Устройство для градуировки вольтметров Советский патент 1980 года по МПК G01R35/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ВОЛЬТМЕТРОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для градуировки и поверки широкополосных высокочастотных вольтметров. Известно устройство для градиуровки вольтметров, содержащее соединенные параллельно эталонный генератор, образцовый вольтметр и поверяемый вольтметр 1, Это устройство имеет низкую точность в широком диапазоне частот. Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для градуировки вольтметров фазовой ав- . топодстройки частоты, каждая .из которых включает последовательносоединенные в кольцо перестраиваемый генератор, фазовый детектор и фильтр низкой частоты, другие входы фазовых детекторов через фазовращатели подключены к опорному генератору, другие входы смесителей соединены с эталонным генератором, подключенным к одному из входов третьего смесителя, другой вход которого соединен С образ .цовым вольтметром и с выходом первого сумматора, являющимся выходом устройства, один вход первого сумматора сбёдинен с выходом nepecVp& SSefSKiro генератора второй систейдфазово : автоподстройки частоты, а выход третьего смесителя через усилитель переменного тока подключён к индикатору MHHHNiywa 2. В режиме синхронизации выходные напряжения перестраиваемых генераторов обеих систем ПГ| и ПГ можно представить следующим образом. ,«.), В общем случае могут быть различны как законы фазных флуктуации ф (t) и ф. (t), так и знаки мгновенных изменений начальных фаз генераторов. Это приводит к тому, что в данном устройстве нельзя получить компенсации суммируемых напряжений при подачге их на сумматор 2 при U,V , (t)-4(t)J и f 1&0°

.tt) , ТО . Даже

пг, (t)

Если

пга при одинаковых амплитудах изменения

) у двух перестраиваемых генера TOi OB в данном устройстве нельзя дЬстичь компенсации в большо:м динамическом диапазоне, так как начальная фаза флуктуации (t) зависит от начальных фаз помех на выходе смесителя и фазового детектора в каждой из систем фазовой автоподстройки частоты, т.е. не является постоянной,

Цель - йэобрётейия - расширение дамамичёского диапазона при повышении точности устройства,. . Г

Постййпенная цель 1цбетй:гШТШ Тем, что в устройство для градуировки вольтметров, содержащее две системы . ф зЬвой автоподстройки 1а:стоты, каждай йэ которык включает последова-. тёйьйсэ среданенные в кольцо: пёрестраи ваемыйгенератор, смеситель, фазовый детектор и фильтр низкой частоты, Йругйе -входы фазового детектора че- .. реэ фазовращатели подключены к опорlidMy генератору,-другие вкодь смеси, телей соединёйЫс эталонным генератором, подключенным к одному из вхо ЭзЗЗв tfpSTfeero смесителя, другоййхбд которого соединен с образцовым водьтметром И .-.с выходом первого сумматора, явлйгощимся выходом устройства, одиниз входов первого сумматора срёдйяёй с выходом перестраиваемого 17ёйератора второй фазовойавтоподстройки частота, а выход Tljefbe d смесителя через усилитель перейенйого тока подключен к индикатору минимуйа, введены последовательно соединенные в кольцо третий фазовый детектор, второй сумматор и третий перестраиваемый генератор, а Флитуд ный , ключ, четвертый фазовый детектор и третий фазоврйй тель, при этом упомянутый вход первого сумматора подсоединен к одному из входов чеТЁерто1о фазового детекто ра;; йругой вход первого сумматора пойсоединен к выходу третьего перестраиваемого генератора и через третий фазовращатель -к другому входу четвертого фазового детектора, а первого сумматора через амплитудный, Яетейтор подсоедин ен j к одному из входов ключа:, другой вход которотё соёдйней с выходом четвертого фазбвогс| дёТёкТора, а выход ключа под. кличей тк Дру-гому бХойузторЪгд сумматора,-другой. вход третьего фазового детектора подключен к выходу пер1ОГОпёрёсТраиваейого генератора, На Чертеже -представлена 0лок-схема предлагаёмого устройства ,

Устройство содержит два кольца фазовой авТбподстройки частоты (ФАПЧ) одйо изкоторых содержит последовательно соединенные фазовый детектор 1, фильтр 2 низкой частоты, перестра|иваемый генератбр 3, смеситель 4,

ругой вход фазового детектора 1 соединен с выходом фазовращателя 5, а ругое кольцо содержит фазовый детектор 6, фильтр 7 низкой частоты, перестраиваемый генератор 8, смеситель 9, другой вход фазового детекора 6 соединен с выходом фазовращателя 10, и общий для обоих колец опорный генератор 11 соединен с вхоом фазовращателей 5 и 10, и эталонный генератор 12, подключенный к другому входу смесителя 4 и 9 каждого з колец ФАПЧ и к одному из входов ретьего смесителя 13, выход которого через усилитель 14 переменного тока подключен к индикатору 15 минимума. Выход перестраиваемого генератора 8 соединён, с одним из входов фазового детектора 16 и с одним из входов сумматора 17, Выход перестраиваемого генератора 3 через дополнительное кольцо, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор 18, сумматор 19 и перестраиваемый генератор 20 соединен с другим входом сумматора 17, причем этот же вход сумматора 17 через фазовращатель 21 подклнэчен к Другому входу фазового детектора 16, выход которого соединен с одним из входов ключа 22,. выход которого, подключен к другому входу сумматора 17,а другой вход амплитудного детектора 23 подключен к друго1Лу входу смесителя 13, к образцовому вольтметру 24 и в выходу суммато- ра -17, являющемуся выходом устройства.

