Способ калибровки амплитудных шкал измерительных приборов Советский патент 1989 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при калибровке вольтметров, анализаторов цепей и осциллографов. Цель - расширение частотного диапазона калибруемых приборов. Суть способа состоит в следующем. Импульсным сигналом с выхода генератора 5 сигналов фиксированной частоты осуществляют амплитудную модуляцию сигнала генератора 1 сигналов заданной частоты с помощью модулятора 2, после чего фильтруют его с помощью полосового фильтра 3. С помощью блока 7 управления и формирователя 6 импульсов получают две импульсные последовательности с различными скважностями, которые подают на измерительный прибор 4. Фиксируют показания измерительного прибора 4, определяют их разности и сравнивают с расчетной. 2 ил.

/ /ь /тг

Код скважносаш

1зоСч Отение относится к радиоизме- рИтельной технике и может быть исполь- зсвано при калибровке амплитудных шкал измерительных приборов таких,как ваттметры, вольтметры, измерительные при- e,ники, анализаторы спектров, анализг

торы цепей, осциллографы и т.д.

Цель изобретения - расширение час- TcjTHoro диапазона калибруемых прибо-

PCJB.

Сущность способа состоит в следую- ще1М,

Формируют сигнал заданной частоты

43 которой проводится калибров- 15 Выход генератора 5 подключен к сигф1/

амплитудной шкалы прибора, и сигнал ксированной частоты f™, из которого

нальному бходу формирователя 6, к управляющим входам которого присоединефйрмируется последовательность прямо- ны выходы блока 7 управления. Выход угольных импульсов.формирователя 6 подключен к второму

Импульсным сигналом осуществляют 20 ОДУ модулятора 2.

a flплитyднyю модуляцию сигнала задан- Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 5 сигналы фик- индицируют его на шкале прибора, сированной частоты ф поступают на

Изменяя скважность импульсного 25 вход формирователя 6 импульсов. Фор- сйгнала, получают две импульсные пос- мирователь 6 вырабатывает последова- жгдовательности со скважностями. рав- нь1|ми B, o./TL| и , где &tii

ной частоты, после чего выделяют ((1)ильтруют) сигнал заданной частоты и

тельность импульсов, следующих с фиксированной частотой и имеющих заданную скважность (фиг,2а). Заданная скважность устанавливается соответствующим кодом скважности, поступающим с блока 7 управления.

с/у - длительности импульсов первой второй последовательности; Ту 1/ftp

30

тельность импульсов, следующих с фиксированной частотой и имеющих заданную скважность (фиг,2а). Заданная скважность устанавливается соответствующим кодом скважности, поступающим с блока 7 управления.

Импульсный сигнал формирователя 6 поступает на второй вход модулятора

и и

п(;риод следования импульсов. На индикаторе по амплитудной шкале фиксируют показания прибора и определяют их разН(|ЭСТЬ,

Зная коэффициент амплитудной моду- , .2, работающего в ключевом режиме. На л|чции, определяют расчетную разность первый вход формирователя 2 поступает пЬказаний измерительного прибора, В сигнал генератора 1 с заданной часто- т|эм случае,когда амплитудная модуляция той f д (фиг.2б). С выхода формирова- оруществляется с коэффициентом модуля- теля 6 снимается модулированный по , равным (т,е, происходит им- Q амплитуде сигнал с несущей частотой пульсная модуляция или манипулирование) , амплитуда гармоники на заданной Ч астоте (при условии, что ) равна

fc (фиг.2в).

Амплитуда гармоники выходного сигнала модулятора 2 на частоте f равна ,А л1в2 + (3)

А Е -,

(1)

Где Е - амплитуда сигнала заданной

частоты.

Расчетная разность показаний прибора равна

,, (- ,(2

Сравнивая экспериментальную и расчетную разности показаний определяют масштаб шкалы прибора, т.е. производят его калибровку.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для осуществления

предлагаемого способа;на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 сигналов заданной частоты, модулятор 2, полосовой фильтр 3, измерительный прибор А, генератор 5 сигналов фиксированной частоты, формирователь 6 импульсов и блок 7 управления.

