Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений Советский патент 1982 года по МПК G01R19/10 

(54) УСТРОЙСТВО ГЩЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОИЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕЖННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

I

Изобретениеотносится к электрорадиоизмерительной технике, а именно к устройствам для измерений отношения двух переменных, напряжений, и может быть использовано при контроле параметров линейных интегральных схем, при определении отношения сигнал-гаум, для определения характеристики четырехполюсников и т.п.

Известно устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее два параллельных усилительно-выпрямительных канала, выходы которых подсоединень к входам элемента сравнения, а его выход через блок управления подключен к управляющей цепи регулирующего делителя напряжения в одном из каналов Р1.

Недостатками данного устройства является низкая точность и узкий диапазон измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для индикации отнопения двух

переменных напряжений, содержащее последовательно соединенные управляeMbrii усилитель постоянного и переменного напряжений,. фильтр нижних частот и злемент сравнения, второй вход которого соединён с источником постоянного напряжения, два выпрямителя, один из которых включен между источ- НИКОМ второго напряжения.и входом постоянного напряжения управляемого

10 усилителя постоянного и переменного напряжений, а второй - между его выходом и общим выходом устройства. Источник первого входного напряжения соединен с входом переменйого напря

ts жения управляемого усилителя постоянного и переменного напряжений.

Недостатками известного устройства являются невысокая точность и узкий диапазон измерения, обусловлен20ные нелинейностью характеристик выпрямителей.

Цель изобретешш - повышение точности и расширение диапазона измере3 9 НИИ отношения двух переменных напрЛ }|сений. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерений отношения двух переменных напряжений, со держащее усилитель постоянного и переменного напряжений, выход которогс соединен с фильтром нижних частот, элемент сравнения, первый и второй выпрямители, источник постоянного . напряжения, введены первый переключатель, последовательно соединенные второй переключатель, элемент памяти и усилитель, а также блок управле ния, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго переключателей, причем первый вход первого переключателя соединен с первой входной тайной, второй вход - с выходом усилителя постоянного и переменного, напряжений, первый вход,которого соединен с источником постоянного напряжения, , выход первого переклю- чателя соединен через первый вьшрямитель с первым входом элемейта сравнения, второй вход которого соединен че .рез последовательно соединенные усили тель и второй выпрямитель с второй входной шиной и вторым входом усилите ля постоянного и переменного напряже ний, управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения и входом второго переключателя. На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения отношения двух переменных напряжений. Устройство содержит усилитель 1 постоянного и переменного напряжения, вход постоянного напряжения которого подсоединен к источнику 2 постоянного напряжения, вход переменного напря жения - к второй входной шине, а выход к фильтру 3 нижних частот и первому переключателю 4, второй вход которого соединен с первой входной шиной, а выход через вьтрямитель 5 - с входом элемента 6 сравнения, мезвду вторым входом которого и второй входной пюной последовательно включены усилитель 7 переменного напряжения и второй выпрямитель 8. Выход элемента 6 сравнения соединен с управляющим входом управляемого усилителя 1 постойнного, и переменного напряжений. Между выходом элемента 6 сравнения и управляющим входом усилителя переменного напряжения включены последо34вательно соединенные второй переключатель 9 и элемент 10 памяти, причем управляющие входы переключателей подсоединены к блоку 11 управления, выход фильтра 3 нижних частот является выходом устройства. Устройство работает следующим образом. Напряжение-делитель Ц, через переключатель 4 подается на выпрямитель 5. Напряжение-делитель IJg поступает на вход усилителя 7. Оба напряжения преобразуются в постоянные выпрямители 5 и 8 и подаются на входы элемента 6 сравнения. Разностный сигнал с выхода элемента 6 сравне1шя подается на управляющий вход усилителя 7 переменного напряжения и изменяет его коэффициент усиления до установления равенства входных напряжений элемента сравнения 6. Для состояния равновесия можно записать выражение и, K5ru55)JJa.-K,:K8(U58) (О где ,112. - величины напряжений ,соответственно первого и второго входных сигналов; K5,Kj,Kj - коэффициенты преобразования соответственно первого выпрямителя 5, управляемого усилителя переменного напряжения 7 и . второго выпрямителя Йг I if ft погрешности нелинейности выпрямителей 5 и 8. Напряжение на выходе элемента 6 сравнения запоминается элементом 10 памяти. Во втором такте.к входу выпрямитея 5 подключается через переключатель 4 и управляемый усилитель 1 переменного и постоянного напряжений напряение-делитель 02, а переключатель 9 отключает вход элемента 10 памяти от ыхода элемента 6 сравнения. Выпряители 5 и 8 преобразуют в постоянные два значения одного напряжения. . При этом происходит уравновешиание двух значений Mj, путем изменеия коэффициента усиления К. В устаовившемся состоянии в этом такте истема описывается уравнением Ui-X,-K5 () (lMsH2) 5 где К - коэффициент усиления управляемого усилителя 1 пере манного и постоянного, напря жений . Регаая совместно уравнения (1) и (2), получаем К i- (3) и Для определения значения Кл используется источник 2 постоянного н пряжения и фильтр 3 нижних частот, который не пропускает на выход устройства переменный сигнал. Технико-экономический эффект пре лагаемого устройства заключается в уменьшении погрешности измерения от ношений двух переменных напряжений путем компенсации погрешности выпря мителей и расширения диапазона измерения измеряемого отношения. . Формула изобретения Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, со держащее усилитель постоянного и пе ременного напряжений, выход которо,го соединен с фильтром нижних частот, элемент сравнения, первый и второй выпрямители, источник постоянного напряжения, о тлич аю3е е с я тем, что, с целью повыения точности и расширения диапазона измерений, в него введены первый переключате.7ь, последовательно соединенные второй переключатель, элемент памяти и усилитель, а также блок управления, выход которого ключей к управля и1цим входам первого и второго переключателе| 1, причем первый вход первого переключателя соединен с первой входной шиной, второй вход - с выходом усилителя постоянного и переменного напряжений, первый вход которого соединен с источником постоянного напряжения, выход первого переключателя соединен через первый выпрямитель с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен через последовательно соединенные усилитель и второй выпрямитель с второй выходной шиной и вторым входом усилителя постоянного и переменного напряжений, управляющий вход которого соединен с выходом элемента сравнения и входом второго переключателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 131832, кл. G О R 19/10, 30.11.59 2. Заявка ФРГ № 1616096, кл. 21е - 19/10, 22.06.72 (прототип)