Низкочастотный модулятор Советский патент 1980 года по МПК G01R29/06 

(54) НИЗКОЧАСТОТНЫЙ МОДУЛЯТОР

1

Изобретение относится к приборостроению, точнее к электроизмерительным приборам, и может быть использовано для измерения параметров амплитудной модуляции источников напряжения низких частот, например, синхронных генераторов.

Известно устройство, предназначенное для индикации огибающей и измерения коэффициента модуляции от 0,01 до 10% напряжения машинных генераторов, преобразователей и других источников напряжения в диапазоне частот от 300 до 2500 Гц и напряжений от 20 до 400 В эффективных, в котором используется компенсационный метод измерения на постоянном токе, благодаря чему обеспечивается высокая точность измерений. Оно состоит из преобразователя модулированного напряжения, блока отсечки (включающего в себя источник напряжения компенсации и источник напряжения отсечки), встречно включенные выходы которых соединены со входом усилителя постоянного тока, выход которого через согласующий делитель связан с входом вертикальной развертки электронного осциллографа. Для измерения амплитуды огибающей выделяется огибающая

путем отсечки несущей с измерением огибающей компенсационным методом на постоянном токе .

Однако такие измерения трудоемки и для получения окончательного результата измерения требуется известное время. Измерение коэффициента модуляции также затруднено, поскольку измерительной операции предшествуют под10готовительные операции, связанные с получением на экране осциллографа огибающей.

Цель изобретения - ускорение и упрощение процесса измерения частоты

15 модуляции.

Цель достигается тем, что в низкочастотный модулятор, содержащий преобразователь модулированного напряжения, вольтметр и блок отсечки,под20ключенный ко входу усилителя посто янного toKa, введены пороговый блок, блок фиксации несовпадения импульсов, цифровой счетчик импульсов, реле времени, оптический индикатор настройки

25 и переключатель, причем выход преобразователя модулированного напряжения подключен к выходу блока отсечки и ко входу усилителя постоянного то1ка, а входы преобразователя, вольтметра и блока отсечки подключены ко

