ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК G01R23/09 

Изобретение относится к области электроиз.мер1тельной техники и может быть использонзно для измерения частотных изменений ;мектр1 ческих колебаний во времени, напри ep, для из.мереиия частотной нестабильности генераторов, выходных сигналов частотных датчшсов и т. н.

Известны способы измерения изменений частоты электрических колебаний. Онн основаны на гетеродинном нреобразованин исследуемо10 нанряжения с участием двух квадратурны.х напряжений образцовой частоты, выделении напряжений разностных частот с иоследуюш.им их дифференцированием и иреобразовакне.м разности частот исследуе.мого и образцового напряжений в амилнтуду наиряжения и требуют одновременного нреобразования сравниваемых частот иараллельньвги звеньями с 1дентичными характеристиками.

К едостаткам известных способов следуе О1 нести то, что для нолучения необходимой точности измерений требуется тш,ательное сим -;етрироваиие амплитудвочастотных и фазоMSCTOTiibix характеристик обоих измерительных каналов, что .практически трудно осуществимо. Так, например, большая крутизна фазовых характеристик селективных усилителей, включенных на выходе смесителей схемы нрототина, приводит к значительным погрешностям ири измерении из.меиений частоты из-за

темиературнон

н временной нестаоильносги фазочастотных характеристик селективных усилителей.

Кроме того, выполнить квадратуры е идептичнымн характернстнками в широком дина.мическом диапазоне практически невозможно. Целью настоящего нзобретения является повышение точности измерения изменений частоты электрических колебаний иутем нового

способа преобразования сравниваемых сигналов, который исключает нз из.мерительной схемы парные элементы и звенья, характеристики которых нужно иодбирать и сохранять одинаковыми.

Это достигается тем, что напряжение исследуемой частоты иоочередно с заданной частотой коммутации смешивают с квадратурными напряжениями генератора образцовой частоты, из смешанного напряжения выделяют нлпряжение разностной частоты, которое дифференцируют и балансно модулируют ноочередно с той же частотой коммутации квадратурными напряжениями второго генератора фиксированной частоты, а модулированное напряжение фильтруют иолосовым фильтром с центральной частотой, равной частоте второго геиератора, и полосой пропускания меньшей, чем частота KOMMVT ; линейно детектируют и измеряют выходным прибором, ппичем часчем разность исследуемой и образцовой частот, но более низкой, чем абсолютное значение сравниваемых частот.

На чертеже ттриведена функдиональ-ная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит смеситель /, фильтр 2 нижних частот, дифференцирующее 3|Вено 3, балансный модулятор 4, иолосовой фильтр 5, лнней.ный детектор 6, автоматический переключатель 7, мультивибратор 8, второй переключатель 9. квадратурные фазовращатели (на л/2) 10 и //, генератор 12 о бразцовой частоты, генератор 13 иапо могаталыной фвюоиро.ван.иой частоты.

Натряжение, из.мене«ие частоты которого нужно измерить, иол1ают «а сигнальный вход смесителя / и на управляющий в.од его чюочередно с частотой коммутации Q,c подают напряжения частоты йк от генератора 12 в не;3вый иолупериод частоты .коммутации иеносредCTiBidHno, а во второй - через 1(вадраТ у1р1иый фазовращатель 10. Частота ком мутации выбирается больще разиостной частоты, образующейся на выходе смесителя 1, ио .меньше Нбсолютных значений оиорной измеряемой частот.

Далее из щыходного наиряжения смесителя / при иоМОщн фильтра .2 Нижни.к частот с граничнойчастотой, равной частоте генератора 12, выделяют .напряжение разностной частоты, которое лосле дифференцираваНия звелом 3 -поступает на ..модулирующий вход балансного модулятора 4.

На сигнальный .вход балансного .модулятора 4 поочередно с той же частотой ко-м.мутации О. к Поступают напряжения более высокой частоты от второго генератора 13 с фиксированной частотой «1 со сдвигом фаз на Я2, задаваемым фазовращателем. 11.

При синхронной работе автоматических переключателей 7 и 9 из вы.ходного на пряжения

балансного .модулятора 4 с иo.vющью полосового фильтра 5 с центральной частотой, равной частоте генератора 13, и полосой иропускэНия м еньщей, че.м частота ко.м,мутации QK ,

выделяют переменное напряжение с разностной частотой )(/)-юо.

Напряжение су.Ммариой частоты а1втомат1чески К01мпенсируется за счет 90°-1ного сдвига фаз между .поочередно воздействующИМи на

1.модулятор .напряжениями. После линейного детектирования напряжения разиостной частоты в детекторе 6 получают, например, пропорциональное разности измеряемой и образцо|ВОЙ частот.

Таки.м образоиМ, бл.агодаря предлагаемому способу задача из.мерения .изменений частоты выполнена без применения звеньев, ненденти ность хара.ктеристтак которых приводит к больЩНМ погрещностя(.м измерения, а также без

звена извлечения квадратного корня, что значительно упрощает схему устройства.

Предмет изобретения

Способ измерения -изменений частоты элеКтрического нанряжения, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, .напряжение исследуемой частоты .поочередно с заданной частотой коммутации с.мещивают с квал.ратурными .напрял ения1ми генератора образцовой частоты, из смещанного на1пряження выделяют напряжение разностн.ой частоты, которое дифференцируют и баланоно .модулируют поочередно с той же частотой коммутации .квадратур.ны.ми напряжениями генератора фиксированной частоты, модулированное напряжение фильтрируют полосовым фильтром е центральной частотой, равной частоте генерато.ра фиксированной частоты, и полосой пропусканпя меньщей, чем частота коммуташп, линейно дете;кт1Ируют и измеряют вы.ходным прибором.