Устройство для автоматическогоизМЕРЕНия НЕлиНЕйНыХ иСКАжЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01R23/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ-ИСКАЖЕНИЙ

армонику. При этом возникает неободимость выполнения балансировочных регулировочных операций режекторного ильтра и избирательного усилителя, что ведет к увеличению времени измерения, а ля визуального контроля настройки характерна большая субъективность процесса измерения коэффициента измерения нелинейных искажений.

При совместной настройке появляется систематическая погрешность за счет неидентичности вьшолнения режекторных и избирательных цепей, что снижает достоверность измерения нелинейных искажений и приводит к дополнительным трудностям при автоматизации процесса измерения.

Цель изобретения - повышение точности, автоматизации и быстродействия измерений.

Доставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического измерения нелинейных искажений, содержащее последовательно соединенные регулируемый широкополосный усилитель, усилитель постоянного тока, блок сравнения, источник опорного напряжения, а также усилитель, режекторный фильтр и вольтметр, причем выход усилителя соединен со входом режекторного фильтра и вторым входом блока сравнения, дополнительно введены сумматор, второй усилитель, блок коррекции, масштабирующий элемент И электронно-счетный частотомер, причем выход регулируемого широкополосного усилителя подключен к первому входу сумматора и входу частотомера, выход которогоподключен к управляющим входам режекторного фильтра и блока коррекции, выход сумматора соединен со входом первого усилителя, выход режекторного фильтра через второй усилитель соединен со входом блока коррекции и входом масшабирующего элемента, выход которого соеди-а нен со вторым входом сумматора, а выход блока коррекции соединен с вольтметром.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит регулируемый широкополосный усилитель 1, сумматор 2, первый усилитель 3, режекторный фильтр 4, второй усилитель 5, блок 6 коррекции, масштабирующий элемент 7, усилитель 8 постоянного тока, блок 9 сравнения, источник 10 опорного напряжения, электронно-счетный частотомер 11 и вольтметр 12.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает через регулируемый широкополосный усилитель 1, осуществляющий автоматическое нормирование.уровня входного сигнала (напряжение на его выходе

устанавливается постоянным), на сумматор 2 и на вход электронно-счетного частотомера 11, который измеряет частоту входного сигнала и формирует код, управляющий режекторньм фильтром 4 и- блоком 6 коррекции.

Сумматор 2, первый усилитель 3, режекторный фильтр 4 и второй усилитель 5 образуют блок режекторного. усилителя, в отрицательную обратную

связь которого включен масштабирзпощий элемент 7. Тогда на входе блока 9 сравнения присутствует напряжение высших гармоник U-j,iUp-.

При данном соединении узлов схемы

отсчет вольтметра 12 дает значение коэффициента гармоник, определяемое как.

п -К ,- и,

где а - показание вольтметра.

Блок 6 введен для коррекции неравномерности и амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) тракта высших гармоник. Эта неравномерность приводит к тому, что коэффициент р может быть равен единице лишь на одной частоте или в узком диапазоне частот. Введение блока коррекции дает возможность выполнить равенство

-в широком диапазоне частот и, таким образом, обеспечить в этом диапазоне точное соблюдение равенства О-Кр, т.е. значительно повысить точность измерения коэффициента гармоник.

,

В технике измерения нелинейных

искажений для подавления первой гармоники исследуемого сигнала на минус 80-90 дБ блок режекторного фильтра обычно выполняется из двух или трех секций режекторных усилителей, включенных последовательно. Это приводит к тому, что погрешность измерения, обусловленная неравномерностью АЧХ режекторных усилителей также возрастает в два или три раза соответственно.

Блок 6 коррекции, включенный на вы ходе второго усилителя 5, обеспечивает малую погрешность измерения. Он выполнен в виде управляемой частотомером цепи матриц сопротивлений и конденсаторов. Параметры цепи выбираются таким образом, чтобы суммарная АЧХ блока коррекции режекторного фильтра в полосе пропускания максимально приближалась к плоской. Вследствие того, что блок 6 коррекции управляется частотомером 11, крутизна его АЧХ остается постоянной во всем диапазоне частот устройства, т.е условие коррекции выполняется во всем этом диапазоне. При соответствующем выборе крутизны АЧХ корректирующей цепи суммарная АЧХ тракта режекторного усилителя и корректирующей цепи максимально приближается к плоской характеристике .

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения нелинейных искажений, содержа щее последовательно соединенные регулируемый широкополосный усилитель, усилите.ль постоянного тока, блок сравнения , источник опорного напряжения, а также усилитель, режекторный фильтр и

вольтметр, причем выход усилителя соеднен со входом режекторного фильтра и вторым входом блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, автоматизации и быстродействия, в него дополнительно введены сумматор, второй усилитель , блок коррекции, масштабирующий элемент и электронно-счетный частотомер, причем выход регулируемого широкополосного усилителя подключен к первому входу сумматора и входу частотомера, выход которого подключен к управляющим входам режекторного фильтра и блока коррекции, выход сумматора соединен со входом первого усилителя, выход режекторного фильтра через второй усилитель .соединён со входом блока коррекции и входом масштабирующего элемента,вытход которого соединен со вторым входом сумматора, а выход блока коррекции соединен с вольтметром.

Источники информации, принятые воо внимание при экспертизе

1.Патент США № 3890570, НКИ 324-77, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 464855, кл. G 01 R 23/20, 1974 (прототип).