30 входу модулятора, выход усилителя постоянного тока через пороговый бло блок фиксации несовпадения импульсов и открытый контакт реле времени подключен к счетчику импульсов, паргшяельно контакту через переключатель подключено реле времени, а к выходу усилителя постоянного тока подключен оптический индикатор настройки. На фиг. 1 представлена функциональная схема модулятора; на фиг. 2 и 3 - примеры выполнения cxetufd выходной цепи блока отсечки и блока фиксации несовпадения импульсов; на фиг. 4-7 - временные диаграммы. Модулятор содержит вольтметр 1, преобразователь 2 модулированного напряжения, блок 3 отсечки, усилитель 4 постоянного тока, пороговый блок 5, блок б фиксации несовпадения импульсов, цифровой счетчик 7 импуль сов , переключатель 8 с тремя фйксирб ванными положениями, реле 9 времени, открытые контакты 10 реле 9 времени, оптический индикатор 11 настройки, На фиг, 4 изображены временные диаграммы напряжения для случая,когда напряжение на выходе устройства отсечки меньше напряжения на выходе преобразователя 2 модулированного напряжений, где Тд - период модуляции, - напряжение срабатывания порогового блока 5, На входы преобразователя 2 модулированного напряжения и блока 3 отсечки от исследуемого источника поступает напряжение несущей частоты, модулированное по амплитуде. В преобразователе 2 модулированное напряжение преобразуется по величине и выпрямляется (фиг,4а) посредством известных устройств (транс форматор плюс выпрямитель), В блоке 3 отсечки выходное напряжение (фиг.4 трансформируется, выпрямляется и отсекается его верхушка (например,посредством стабилитрона), Ьри этом амплитуда трансформированного напряжения в блоке отсечки должна быть несколько больше амплитуды трансформированного напряжения в преобразователе модулированного напряжения. В блоке отсечки имеется возможность плавного изменения величины вы ходного напряжения (например,посред ством делителей напряжения, изображенных на фиг.2, где R(j - делитель напряжения отсечки, RK делйтёль напряжения Jcoмпeнcaции, Rg - реостат настройки). Разность выходных напряжений прео разователя 2 и блока 3 отсечки, имею щая вид (фиг,4в) ряда импульсов несущей частоты (или удвоенной несущей частоты), модулированных по гилплитуд поступает на вход усилителя 4 постоянного тока, а с выхода последнего усиленный сигнал (фиг. 4г) поступает на вход порогового блока 5. Пороговый блок вырабатывает импульс на своем выходе при подаче на его вход импульса с амплитудой, превышающей порог срабатывания, который близок к нулю (ТГсрд5 на фиг. 4г). С выхода порогового устройства импульсы, имеющие одинаковую амплитуду (фиг,4), поступают на вход блока 6 фиксации несовпадения импульсов, вырабатывающего импульс на своем выходе при появлении пропуска импульсор на входе. Пример функциональной схемы блока фиксации несовпадений импульсов приведен на фиг, , В его состав входит элемент 12 совпадения, источник 13 отпйракидих импульсов, пороговый элемент 14 и одновибратор 15, Работа блока иллюстрируется диаграммами, изображенными на фиг, 5в для случая, когда величина напряжения отсечки находится между максимальным и минимальным значениями напряжения на выходе преобразователя 2 модулированного напряжения. На фиг, 76 - импульсы на входе 2 блока 12, на фиг. 5в - импульсы на входе 1, На , 5г - напряжение на выходе одйовибратора 15, С выхода блока .6 импульсы поступают на вход счетчика 7 импульсов через открытые контакты 10 реле 9 времени, зашунтированные закрытыми контактами переключателя 8,. открытые контакты которого служат для включег ния реле 9 времени при измерении частоты модуляции. Как видно из диаграм изображенных на фиг, 5, б и 7, частота следования импульсов на выходе блока фиксации несовпадения импульсов равна частоте.модуляции, поэтому для прямого измерения частоты модуляции дсэстаточно, установив О на таб-. ло счетчика, подключить его посредством реле 9 времени на известное время (например 1 сек) к выходу блока б, Из диаграмм (фиг, 4-7), соответствующих различным уровням напряжения отсечки, видно, что о положении огибающей относительно уровня срабатывания порогового блока 5 можно судить по числу импульсов несущей частоты за период модуляции на выходе порогового устройства. Диаграммы, соотв,етствующие преельным положениям огибаиощей, показаны на фиг, 6а и 7а. Свойство зависимости числа импульсов от положения огибающей относительно уровня срабатывания порогового устройства используется при измерении коэффициента модуляции, При предельных положениях огибгиощей незначительному изменению напряжения отсечки соответствует появление или исчезновение импульсов (фиг, 7а, б максимум огибающей), или появление или исчезновение пропусков импульсов/ (или их отсутствие) за период модуляции . В обоих случаях счет импульсов прекращается. Измерение коэффициента модуляции производится в следующем порядке. Цифровой счетчик 7 импульсов пост янно подключен к блоку 6 фиксации не совпадения импульсов через закрытые контакты переключателя 8. Делитель RQ - в положении 100%, делитель Ry - в положении 0%. На входе модулеметра выставляют п вольтметру 1 номинальное входное напряжение. Затем, изменяя напряжение на выходе блока 3 отсечки, добиваются такого положения, при котором при незначительном изменении сопротивления реостата Rg счет импульсов прекращается, после чего посредством делителя добиваются положения, при котором прекращается счет импульсов на цифровом счетчике 7, и производят прямой отсчет величины коэффициента модуляции по шкале, связанной с осью делителя R,. Частоту модуляции можно прочита ть на табло цифрового счетчика, для че необходимо добиться непрерывного под счета импульсов .- при этом переключатель 10 в положении Измерение ам плитуды модуляции, отключить счетчик 7 от блока 6 путем установки переключателя 8 в среднее положение и выставить исходные цифры, например нули, на световом табло, установить переключатель 8 в положение Измере ние частоты модуляции, при этом включается реле 9 времени и,замы-г кая свои контакты 10, подключает сче чик 7 импульсов на заданное время к выходу блока 6, определить частоту модуляции по формуле -тЫ, где п - число импульсов на табло сче чика; . t - время подсчета импульсов, с Для удобства настройки и проверки работы при эксплуатации модулятора может быть использо)ван оптический ин икатор 11 настройки, включенный, например, на выходе усилителя 4. . Измерение частоты модуляции производят, когда счет импульсов на табо цифрового счетчика происходит синхронно с изменением ширины светящегося сектора на экране оптического индикатора. Использование новых элементов (порогового блока, блока фиксации несовпадения импульсов, реле времени, переключателя и цифрового счетчика) позволяет производить прямое измерение частоты модуляции, что выгодно отличает предлагаемый модулемеур от из BecTHoro устройства, так как упрсяцает ся технология и сокращается время изерения. Формула изобретения Низкочастотный модулятор, содержащий преобразователь модулированного напряжения, вольтметр и блок отсечки, подключенный ко входу усилителя постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса измерения, в него введены пороговый блок,блок фиксации несовпадения импульсов, цифровой счетчик импульсов, реле времени, оптический индикатор насзтройки и переключатель, причем выход преобразователя модулированного напряжения подключен к выходу блока отсечки и ко входу усилителя поствянного тока, а входы преобразователя, вольтметра и блока отсечки подключены ко входу модулятора, выход усилителя постоян-. ного тока через пороговый блок, блок фиксации несовпадения импульсов и открытый контакт реле времени подключен к счетчику импульсов г параллельно контакту через переключатель подключено реле времени, а к выходу усилителя постоянного тока подключен оптический индикатор настройки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Модулятор типа MHO-2. Техническое описание ОАБ 140 406. Издание ВНИИЭМ.

781713

И

5

Фн1.2

15 IJUntf

В,31

Фиг.З

.

1 II

t If I II V.-V

7ц

6 и

- f

IM

V

,4.

I I

- .-. V

д и

/