Устройство для воспроизведенияпЕРЕМЕННОгО НАпРяжЕНия ВыСОКОйчАСТОТы Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

, 1 . Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности, к образцовой аппаратуре для поверки и гргщуировки средств измере чии переменного, напряжения высокой частоты Известно устройство для воспроизведения переменного напряжения высокой частоты, которое содержит гене ратор/фильтр, переключатель, нагрузку, мостовую схему, налого-цифрсвои преобразователь, отсчетное устройство и разъем, на выходе которого воспроизводится переменное напряжение высокой частоты |l . Недостатками известного устройств являются низкая точность определения значения воспроизводимого напряжения при малых его значениях, а также зависимостьпоказаний от температуры вследствие чего диапазон воспроизводимых напряжения не может быть шир чем 0,1-1В, и отсутствие прямого отсчета. . Известно также /устройство, содержащее последовательно соединенные генератор, переключатель и нагрузку, последовательно соединенные первый разъем, первый мостовой элемент и. отсчетное устройство, второй выход переключателя соединен с первым разъемом 2 . .Недостатком известного устройства является низкая точность при воспроизведении переменных напряжений высокой частоты менее О,1В, вследствие чего приходится ограничивать нижний предел воспроизводимых напряжений значением 0,1В. Кроме того, учитывая, что максимальный уровень воспроизводимых напряжений для существукядих в настоящее время терморезисторов составляет 1В, диапазон воспроизводимых напряжений у известного устройства узок и составляет 0,1-1В. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона воспроизводимых напряжений. Указанная цель достигается тем,, что устройство, содержащее последовательно соединенные генератор,переключатель и нагрузку, последовательно соединенные первый разъём, первый мостовой элемент и отсчетное устройство, второй выход переключения соединен с первым разъемом,, снабжено вторым разъемом, вторым мостовым элементом, симметричным регулируемым делителем напряжения и индикатором, при этом

третий выход переключателя соединен со вторым разъемом, индикатором и входом симметричного регулируемого делителя напряжения, выход которого соединен .с первым -разъемом, второй мостовой элемент соединен со вторым входом отсчетного устройства.

На чертеже показана структурная схема устройства.

.Устройство содержит генератор.1, переключатель 2, нагрузку 3, второй разъем 4, индикатор 5, симметричный регулируемый делитель 6 напряжения, первый разъем 7, первый мостовой элемент 8, второй мостовой элемент 9 и отсчетное устройство 10. При этом последовательно соединены генератор 1, переключатель 2 и нагрузка 3, последовательно соединены первый разъем 7, первый мостовой элемент 8 и один из входов отсчетного устройства 10, второй выход высокочастотного переключателя 2 соединен с первым разъемом 7, свободный выход высокочастотного переключателя 2 соединен со вторым разъемом 4 индикатором 5 и входом симметричного регулируемого делителя 6 напряжения,, выход которог соединен с первым разъемом 7, второй мостовойэлемент 9 соединен с другим входом отсчетного устройства 10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На первом этапе переключатель 2 устанавливают в положение, при котором высокочастотное напряжение с входа генератора 1 поступает на нагрузку 3. При этом на выходе первого мостового элемента 8 (термореэисторном плече моста) установится постоянное напряжение U(,. U .

Во втором мостовом элементе 9 используется терморсзистор, по параметрам идентичный терморезистору, применяемому в первом мостовом элементе В. Конструктивно оба терморезистора размещают в непосредственной близости другот друга {однако, переменное напряжение высокой частоты будет в дальнейшем прикладываться только к терморезистору, включенному в первый мостовой элемент 8) и поэтому одинаково воспринимают изменения температуры окружающей среды; Режим работы второго мостового элемента 9 подбирается таким образом, чтобы напряжение на ее терморезисторе было равно на- пряжению на терморезисторе в первом мостовом элементе 8 (. по нулевым показ1ателям цифрового табло в отсчетнбм устройстве 10. При изменении температуры окружающей среды напряжения U,c.t Aca будут изменяться одинаковым образом и их разность будет оставаться равной О, т.е. погрешность воспроизведения переменного напряжения высокой частоты и за счет изменения температуры окружающей среды будет существенно снижена.

На втором этапе переключатель 2 устанавливают в положение, при котором высокочастотное напряжение прикладывается к первому разъему 7, входу первого мостового элемента 8 (к терморезистору первого мостового элемента 8). При этом в зависимости от значения высокочастотного напряжения на входе первого мостового элемента 8 и на выходе первого разъема 7 установится определенное значение постоянного напряжения на его выходе (например, U -g а напряжение на выходе второго мостового элемента 9 останется равным и/лс2 табло отсчетного устройства 10 будет индицироваться значение воспроизводимого на выходе первого разъема 7 высокочастотного напряжения

((

Для воспроизведения предлагаемым устройством Urt/ менее 0,03В выполняют вначале операцию самокалибровка в процессе которой определяется коэффициент деления симметричного регулируемого делителя 6 напряжения.

