Устройство для измерения квазипиковых напряжений Советский патент 1979 года по МПК G01R19/04 

Изобретение касается измерительной техники и может быть использовано в радиотехнических устройствах, в частности в измерителях напряженности поля и радиопомех.

Известны устройства, примененные в индикаторной части измерительных приемников 115-19 и П5-20, содержащие последовательно соединенные линейный усилитель промежуточной частоты, квазипиковый детектор, усилитель постоянного тока и стрелочный индикаторный прибор 1.

Этим устройствам характерны повышенная погрешность измерения, вызванная нелинейностью нижнего участка вольтамперной характеристики детекторного диода, а также наличием в последнем каскаде усилителя промежуточной частоты лампы, обладающей большим запасом по мощности для возможности измерений квазипиковых напряжений с малой частотой следования. К недостаткам этих устройств следует отнести также наличие высоковольтных источников питания.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее два канала, основной, состоящий из последовательно соединенных логарифмического усилителя промежуточной частоты (УПЧ), пикового детектора, и дополнительный канал для оценки помех, состоящий из генератора (гетеродина), последовательно соединенных развязывающего аттенюатора, смесителя, линейного усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и квазипикового детектора. Выход гетеродина соединен с одним из входов смесителя. Выходы обоих каналов посредством переключателя соединены через усилитель постоянного тока (УПТ) со стрелочным индикаторным прибором. Входы каналов соединены с соответствующими выходами предварительного усилителя промежуточной частоты .(ПУПЧ) 2.

Однако это устройство имеет малый динамический диапазон напряжений на выходе квазипикового детектора, равный 7 дБ. Такой малый динамический диапазон объясняется тем, что при одном и том же напряжении на выходе квазипикового детектора, а, следовательно, при одном и том же отклонении стрелки индикаторного прибора, вызванного как непрерывным сигналом, так и одиночным импульсом на входе устройства, линейный УПЧ, предшествующий квазипикозому детектору должен иметь запас линейности 43 дБ. Следовательно общий запас линейности для указанного устройства равен сумме 7 дБ и 43 дБ и составляет 50 дБ. Расширение этого динамического диапазона вниз связано с увеличением погрешности измерения из-за нелинейности вольт-амперной характеристики диода в квазипиковом детекторе, расширение вверх связано с перегрузкой последнего каскада линейного УПЧ, возрастанием потребляемой мош,ности и применением высоковольтных источников питания для последнего каскада УПЧ. Еще одним недостатком этого устройства является невозможность коррекции (регулирования) импульсной характеристики квазипикового детектора. Это объясняется тем, что разные амплитуды и разные частоты повторения на входе устройства могут вызывать одинаковые показания стрелочного индикаторного прибора, так как напряжение на выходе квазипикового детектора пропорционально как частоте повторения, так и амплитуде напряжения на его входе. Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерения. Это достигается тем, что в устройство для измерения квазипикового напряжения, содержашее стрелочный индикатор, линейный усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к входу квазипикового детектора, а также последовательно соединепные предварительный усилитель промежуточной частоты, логарифмический усилитель промежуточной частоты и пиковый детектор, введены логарифмический усилитель постоянного тока, сумматор и последовательно соединенные источник опорного напряжения, блок сравнения, блок управления и управляемый аттенюатор, второй вход которого подключен к выходу предварительного усилителя промежуточной частоты, а выход соединен с входом линейного усилителя промежуточной частоты. Выход пикового детектора подключен к второму входу блока сравнения, первый вход сумматора соединен с выходом логарифмического усилителя постоянного тока, вход которого подключен к выходу квазипиковог.о детектора, второй вход - к выходу блока сравнения, а выход соединен с входом стрелочного индикатора. Функциональная схема устройства представлена на чертеже. Устройство содержит предварительный усилитель 1 промежуточной частоты (ПУПЧ5 управляемый аттенюатор 2, логарифмический усилитель 3 промежуточной частоты (логарифмический УПЧ), блок управления 4, линейниый усилитель 5 промежуточной частоты (линейный УПЧ), пиковый детектор 6, квазипиковый детектор 7, блок сравнения 8, логарифмический усилитель 9 постоянного тока (логарифмический УПТ), источник 10 опорного напряжения, сумматор 11 и стрелочный индикатор 12. Устройство работает следующим образом. При подаче на вход устройства какойлибо последовательности радиоимпульсов на входе пикового детектора 6 появляется постоянное напряжение, определяемое амплитудной характеристикой логарифмическо го УПЧ. При этом на выходе блока сравнения 8 устанавливается напряжение равное алгебраической разности между постоянным напряжением источника 10 опорного напряжения и выходным напряжением пикового детектора 6. Это напряжение, пропорциональное амплитуде радиоимпульсов на входе устройства, подается на один из входов сумматора 1 1 и одновременно через блок управления 4 на управляемый аттенюатор 2, устанавливая его затухание (согласно характеристике управления) таки.м, что при разных амплитудах радиоимпульсов на входе устройства, на выходе управляемого аттенюатора 2 формируются рдиоимпульсы неизменной амплитуды. При этом условии напряжение на выходе квазипикового детектора 7 зависит только от частоты следования радиоимпульсов на его входе и определяется импульсной характеристикой квазипикового детектора. Это напряжение усиливается логарифмическим УПТ и подается на второй вход сумматора 11. Таким образом, на один вход сумматора 11 подается напряжение пропорциональное амплитуде, а на второи - частоте следования радиоимпульсов на входе устройства. Выходное напряжение сумматора, равное алгебраической разности его входных напряжений и пропорциональное как частоте следования, так и амплитуде входных радиоимпульсов, регистрируется стрелочным индикатором 12. И.мпульсная характеристика всего устройства определяется импульсными характеристиками квазипикового детектора 7 и стрелочного индикатора 12, так как при редких частотах следования происходит снижение показаний стрелочного индикатора из-за его инерционности. Градуировка шкалы стрелочного индикатора 12 производится подачей на вход устройства непрерывного синусоидального напряжения, при этом на выходе квазипикового детектора 7 устанавливается напряжение неизменной амплитуды. Масштаб шкалы стрелочного индикатора соответствует амплитудной характеристике логарифмического УПЧ. Шкала градуируется непосредственно в децибелах. Напряжение источника опорного напряжения 10 выбирается равным верхнему пределу логарифмического УПЧЗ. Динамический диапазон выходных квазипиковых напряжений порядка 17 дБ. Формула изобретения Устройство для измерения квазипиковых напряжений, содержащее стрелочный индикатор, линейный усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к входу квазипикового детектора, а также последовательно соединенные предварительный усилитель промежуточной частоты, логарифмический, усилитель промежуточной частоты и пиковый детектор, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, в него введены логарифмический усилитель постоянного тока, сумматор и последовательно соединенные источник опорного напряжения, блок сравнения, блок управления и управляемый аттенюатор, второй вход которого подключен к выходу предварительного усилителя промежуточной частоты, а выход соединен с входом линейного

усилителя промежуточной частоты, выход пикового детектора подключен к второму входу блока сравнения, первый вход сумматора соединен с выходом логарифмического усилителя постоянного тока, вход которого подключен к выходу квазипикового детектора, второй вход - к выходу блока сравнения, а выход соединен с входом стрелочного индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Измерители радиопомех. Под ред. И. А. Фастовского, М., «Связь, 1975, с. 117.

2.Проспект фирмы «Rohde und Schwarz VHP Feldstarkemesser HFV, 203.661 D-1.

/

(r