Измеритель отношения напряжений Советский патент 1988 года по МПК G01R19/10 

сл

с

4

о

4

со

Од 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения отношения напряжений двух синфазных гар моничес- ких сигналов.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры распределения выходного напряжения.

Измеритель отношения напряжений содержит разветвители 1-4 сумматор 5, инвертор 6, цепочки резисторов 710, каждая из которых состоит из N последовательно соединенных резисторов, два блока 11 и 12 из N сумматоров, два блока 13 и 14 из N фазовых детекторов, два блока 15 и 16 из N пороговых элементов каждый, блок 17 индикации, причем входы раз- ветвителей 1 и 2 соединены с входными зажимами 18 и 19 устройства, первые входь разветвителей 1 и 2 соеди- нены с соответствующими входами сумматора 5, выход которого через усилитель 20 соединен с вторыми входами всех фавовых детекторов блоков 13 и 14 из N фазовых детекторов, второй выход разветвителя 1 соединен с входом разветвителя 4, первый и второй выходы которого соединены с верхними плечами цепочек 7 и 8 из N резисторов соответственно, второй выход разветвителя 2 соединен со входом раз- ветвителя 3, первый выход которого соединен с верхним плечом цепочки 10 из N резисторов, второй выход разветвителя 3 через инвертор 6 соединен с верхним плечом цепочки 9 из N резисторов, нижние плечи цепочек 7-1 из N резисторов заземлены, первые выводы i-ro резистора в цепочках 7 и 9 из N резисторов соединены с соответствующими входами i-ro сумматора в блоке 11 из N сумматоров, первые выводы i-ro резистора цепочек 8 и 10 из N резисторов соединены,с со- ответствуюшдми входами i-ro сумматора в блоке 12 из N сумматоров, выход i-го сумматора в блоке 11 из N сумматоров соединен с первьпу входом i-ro фазового детектора в блоке 13 из N фазовых детекторов, выход i-ro сумматора в блоке 12 из N сз мматоров со- единен с первым входом i-ro фазового детектора в блоке 14 из N фазовых детекторов, выход i-ro фазового де

.-

г.,w 2535. 0 5055

30

45

тектора в блоках 13 и 14 из N фазовых детекторов через i-й пороговый элемент в блоках 15 и 16 из N пороговых элементов соответственно соединен с соответствующим входом блока 17 индикации, причем ,3,...,N.

Измеритель работает следующим образом.,

На входы разветвителей 1 и 2 поступают переменные синфазные напряжения и Ujcos t, отнощения амплитуд которых необходимо измерить.

С выхода сз мматора 5 через усилитель 20 на вторые входы фазовых детекторов блоков 13 и 14 из N фазовых детекторов поступает напряжение (и + и,) cosЯt.

На входы цепочек 7 и 8 из N резисторов поступает напряжение U cosilt, на вход цепочки 9 из N резисторов напряжение (-U созЯ t) и на вход цепочки 10 из N резисторов - напряжение U/j 0,О5Л t .

Распределение сопротивления в це почках 7-10 из N резисторов от входа до выхода имеет косинусоидальный характер. Следовательно, распределе- ние амплитуд напряжений вдоль цепочек резисторов 7-10 от точки ввода до заземления тоже косинусоидально и имеет вид U cos /Г/2х, как показано на фиг. 2а, из которой видно, что значение х связано с i-м номером одного из N резисторов в цепочке (i 0,1,2,...,N, а N количество выводов ).

X имеет значение 0+1/N,...,+N-1/1, ±1.

На фиг. 26 показано распределение напряжения на выходах резисторов 9 и 10 цепочек из N резисторов. На фиг. 2в показано выходное напряжение на выходе блоков 11 и 12 из N сумматоров.

На выходе блоков 13 и 14 из N фазовых детекторов напряжение повторяет напряжение на выходе блоков 11 и 12 из N сумматоров, при этом распределение выходного напряжения от номера к номеру фазового детектора имеет косинусоидальный характер, а фаза этого распределения зависит от отношения входных напряжений.

Информация об отношении входных сигналов определяется i-м номером фазового детектора, которому соответствует переход от отрицательного к положительному напряжению (фиг.2в).

В качестве примера можно привести для N 100 порядок определения отношения:

2N

arctg

U Ui

+ 1

Тогда при U,j/Ui О, i

при 0,3,

Uj/U, 0,10 i 7, при U,/U i 20 и так далее, где i - номер первого сработавшего порогового элемента в блоках 15 и 16 из N пороговых элементов, при этой блок 15 из К пороговых элементов используется при соотношении 1, а блок 16 - для соотношения 7/ 1.

Формула изобретения

Измеритель отношения напряжений, содержащий два разветвителя, входы кото1 1х соединены с входными зажимами устройства, сумматор, входы которого соединены с первыми выходами разветвителей, блок индикации и усилитель, вход которого соединен с выходом сумматора, отличающийся тем,

0

торого соединены с верхним плечом первой и второй цепочек из N резисторов соответственно, второй выход второго разветвителя соединен с входом четвертого разветвителя, первьй выход которого соединен с верхним плечом третьей цепочки из N резисторов, верхнее ппечо четвертой цепочки из N резисторов через инвертор соединено с вторым выходом четвертого разветвителя, нижние плечи всех цепочек из N резисторов заземлены, первый вывод i-ro резистора первой и четвертой цепочек из N резисторов соединены с первым и вторым входами соответственно i-ro сумматора первого блока из N сумматоров, а выход i-ro сумматора соединен с первым входом i-ro фазового детектора первого блока из N фазовых детекторов, первый вывод i-ro резистора второй и третьей цепочек из N резисторов соединены с первым и вторым входами соответ- 5 ственно i-ro сумматора второго блока из ,N сумматоров, а выход i-ro сумматора соединен с первым входом i-ro фазового детектора второго блока из N фазовых детекторов, вторые входы

5

0

Изобретение может быть использовано для определения отношения двух синфазных гармонических сигналов. Измеритель содержит разветвители 1 и 2, сумматор 5, блок 17 индикации и усилитель 20. Введение разветвите- лей 3 и 4, инвертора 6, цепочки резисторов 7-10, блоков 11 и 12 из N сумматоров, блоков 13 и 14 из N фазовых детекторов, блоков 15 и 16 из N пороговых элементов и образование новых функциональных связей повьппает быстродействие устройства. 2 ил.

что, с целью повышения быстродействия,п всех фазовых детекторов обоих блоков

фазовых детекторов соединены вместе и с выходом усилителя,, выход i-ro фазового детектора первого и второго блоков из N фазовых детекторов соединен через i-и пороговьп элемент первого и второго блоков из N пороговых элементов с соответствующим входом блока индикации, причем i 1, 2,

в него введены третий и четвертый раз- ветвители, инвертор, четыре цепочки из N резисторов, два блока из N сумматоров в каждом, два блока из N фазовых детекторов в каждом, два блока из N пороговых элементов в каждом, причем второй выход первого разветвителя соединен с входом третьего разветвителя, первый и второй выходы ковсех фазовых детекторов обоих блоков

фазовых детекторов соединены вместе и с выходом усилителя,, выход i-ro фазового детектора первого и второго блоков из N фазовых детекторов соединен через i-и пороговьп элемент первого и второго блоков из N пороговых элементов с соответствующим входом блока индикации, причем i 1, 2,

J 9 «

а

-; /г.

-J. d 01 -L Л. n n n

wg

... I jyr-T-

I I I I I I 1- г-if 1-1-3

- -

yc

±11

n

3

yc

Фйг.2