Стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R13/22 

Изобретение относится к электроизмеритель ной технике и может быть использовано в стр боскопических осщтлографах и измертгелях мгновенного зиаче1шя напряжения. Известен стробоскопический преобразовател содержащий смеситель, выход которого подклю чен к накопительному фильтру, блок сдвига стробимпульсоч, между выходом которого и входом генератора стробимпульсов включен де литель напряжения , и решаюшд1й блок 1. Недостатком этого устройства является большое время преобразования сигнала, так как увеличе1ше соотношения сигнал/шум достигается путем многократного стробирования сигнала в одной точке. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стробоскопический преобразователь, содержащий смеситель, выход которого соединен с контуром ударного возбуждения, а второй вход через цепь обратной связи - с выходом расширителя, генератор стробимпульсов, усилитель и генератор паче импульсов 2. Недостатком этого устройства является низкая чувствительность. С целью повышения чувствительности стро боскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход - с выходом генератора стробимпульсов, третий вход через цепь обратной связи - с выходом интегратора, а выход - с контуром ударного возбуждения, индуктивно связанным с входом первого усилителя, первый ключ и блок управления, вход которого подключен к входу устройства, а первый выход - к входу генератора стробимпульсов, снабжен блоком определения полярности первой полуволны колебаний контура ударного возбуждения, двумя блоками И, вторым ключом, двумя пиковыми детекторами и рециркулятором, содержащим Второй усилитель и линию задержки, вход которой соединен с выходом второго усилителя, а выход с инвертируюищм входом второго усилителя и входами пиковых детекторов, связанных выходами с сигнальными входами первого и второго ключей, выходы

которых подключены к входу интегратора, а управляющие входы - к выходам блоков И, первые входы которых соединены с вторым выходом блока управления, а вторые входы с первым и вторым выходами блока определения полярности первой полуволны колебаний контура з дарного возбуждения, первый вход которого подключен к третьему выходу блока управления, а второй вход - к выходу первого усилителя и неинвертирующему входу второго усилителя.

Структурная электрическая схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Устройство состоит из смесителя 1, блока управления 2, цепи обратной связи 3, генератора стробимпульсов 4, контура ударного возбуждения 5, трансформатора 6, первого и второго усилителей 7, 8, блока 9 определения полярности первой полуволны колебаний контура ударного возбуждения, линии задержки 10, пиковых детекторов 11, 12, ключей 13, 14, интегратора 15 и блоков И 16, 17.

Контур ударного возбуждения 5 образован индуктивностью первичной обмотки трансформатора 6 и емкостью, шунтирующей выход смесителя 1.

Электрическая длина линии задержки 10 равна

t3 .

где Фд - резонансная частота контура ударного возбуждения. .

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на первый вход смесителя 1 и вход блока управления 2, который запускает генератор стробимпульсов 4 и устанавливает блок 9 определения полярности первой полуволны контура ударного возбуждения в такое состояние, при котором его выходной сигнал блокирует блок И 16 и разблокирует блок И 17. Генератор стробимпульсов 4 вырабатывает два коротких импульса с одинаковой амплитудой и противоположной полярностью, открьгеающие смеситель 1. Контур ударного возбуждения 5 формирует радиоимпульс, полярность первой полуволны которого зависит от полярности входного сигнала. Этот радиоимпульс после усиления в блоке 7 поступает на вход блока 9 определения полярности, первой полуволны колебаний контура ударного возбуждения, состояние которого при положительной полярности первой полуволны изменяется. При зтом на вход блока И 16 подается разрешающий потенциал, а на вход блока И 17 - запрещающий. Усиленный первым усилителем 7 радиоимпульс поступает также на инвертирующий вход второго усилителя 8. При малом затухании в цели рециркулятора, включающего усилитель 8 и линию задержки

10, выходное напряжение второго усилителя 8 равно разности напряжений, действующих между его входами.

Вследствие этого при воздействии на вход рециркулятора биполярного сигнала с частотой, равной

. где t3 - время задержки, и скважностью 2, положительные и отрицательо ные полуволны радиоимпульса суммируются, в результате чего при прямоугольной огибающей радиоимпульса напряжение на выходе рециркулятора к концу радиоимпульса становится равным5 вых. (2п - 1) UBX « 2ty . фо

где фр - частота заполнения радиоимпульса, t - дли льность радиоимпульса, число накапливаемых импульсов. Положительная огибающая выходного сигна0 ла второго усилителя 8 выделяется пиковым детектором 11, отрицательная - пиковым детектором 12.

Выходные сигналы пиковых детекторов 11, 12 через ключи 13, 14 подаются на вход интег5 ратора 15. При положительной полярности первой полуволны колебаний контура ударного возбуждения отпирающий сигнал поступает с выхода блока il 16 на управляющий вход ключа 13, в результате чего конденсатор интеграто0 ра 15 заряжается на величину напряжения,

пропорциональную амплитуде импульса рассогласования смесителя 1.

При отрицательной полярности первой полуволны колебаний контура ударного возбуждения 5 отпирающий сигнал поступает с выхода блока И 17 на управляющий вход ключа 14, в результате чего конденсатор интегратора 15 разряжается. Выходное Напряжение интегратора 15 через цепь обратной связи 3 подается на второй вход смесителя 1, компенсируя напряжение рассогласования между значением напряжения в момент стробирования и напряжением, подаваемым по .цепи обратной связи 3.

Чувствительность устройства увеличена благодаря тому, что частота заполнения радиоимпульса не ограничена быстродействием ключей.

Использование контура ударного возбуждения с высокой резонансной частотой позволяет увеличить соотнощение сигнал/шум на выходе рециркулятора.

Формула изобретения

Стробоскопический преобразователь периодических электрических сигналов, содержащий смеситель, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход - с выходом

генератори стробилтуяьсов, третий вход через цепь обратной связи - с выходом интегратора, а выход - с контуром ударного возбуждения, индуктивно связанным с входом первого усилителя, нервый ключ и блок управления, вход которого подключен к входу устройства, а первый выход - к входу генератора стробимпупьсов, отличающий ся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен блоком определения полярности первой полувол-,д ны колебаний контура ударного возбуждения, двумя блоками И, вторым ключом, двумя пиковыми детекторами и рециркулятором, содержащим второй усилитель и линию задержки, вход которой соединен с выходом второго уси- 5 лителя, а выход - с инвертирующим входом второго усилителя и входами пиковых детекторов, связанных выходами с сигнальными входами первого и второго ключей, выходы которых подключены к входу интегратора, а управляющие входы - к выходам блоков И, первые входы которых соединены с вторым выходом блока управления, а вторые входы - с первым и вторым выходами блока определения полярности первой полуволны колебаний контура ударного возбуждения, первый вход которого подключен к третьему выходу блока управления. а второй вход - к выходу первого усилителя и неинвертирующему входу второго усилителя, Источники информащт, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 392413, кл. G 01 R 13/30, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 277930, кл. R 13/22, 1969 (прототип).

5х I