Выход генератора 1 соединен с первым входом модулятора 2, выход которого через полосовой фильтр 3 подключен к входу измерительного прибора k.

вход формирователя 6 импульсов. Фор- мирователь 6 вырабатывает последова-

тельность импульсов, следующих с фиксированной частотой и имеющих заданную скважность (фиг,2а). Заданная скважность устанавливается соответствующим кодом скважности, поступающим с блока 7 управления.

Импульсный сигнал формирователя 6 поступает на второй вход модулятора

2, работающего в ключевом режиме. На первый вход формирователя 2 поступает сигнал генератора 1 с заданной часто- той f д (фиг.2б). С выхода формирова- теля 6 снимается модулированный по амплитуде сигнал с несущей частотой

fc (фиг.2в).

Амплитуда гармоники выходного сигнала модулятора 2 на частоте f равна ,А л1в2 + (3)

lT где S(t)cos2iTfj.tcltj (А)

Т- 00

т C liraijs(t)sin27f tclt, (5)

о

00

5

Тгде S(t) - функции, описывающая выход- ной сигнал модулятора 2 (фиг.2в).

Представляя, что на первый вход модулятора 2 поступает сигнал Ug);(t) генератора 1, получим:

Up/t) Е cos , (6)

и, что , получим выражение равное

1

кг,,

i(s(t)

J-ц К. J О

coB2 irf j,tdt

nTu4t,

1

U

cos2 irf,,tcjt. (7)

«А

hT,,

После преобразования получим: Е

В

(8)

Е ои

т т;;г,7д

в том случае, когда частота f,o(A много больше фиксированной частоты fm

то

f гад

Т

U

что

(9)

f аА 1

20 частоты, что обуславливает высокую точность расчета и больший по сравнению с известным способом диапазон час тот калибровки.

откуда следует,

и, следовательно, вторым членом в

выражении (8) можно пренебречь.

Проводя аналогичные вычисления вы- 25 Формула изобретения ражения (5) получим, что при

Способ калибровки амплитудных шкал измерительных приборов, включающий формирование сигналов заданной частоf эаА fop

, откуда следует.

что амплитуда гармоники сигнала равна

модулятора 2 на частоте f, 30

д5

1

(10)

Настраивая полосовой фильтр 3 на частоту f, получают на амплитудной шкале измерительного прибора точку, соответствующую заданной в этот.момен скважности.

После этого изменяют скважность импульсов формирователя 6 и получают на шкале измерительного прибора k вторую точку.

Используя зависимость (10) определяют расчетную разность значений данной гармоники, соответствующую зафиксированному на шкале размаху показаний. Далее по отношению расчетной и экспериментально полученных разнос

емого прибора.

Таким образом, использование предлагаемого способа расширяет диапазон частот при калибровке амплитудных шкал измерительных приборов. Это обусловлено тем, что в отличие от прототипа, где диапазон частот ограничен

частотой, на которой фронты импульсов сравнимы с их длительностью, в предлагаемом способе импульсные последовательности формируют на низкой частоте. Это позволяет пренебречь длительностью

имп-ульсов и считать импульсы прямоугольными. При амплитудной модуляции с коэффициентом модуляции, равным единице, форма радиоимпульсов прямоугольная и не зависит от значения заданной

частоты, что обуславливает высокую точность расчета и больший по сравнению с известным способом диапазон частот калибровки.

ты, создание двух импульсных последовательностей с разными скважностями, выделение в обоих случаях гармоники на заданной частоте и индикация ее, измерение разности показаний, определение по зависимости амплитуды гармоники от скважности импульсов расчетной разности значений и определение масштаба шкалы относительно расчетной по кспериментально полученным разностям, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот калибруемых приборов, перед выделением гармоники на заданной частоте дополнительно формируют сигналы фикси- рованной частоты, из которых формируют импульсные последовательности данной частоты, которыми производят ампитудную модуляцию сигнала заданной астоты.

Фиг. г