Устройство работает следующим образом, - . ; ; . ,

Выходные сигналы эталонного генератора 12 и перестраиваемого генератора 3 подаются на входы смесй.теля 4, на выходе которого образуется промежут;рчная частота, близкая частоте опорного генератора 11, Обе частоты поступают на входы фазового детектора 1, Выходной .сигнал фазового детектора через фильтр 2 низкой частоты воздействует на цепь .управления перестраиваемого генератора 3. В режиме синхронизации промежуточная частота смесителя 4 равна часТоте опорного генератора 11, и фазовый сдвиг,задаваемый с помощью фазовращателя 5 на опорной час.тЬте переносится на частоту перестраиваемого генератора.

Аналогичные процессы происходят во второй цепи, состоящей из фазойрашателя;10, фазового детектора б, фильтра 7, генератора 8 и смесителя 9,

В режиме синхронизма частота перестраиваемого -генератора устанавливается равной частоте перестраиваемого генератора 3 и выходные напряже.ния этих генераторов сра.вниваются по фазе в фазовом детекторе 16. Выходные .напряжения перестраиваемых генераторов 3 и 8 сравниваются по фазе в фазовом детекторе 16. Сигнал рассогласования через ключ 22 подается на сумматор 19; и под.страивает начальную фазу перестраива емого генератора 20, которая в режиме синхронизма авна начальной фазе перестраиваемого генератора, 3 таким образом, -что разность Ч . (t)-Ч.. (t становится минимальной. в1иду тото, что при изменении разности фаз крутизна детектирования сигналов на фазовом детекторе 16 меняет знак на обратный, то в устройстве предусйотрено отключение дополнительного кемть ца автоподстройки фазы на участке изменения 0-90. Эти осумествляется детектйрЪванием выходного сигнйла cyNwaTopa 17 с помощью амплитудного детектора 53 таким образом, что при Ч г к S max °Р) ключ 22 закрыт, а на участке . -ISO ключ 22 открыт и осуществляетс компенсация фазовых флуктуацииi Отклонение кольца автоподстройки фазы на интервале 0-90 практически не влияет на абсолютную величину в этих пределах изменения разноста фаз много большеУРОВНЯ 1гзменвния амплитуды под воздействием фаэо вьзх флуктуации 4(t) . Таким образом, требуется уменьшить фазовые флуктуа- ции (t) лишь при vp-o-iao, что и достигается в предлагаемом устройстве. За счет действия дополнительного кольца автоподстройки фазы расвшрен динамический диапазон регулиров ания амплитуды высокочастотного сигнала на выходе сумматора 17. В .прототипе диапазонрегулирования амплитуды йа частоте f 100 МГц составлял величи ну 55 дБ, .а в макете с использованием предлагаемого устройства динамический диапазон регулирования padtmрен до 76 дБ, т.е. увеличен на порядок. Пропорционально увеличивается и точность регулирования амплитуда на выходе сумматора 17. . ,, Формула- изобретения Устройство для градуиройки вольтметров, содержащее две системы фазовой автоподстройки частоты, каждая из которых включает последовательнс соединенные в кольцо перестранвае ый Тён ё рат6| , смёсйт ёлЬ7 фазовый дётек- тор и фильтр низкой частоты, даугйё входа фазового детектора через фазовращатели подключены к опорному генератору, другие входал смесителей с эталонны гвнератс ом, подкий«1еян1бв5 ft ЬднОйу из входов третьего смесителя, даугбйвзсод которого соединен с образдовь® вольтметром , и с выходетл первогоГсумматора, яв,-, ЛЯНЯЯИМрЯВЬЕСОДОй устройства, ОДИН из входов первого cyiSiатора соёдинеШ e HSeftCfe пёрес райваемого генератора второй фазовой автоподстройки частоты, а выход третьего смесителя через усилитель переменнбго тока подключен к индикатору минимума, о т л и 4 а ю ta е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона при повышении точности-устройства, введены последовательно соеди.ненныё в кольцо третий фазовый детектор, второй сумматор и третий пе естраиваемый генератор, амплитудный детектор, ключ, четвертый фазовый дё ёктдр и третий фазовращатель, при этом упомянутый вход, первого сумматора ; подсоединен к одному из входов четвертого фазового детектора, другой вход первого сумматора подсоединен к выходу третьего перестраиваемого генератора и через третий фазовращатель -к дРУгому входу четвертого фазового детект ора а . выход первого сумматорчерез амплитудный детектор подсоединен к одному из входов ключа, другой вход которого соединен с выходбм четвертого фазового детектора, а выход кЛючаподключен к другому входу второго сумматора, другой вход третьего . фазового детектора Подключен к выходу первого перестр иваемого генератора. . - - , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.)емез Г.С. Курс основных радиотехнических измерений, М., 1966, с.145, 2. Авторское с вид етель с тво СССР 529423, кл. G 01 R 19/00,24.03.75.

737900