Устройство для формирования многозначной меры напряжения Советский патент 1992 года по МПК G01R19/00 

vl

о ел

ч|

ел о

Изобретение относится к радиоиэ- мерениям и может быть использовано в качестве многозначной меры напряжения для определения погрешности широкополосных вольтметров.

Цель изобретения - повышение точности формирования многозначной меры напряжения.

На чертеже представлена Г лок схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор высокой частоты 1, масштабный преобразователь 2, балансный модулятор 3, образцовый аттенюатор 4, генератор низкой частоты 5, сумматор 6, масш- табный преобразователь 7, высокочастотный детектор 8, фильтр высоких частот 9, низкочастотный детектор 1(1, блок сравнения 11, блок опорных напряжений 12, блок сравнения 13, фильтр низких частот 14.

Выход генератора высоких частот 1 подключен к выходу масштабного преобразователя 2 и к первому входу балансного модулятора 3, второй вход которого через образцовый аттенюатор 4 подключен к выходу генератора низкой частоты 5. Выход балансного модулятора 3 подключен к первому входу сумматора 6, второй вход которого подключен к выходу масштабного преобразователя 2. Выход сумматора b через масштабный преобразователь 7, высокочастотный детектор 8, фильтр высоких частот 9, низкочастотный детектор 1(1 подключен к первому входу блока сравнения 11, второй вход которого подключен к первому входу блока опорных напряжений 12. Выход блока сравнения 11 подключен к входу управления коэффициента передачи масштабного преобразователя 7. Выход высокочастотного детектора 8 через фильтр низких частот 14 подключен к первому входу блока сравнения 13, второй вход которого подключен к второму выходу блока опорных напряжений 12. Выход блока сравнения 13 подключен к входу управления коэффициента передачи масштабного преобразователя 2.

Устройство работает следующим образом.

Гармонический сигнал с выхода генератора высокой частоты с частотой GO и амплитудой И поступает на высокочастотный вход балансного модулятора 3. На низкочастотный вход модулятора через образцовый аттенюа

тор 4 с коэффициентом пере/чачи К д. с выхода генератора низкой частоты 5 подается сигнал с частотой Q и амплитудой 11. На выходе модулятора 3 формируется двухчастотный сигнал вида

UM(t)mKOAUQ c.os{Q-S2U + cos(U+S2)tJf КОАип со з(Ы-аН+соя((Он-ЙН , (1)

Uo

где m -- - коэффициент модуляции. U()

0

5

0

Сигнал (1) подается на первый вход сумматора 6. На второй вход сумматора 6 через масштабный преобразова- тель 2 с коэффициентом передачи К подается сигнал с выхода генератора высокой частоты 1. В результате на выходе сумматора 6 формируется ампли- тудно-модулированный сигнал, который через масштабный преобразователь 7 подается на вход высокочастотного детектора . UA(VV(t)KtK1lbcos(Dt+K2KoAUs,cos(CO-a)t +

+ cos()t,(2) где К„ - коэффициент передачи последовательно соединенных Madiu- табного преобразователя и высокочастотного детектора.

После детектирования сигнала (2) на выходе высокочастотного детектора появляется сигнал, состояний из суммы постоянной составляющей, пропорциональной амплитуде несущего колебания и переменной составляющей, пропорциональной огибающей сигнала (2)

UA(t)KiK,l +K4KoftHQcosCit . (3) Сигнал (3) подается на вход фильтра верхних частот 9. С выхода фильтра верхних частот 9 переменная составляющая сигнала (3) подается на низкочастотный детектор 10. После детектирования этого сигнала постоянная составляющая величиной К-КфдЬ ф поступает на первый вход блока сравнения 11. На второй вход блока сравнения 11 с первого выхода блока опорного напряжения 12 подается сигнал величиной U,

5

0

5

0

i П(, который устанавливается равным ий. После сравнения сигналов в блоке 11 сигнал ошибки с выхода блока 11 поступает на управляющий вход масштабного преобразоват 1ля 7 и изменяет его коэффициент передачи до установления равенства:

