Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений Советский патент 1977 года по МПК G01R19/10 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к аппаратуре для калибровки аттенюаторов, снятия нормированных частотных характеристик, а также может быть использовано для измерения (Ру) - модуля коэффициента усиления транзистора на высокой частоте, емкостей коллекторного и эмиттерного переходов транзисторов, постоянной времени цепи обратной связи транзисторов.

Известно устройство для измерения отнохиения двух переменных напряжений, использующее делительные схемы.

Устройство обладает большой погрешностью из-за неидентичности дифференциальных сопротивлений регулируемых транзисторов, нелинейности амплитудного детектора, остаточных значений нескомпенсированных входного тока и нанряжения на коллекторе транзистора первой делительной схемы, нелинейности преобразования частоты и разницы в коэффициентах передачи опорного и измерительного сигналов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, которое содержит измерительный канал с детектором, нуль-органом, опорный канал с генератором опорного сигнала и калиброванным аттенюатором.

Такая установка имеет погрешность за счет елинейности преобразования частоты и грауировки образцового аттенюатора прецизионного тнна относительно высокой промежуточной частоты, а также погрешность за счет нестабильности амплитуды опорного генератора и, кроме того, нри измерении требуется модуляция сигналов.

Цель изобретения заключается в повышеНИИ точности измерения.

Иоставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее измерительный канал, выполненный в виде последовательного соединения двух нереключателсй, детектора и нуль-органа, причем к клеммам neprsoio переключателя подключены исj04iiHKH исследуемых напряжений, а выход детектора через третий нереключатель подключен к запоминаюнгему конденсатору, соединенному со вторым входом нуль-органа, а также опорный канал, выполненный в виде последовательного соединения генератора опорного напряжения и аттенюатора, и блок управления, связанный с управляющими входами переключателей аттенюатора и выходом нуль-органа, введен дополнительный аттенюатор, сигнальный вход которого подключен к выходу основного аттенюатора, вьход - к одной из клемм второго переключателя, а управляющий вход подсоединен к блоку управления.

Введение дополнительного аттенюатора дало возможность отказаться от преобразоваНИИ частоты измеряемого сигнала в промежуточную, где возникает погрешность за счет нелинейности иреобразоваиия измеряеMOio си -нала, особенно большой амплитуды, и иозволило исключить погреи иость за счет нестабильности амплитуды опорного генератора и нелинейности амплитудного детектора. Благодаря высокому входному сопротивлению детектора устройство может измерять коэффициент передачи высокоомных устройств.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения отношения двух переменных напряжений.

Устройство содержит генератор 1 опорного сигнала, два прецизиоиных аттенюатора 2 и 3, амплитудный детектор 4, нуль-орган 5 с запомииаюш,им зарядным конденсатором 6 и три ключа 7-9 для коммутации сигналов, управляемые блоком автоматики 10.

Устройство работает следующим образом.

Коэффициенты аттеиюации аттенюаторов 2 и 3 устанавливают равными единице. Блоком автоматики 10 на детектор 4 подается измеряемое напряжение Ui и на запоминающем зарядном конденсаторе 6 нуль-органа 5 фиксируется величина продетектированиого напряжения f/i. Отключается ключ 9, переключается ключ 8 и изменяется коэффициент передачи аттенюатора 2 до тех пор, пока величина продетектироваиного опорного сигнала ие сравняется с величиной продетектированиого напряжения U, что фиксируется нульоргаиом 5.

Этим достигается выравнивание коэффициентов иередачи детектора на частотах измеряемого и опорного сигналов.

При дальнейшем, измерении коэффициент передачи аттенюатора 2 остается иеизменным. Затем переключатели 8 и 9 замыкаются в исходном положении, а переключатель 7 - в полол ении измерения Uz, конденсатор 6

заряжается продетектнрованным напряжением ;t/2. 1с)еключаются ключи 9 и 8 и коэффициент деления. аттенюатора 3 блоком автоматики 10 изменяется до тех пор, пока величина продетектированного опорного сигнала не сравняется с величиной напряжения

на конденсаторе G f/2. При этом величина

t/2 .

отношения двух иаиряжеиня оудет равна

t/i

коэффициенту деления аттенюатора 3. Погрешность измерения отношения двух переf/2

определяется тольменных напряжении

и.

ко чувствительностью нуль-органа 5 и погрешностью прецизионных аттенюаторов 2 и 3.

При использовании устройства в комплекте оборудования для измерения динамических параметров мощных транзисторов погрешность измерения уменьшается до 0,05% в то время как известное зстройство имеет погрешность 1,1%.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержашее измерительный канал, выполненный в виде последовательного соединения двух переключателей, детектора и нуль-органа, к клеммам первого переключателя подключены источники исследуемых напряжений, а выход детектора через третий переключатель подключен к запоминающему конденсатору, соединенному со вторым входом нуль-органа, а также опорный канал, выполненный в виде последовательного соединения генератора опорного напряжения и аттенюатора, и блок управления, связанный с унравляюшими входами переключателей аттенюатора и выходом нуль-органа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным аттенюатором, сигнальный вход которого подключен к выходу основного аттенюатора, выход - к одной из клемм второго переключателя, а управляющий вход подсоединен к блоку управления.