Выполняется это следующим образом. Переключатель 2 устанавливают в положение, при котором высокочастотное напряжение с выхода генератора 1 прикладывается к выходу симметричного регулируемого делителя б напряжения,- входу первого мостового элемента 8 и выходу первого разъема 7. Уровень этого напряжения U устанавливают равным 0,03В по показаниям табло отсчетного устройства 10 путем регулировки напряжения на выходе генератора 1. Устанавливают значение коэффициента деления симметричного регулируемого делителя 6 напряжения равным 1 и при этом фиксируют показания индикатора 5,включейного на входе симметричного регулируемого делителя 6 напряжения.Затем уровень напряжения и на выходе симметричного регулируемого делителя 6 напряжения устанавливают равным 1В (по показаниям табло цифрового от,счетного устройства 10 путем регули рования напряжения на выходе генератора 1). Увеличивают коэффициент |деления симметричного регулируемого делителя 6 напряжения до восстановления показаний индикатора 5, зафиксированных ранее. Коэффициент деления симметричного регулируемого делителя 6 напряжения равен частному от деле.ния 1В на 0,03В, т.е. 30 дБ. На этом операция самокалибровка заканчивается, в дальнейшем, устанавливая на выходе симметричного регулируемого делителя 6 напряжения (по показаниям табло цифрового отсчетного устройства 10) напряжения высокой частоты в диапазоне 0,03-1В (так, как это было описано выше), можно на входе симметричного регулируемого делителя 6 напряжения (коэффициент деления которого при операции самокалибровка был установлен 30 дБ), а значит и на выходе второго разъема 4 получать высокочастотные напряжения- в диапазоне 0,001-0,03 В. Для определения значения воспроизводимого высокочастотного напряжения нуж но показания табло отсчетного устройства 10 уменьшить на 30 дБ « 33 раза. Для воспроизведения предлагаемым устройством значений ц более 1В переключатель 2 устанавливается в положение, при котором высокочастотное напряжение с выхода генератора 1 прикладывается ко входу симметричног регулируемого делителя 6 напряжения, входу индикатора 5 и выходу вто рого разъема 4. Так как нагрузки , включенные на входе и выходе симметричного регулируемого делителя б напряжения имеют разный импеданс коэффициент деления со входа на выхо может отличаться от коэффициента деления с выхода на вход. Теперь необходимо повторить операцию самокалибровка , при которой определим коэффициент деления симметричного ре гулируемого делителя 6 напряжения со входа на выход. Для этого устанав ливаем коэффициент деления симметрич ного регулируемого делителя б напряжения равным 1. Уровень высокочастотного напряжения на выходе генератора 1 устанавливается таким, при ко тором высокочастотное напряжение на выходе симметричного регулируемого делителя б напряжения равно 1в (по показаниям табло отсчетного устройства 10), фиксируем показания индикатора 5, и поддерживая их постоянны (путем регулирова ния напряжения на выходе генератора 1), изменяем коэффициент деления симметричного регули руемого делителя б напряжения до установления на его выводе высокочас тотного напряжения, равного 0,03В (по табло цифрового отсчетного устройства 10). Таким образом, коэффициент делении симметричного регулируемого делителя 6 напряжения равенчастному от деления 0,03В на 18, т.е. 30 дБ. в дальнейшем, устанавливая на выходе симметричного регулируемого делителя 6 напряжения (пО показаниям табло отсчетного устройства 10) напряжения высокой частоты в диапазоне 0,03-1В можно на входе указанного делителя 6, а значит и. на выходе второго разъема 4 получать высокочастотные напряжения в диапазоне 1-ЗОВ. Устройство обеспечивает точность воспроизведения переменного высокочастотного напряжения при уровнях менее 0,1 В в 5-10 раз выше, чем у известного устройства, что, в свою очередь, позволило получить диапазон воспроизводимых напряжений но менее, чем в 30 раз шире, чем у известного устройства. Формула изобретения Устройство для воспроизведения .переменного напряжения высоко; частоты, содержащее последовательно соединенные генератор, переключатель и нагрузку, последовательно соединенные первый разъем, первый мостовой элемент и отсчетное устройство,второй выход переключателя соединен с первым разъемом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона воспроизводимых напряжений, оно снабжено вторым разъемом, вторым мостовым элементом, симметричным регулируемым делителем напряжения, и индикатором, при этом третий выход переключателя соединен со вторым разъемом, индикатором и входом симметричного регулируемого делителя напряжения, выход которого соединен с первым разъемом, второй мостовой элемент соединен со вторым входом отсчетного устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Федоров А.Н., Крестовский В.В. Государственный специальный эталон единицы напряжения переменного тока при высоких частотах. Измерительная техника, 1974, ;.№ 11, с. 6-8. 2.Авторское свидетельство СССР № 635432, G 01 R 19/02, 1978.

V