1
Изобретение относится к области измерения электрических величин, а именно к устройствам для измерения нелинейности двухполюсников и может 5 быть использовано для неразрушающего контроля линейных двухполюсников.
Известно устройство для измерения нелинейности двухполюсников, содержащее генератор двухчастотного напря- Ю женин, источник регулируемого постоянного напряжения, ФВЧ, избирательный усилитель и индикатор. Известное устройство позволяет определить уровень напряжения разностной частоты j относительно подаваемого двухчастотного напряжения при определенном соотношении амплитуд постоянного и двухчастотного переменного напряжения, что является мерой нелинейности ис- 20 следуемого двухполюсника f .
Недостатком известного устройства является то, что оно имеет недостаточную чувствительность и позволяет работать только в узкой полосе час- 25 гот.
Наиболее близкое к предлагаемому техническое решение - устройство для измерения низкочастотных токовых шумов, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, частота которого ниже частоты любой составляющей измеряемого шумового напряжения, фильтр нижних частот, мостовую схему, плечи которой образованы исследуемым и эталонным двухполюсниками и первичной обмоткой дифференциального трансформатора, вторичная обмотка которого, подключена ко входу широкополоснсГго усилителя, нагруженного на детектор, выход которого через избирательный усилитель подключен к индикатору 2 :
Недостатком известного технического решения является то, что оно позволяет исследовать только двухполюсники, имеющие собственные шумы, и не обладает достаточной чувствительностью для исследования малошумящих линейных двухполюсников, кроме того, не позволяет производить измерения в достаточно широком диапазоне частот.
Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и расширение частотного диапазона измерений.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейности линейных двухполюсников, содержащее последовательно соединенные
генератор синусоидального напряжения и фильтр нижних частот, мост, два смежных плеча которого образованы эталонным и измеряемым двухполюсниками, а также первичной обмоткой дифференциального трансформатора, широкополосный усилитель, последовательно соединенные детектор, избирательный усилитель и индикатор, введены регулируемый источник постоянного напряжения, генератор шума, фильтр верхних частот, сумматор, умножитель амплитуды огибающей, формирователь опорного напряжения, согласующий трансформатор, два конденсатора, включенные в два других смежных плеча моста, первичная обмотка согласующего трансформатора включена в измерительную диагональ моста, вторичная обмотка подключена к выходам генератора шума, выход регулируемого источника постоянного напряжения подключен к вершине моста, образованной конденсаторами, вторичная обмотка дифференциального трансформатора подключена к фильтру верхних частот, выход которого через последовательно соединенные широкополосный усилитель, сумматор и умножитель амплитуды огибающей подключен ко входу детектора, выход генератора шума соединен со вторым входом сумматора, третий выход генератора синусоидального напряжения подключен через .Формирователь опорного напряжения к управляющему входу избирательного усилителя, выходы фильтра нижних частот соединены с диагональю питания моста
На чертеже .представлена блок-схема устройства.
Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, фильтр 2 нижних частот, исследуемый двухполюсник 3, эталонный двухполюсник 4, дифференциальный трансформатор 5, регулируемый источник б постоянного напряжения, согласующий трансформатор 7 генератор 8 шума, фильтр 9 верхних частот, широкополосный усилитель 10, сумматор 11,умножитель 12 амплитуды огибающей, детектор 13, избирательный усилитель 14, формирователь 15 опор.ного напряжения, индикатор 16.
Устройство работает следующим образом.
От генератора 1 через фильтр 2 нижних частот на исследуемый двухполюсник 3 с сопротивлением 2 поступает синусоидальное напряжение низкой частоты 5V, Одновременно на исследуемый двухполюсник 3 поступает напряжение от источника б и шумовое напряжение от генератора 8, низшая частота которого выше частоты 9. Регулируег ий источник 6 постоянного напряжения служит для выбора и установки рабочей точки на вольт-амперной характеристике двухполюсника 3 и позволяет исследовать двухполюсники с симметричной
и несимметричной вольт-амперной характеристикой .
Если исследуемый двухполюсник 3 обладает линейной вольт-амперной характеристикой, то в этом случае выполняются условия бсшанса моста и напряжение от генератора 8 шума не трансформируется во вторичную обмотку дифференциального трансформатора 5, а низкочастотное напряжение от генератора 1 далее отфильтровывается и на выходе фильтра 9 верхних частот отсутствует.
Однако, при подаче на реальные линейные двухполюсники низкочастотного напряжения возникают незначительные искс1жения вольт-амперной характеристики, что и вызывает разбаланс моста. Это приводит к появлению в дифференциальном трансформаторе 5 шy ювoгo напряжения, промодулированного частотой Л. Промодулированное шумовое напряжение трансформируется, выделяется фильтром 9 верхних частот и усиливается усилителем 10. Спектр полученных колебаний представляет собой две боковые полосы частот шумового напряжения.
Для дальнейшей обработки сигнала введен суммирующий каскад 11. На его входы поступает два шумовых напряжения с выхода широкополосного усилителя 10 и генератора 8 шума, частота этих шумовых напряжений сдвинута относительно друг друга на частоту Я-, Сигнал на выходе сумматора 11 представляет собой шумовое колебание, спектр которого соответствует полному спектру амплитудно-модулированного колебания с частотой модуляции . . Так как глубина модуляции незначительна, вследствие малых искажений вольт-амперных характеристик, то сигнал далее поступает на умножитель 12 амплитуды огибающей шумового напряжения) являющейся мерой нелинейности исследуемого двухполюсника. Далее сигнал поступает на детектор 13 и затем на избирательный усилитель 14, полоса пропускания которого через формирователь 15 опорного напряжения регулируется низкочастотным сигналом генератора 1, после чего производится измерение его-индикатором 16.
Использование новых узлов выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как расширяется рабочий частотный диапазон измерений и увеличивается чувствительность, что дает возможность проводить испытания линейных двухполюсников как с симметричной, так и с несимметричной вольтамперной характеристикой, не имеющих собственных низкочастотных .шумов.
Формула изобретония
Устройство для измерения нелинейности линейных двухполюсников, содержгицее последовательно соединенные генератор синусоидального напряжения и фильтр нижних частот, мост, два смежных плеча которого образованы эталонным и измеряемым двухполюсниками, а также первичной обмоткой дифференциального трансформатора, широкополосный усилитель, последовательно соединенные детектор, избирательный усилитель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства и расширения частотного диапазона измерений, введены регулируемый источник постоянного напряжения, генератор шума, фильтр верхних частот, сумматор, умножитель амплитуды огибающей, формирователь опорного напряжения, согласующий трансформатор, два конденсатора, включенные в два других смежных плеча моста, первичная обмотка согласующего трансформатора включена в измерительную диагональ морта, вторичная обмотка подключена к выходам генератора шума, выход регулируемого
источника постоянного напряжения подключен к вершине моста, образованной конденсаторами, вторичная обмотка дифференциального трансформатора подключена к фильтру верхних частот, выход которого через последовательно соединенные широкополосный усилитель, сумматор и умножитель с1мплитуды огибающей подключен ко входу детектора, выход генератора шума соединен со вторым входом сумматора, третий вы0ход генератора синусоидального напряжения подключен через формирователь опорного напряжения к управляющему входу избирательного усилителя, выходы фильтра нижних частот соединены 5 с диагональю питания моста.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР
0 № 362260, кл.- G 01 R 27/08, 09.02.71.
2.Авторское свидетельство СССР
251085, кл. G 01 R 19/02, 01.07.66 (прототип).