кой

J

Ч

(4)

после чего сигнал ошибки становится равным нулю. С выхода фильтра низких

частот 14 постоянная составляющая сигнала (3) поступает на первый вход блока сравнения 13, на второй вход которого со второго выхода блока опорных напряжений 12 подается напряжение величиной Uni. После сравнения указанных сигналов с выхода блока сигнал ошибки поступает на управляю- щий вход масштабного преобразователя 2 и изменяет его коэффициент передачи до установления равенства:

К1

JL - у

Кг К°А(5)

И этом случае напряжение сигнала на выходе масштабного преобразователя 2 будет равно

иАыГипгкоА ЧдК1 ) Таким образом, изменяя К од (который может быть известен, с высокой точностью для частоты Q.) при известном , можно задавать калиброванны уровни Ь 6Ь(Х высокочастотного напряжения на выходе масштабного преобразователя .

Технике-экономический эффект заключается в том,что в устройстве может осуществляться плавная перестройка меры напряжения в частотном и динамическом диапазоне без увеличения погрешности. Это обеспечивается тем, что поскольку боковые составляющие и несущая частота ЛМ-сигнала (2) близки по частоте (G) Q) , то коэффициенты передачи К и Kq устанавливаются практически на одной и той же частоте, что исключает частотную погрешность цепи, состоящей из масштабного преобразователя и высокочастотного детектора. Кроме того, при изменении К0д равенства (4) и (5) не нарушаются, т.е. сигнал на входе высокочастотного детектора практически неизменен по величине и форме, что позволяет обеспечить плавную регулировку К ол без увеличения частотной погрешности от изменения уровня детектируемого сигнала. Кроме того, последнее обстоятельство позволяет исключить погрешность из-за нелиней ности амплитудной характеристики детектора, которая сказывается при

$ Ю

20

25

35

40

,д .

50

большом динамическом диапазоне детектируемого сигнала. Формула изобретения

Устройство для формирования многозначной меры напряжения, содержащее Первый масштабный преобразователь, первый блок сравнения, блок опорных напряжений, генератор низкой частоты, высокочастотный детектор, образцовый аттенюатор, генератор высокой частоты, выход которого соединен с входом первого масштабного преобразователя, первый выход блока опорных напряжений соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого соединен с входом первого масг)табного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены балансный модулятор, сумматор, фильтр высоких частот, низкочастотный детектор, лильтр низких частот, второй блок сравнения, второй масштабный преобразователь, выход второго блока сравнения соединен с входом управления второго масштабного преобразователя, второй выход блока опорных напряжений соединен с первым входом второго блока сравнения, выход высокочастотного детектора соединен с входами фильтра высоких частот и фильтра низких частот, выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход фильтра высоких частот соединен с входом низкочастотного детектора, выход которо- го соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход второго масштабного преобразователя соединен с входом высокочастотного детектора, выход сумматора соединен с вторым входом второго масштабного преобразователя, выход первого масштабного преобразователя соединен с первым входом сумматора и является выходом устройства, второй вход сумматора соединен с выходом балансного модулятора, первый вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, а второй вход соединен с выходом образцового аттенюатора, выход генератора низкой частоты соединен с входом образцового аттенюатора.

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может быть использовано в качестве многозначной меры напряжения для определения погрешности широкополосных вольтметров. Цель изобретения - повышение точности - достигается применением балансного модулятора 3, сумматора 6, фильтра высоких частот 9, низкочастотного детектора 1, второго блока сравнения 11, фильтра низких частот 14. Устройство содержит также генератор высокой частоты 1, масштабный преобразователь 2, образцовый аттенюатор 4, генератор низкой частоты 5, масго- табный преобразователь 7, высокочастотный детектор 8, блок опорного напряжения 12, блок сравнения 13. 1 ил. S ел