Устройство для сравнения амплитуд двух гармонических напряжений Советский патент 1980 года по МПК G01R19/00 

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности амплитуд двух д-армонических напряжений.

По основному авт. св. № 593160 известно устройство для сравнения амплитуд двух гармонических напряжений, состоящее из последовательно соединенных коммутатора сравниваемых напряжений, усилителя несущей, детектора, избирательното усилителя напряжения частоты коммутации, синхронного выпрямителя и выходного измерительного прибора, а также сумматора сравниваемых напряже1шй, соединенного с триггерным делителем частоты, ВЬ1ход которого подключен к управляющим цепям коммутатора и синхронного вьшрямителя 11

Недостаток этого устройства состоит в том, что высокая точность измерений разности амплитуд низкочастотных гармонических напря- . жений, обусловленная отсутствием аддитивной погрешности от кпмбинаиио11И1)1Х составляющих возникающих на выходе детектора, обеспечивается лишь на одной фиксированной частоте сравниваемых напряжений, при которой триггерным делителем частоты, образуется частота коммутации, на которую настроен избирательный усилитель огибающей частоты коммутации. В этом устройстве изменение частоты сравниваемых сигналов привод51т к изменению частоты коммутации, а это, соответственно, к рас. стройке избирательного усилителя огибающей. При этом резко падает чувствительность устройства. Снижение чувствительности обуславливает погрещность измерений. Кроме того, расстроенный избирательный усилитель сдвигает по фазе огибающую, что при дальнейшем синхронном выпрямлении ведет к увеличению погрещности измерений ,

Однако при измерениях в цепях переменного тока частот возникает необходимость сравнения амплитуд гармонических сигналов в низкочастотном диапазоне при плавном изменении частоты входных сигналов. Такая задача возникает, например в измерительной аппаратуре при симметрировании амплитуд}1ых и фазовых характеристик двухтактных усилителей, двухканальных фазометров, при снятии частотных арактеристик четырехполюсников, и т.п. З: 7 Цель изобретения - повышение точности в низкочастотном диапазоне при произвольной частоте входных напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения амплитуд rapмонических напряжений, содержащее последовательно соединенные коммутатор сравниваемы иапряжений, усилитель несущей, детектор, избирательный усилитель огибающей частоты ком мутации, синхронный выпрямитель и выходной измерительный прибор, а также сумматор сравниваемых напряжений, соединенный с триггерным делителем частоты, выход которого подключен к управляющим цепям коммутатора и синхронного выпрямителя, введены источник опорного напряжения и последовательно соединен ные преобразователь частоты в постоянное напря жение, элгмент памяти и дифференциальный усилитель, причем вход преобразователя частоты в постоянное напряжение соединен с выходом триггерного делителя частоты, выход дифферен циального усилителя соединен с управляющим входом избирательного усилителя огибающей частоты коммутации, а второй вход дифференциального усилителя соединен с источником опорного напряжения. На чертеже представлена функциональная схема устройства для сравнения амплитуд двух гармонических напряжений. Устройство содержит коммутатор 1 входны . сравниваемых напряжений, усилитель 2 несущей, детектор 3, избирательный усилитель 4 огибающей частоты коммутации, синхронный выпрямитель 5, выходной измерительный прибор 6, триггерный делитель 7 частоты, сумматор 8 сравниваемых сигналов, преобразователь частоть в постоянное напряжение, элемент 10 памяти, дифференциальный усилитель 11 и источник 12 опорного напряжения. Устройство работает следующим .образом. Сравниваемь1е сигналы поочередно и периодически с частотой коммутации подключаются коммутатором 1 к входу усилителя 2 несущей Выходное амплитудно- фазомодулированное на пряжение усилителя 2 детектируется детектором 3. Из спектра вых:одногО натТряжеНйя детектора 3 с помощью избирательного усилителя огибающей выделяется напряжение на частоте коммутации, амплитуда которого пропорциоиал на измеряемой разности амплитуд сравниваемы сигналов. Это напряжетше выпрямляется синхронным выпрямителем 5, синхронно работающим с коммутатором 1 входных сравниваемы напряжений и затем измеряется измерительным прибором 6. Напряжение управления коммутатором 1 и выпрямителем 5 вырабатьгеается , триггерным делителем 7 частоты, который запускается от полученной на выходе сумматора 8 суммы сравниваемых напряжений, что позноляет исключить состярляю цую погрешности от комбинацио1П1ьгх составляющих. Кро.метого выходное, управляющее напряжение триггерного делителя 7 частоты подается на преобразователь 9 частоты в постоянное напряжение, выходное напряжение которого через элемент 10 памяти воздействует на один вход дифференциального усилителя 11, второй вход которого подключен к источнику 12 опорного напряжения. Выходное напряже1гае дифференциального усилителя 11 воздействует на управляющий вход избирательного усилителя 4 огибающей частоты коммутации. При изменении частоты сравииваемых сигналов изменяется и частота коммутации, что приводит к изменению выходного напряжения преобразователя 9 частоты в постоянное напряжение. Это изменение напряжения передается через элемент 10 памяти на вход дифференциального усилителя 11 и с его выхода на управляющий вход избирательного усилителя 4 огибающей частоты коммутации, что приводит к перестройке избирательного усилителя 4 на новую частоту коммутации. Таким образом введение в устройство для сравнения амплитуд двух напряжений преобразователя частоты в постоянное напряжение, элемента памяти, источника опорного напряжения и дифференциального усилителя позволяет исключить погрешности, обусловленные снижением чувствительности и сдвигом огибающей по фазе, и обеспечить измерение в низкочастотном диапазоне разности амплитуд двух гармонических напряжений с высокой точностью при плавном изменении их частоты. Формула изобретения Устройство для сравнегая амплитуд двух гармонических иапряжений по авт. св. № 593160, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в низкочастотном диапазоне при произвольной частоте входных напряжений, в него введены источник опорного напряжения и последовательно соединенные прео15разователь частоты в постоянное напряжение, элемент памята и дифференциальный усилитель, причем вход преобразователя частоты в постоянное напряжение соединен с выходом триггерного делите;|я частоты, выход дафференциального усилителя соединен с управляющим входом избирательного усилителя огибающей частоты коммутации, а второй вход дифференциального усилителя соединен с источником опорного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 593160 кл. G 01 R 19/00, 03.03.76 (прототип).