжений независимо от их фазовых углов. Выделенное напряжение селективно усиливается усилителем СУ-2 и через трансформатор Тр-3 подается на четвертый автоматический переключатель АП-4, работаюпдий синхронно с остальными. Выпрямленное напряжение, пропорциональное разности амплитуд квадратурных напряжений, подается на дифференциальный магнитный усилитель ДМУ-2, преобразующий постоянное управляющее напряжение в переменное (50 г).
К выходу усилителя ДМУ-2 подключена управляющая обмотка реверсивного двигателя РД-2, вал которого связан с движком реохорда канала У-1 и происходит уравнивание амплитуд квадратурных напряжений- При равенстве этих напряжений на вход лампы Л поочередно подаются равные напряжения, а поэтому в напряжении, подаваемом на детектор, отсутствует низкочастотная огибающая, а следовательно, отсутствует сигнал на управляющей обмотке двигателя. При изменении знака разности сравниваемых напряжений, также вследствие синхронной работы выпрямляющего переключателя АП-4, изменяется полярность выпрямленного напряжения на обратную- В результате этого происходит реверсирование двигателя РД-2 и астатическая система регулирования приходит Б устойчивое состояние при точном равенстве амплитуд сравниваемых напряжений.
Равные по амплитуде и сдвинутые на 90° напряжения через согласующие трансформаторы Тр-4 и Тр-5 питают координатные цепи с компенсирующими сопротивления и Rz.
Величина рабочего тока устанавливается по одному термомиллиамперметру Т путем изменения выходного напряжения генератора Г, поскольку токи при равенстве сопротивлений (), автоматически поддерживаются равными во всем частотном диапазоне. Определение модуля и фазы измеряемого напряжения U осуществляется с помощью нуль-индикатора НИ путем уравновешивания по обеим координатам.
При наличии автоматической подстройки сдвига фаз и автоматического уравнивания амплитуд рабочих токов (напряжений) возможно осуществление точного компенсатора, работающего в диапазоне от 50 до 10000 гц. В принципе возможно расщирение частотного диапазона до 100000 гц п выще.
Предмет изобретения
Прямоугольно-координатный компенсатор переменного тока с раздельной компенсацией составляющих измеряемого напряжения при помощи двух компенсирующих переменных напряжений, сдвинутых .между собой на 90° по фазе с помощью квадратурного электронного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью точного поддержания 80°-ного сдвига по фазе между рабочими токами компенсатора, в нем црименен включенный в выходную цепочку одной из ламп квадратурного преобразователя конденсатор переменной емкости, ось которого связана с валом реверсивного двигателя,, включенного на выходе электронной усилительной схемы, на сетку одной из двух входных ламп которой подано одно из находящихся в квадратуре напряжений, а на сетку второй - другое напряжение, через переключатель, периодически изменяющий на 180° направления этого, напряжения:
- 3 -№ 131830
к исследуй- Рй- попу объекту
Ф/1У
