Устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений Советский патент 1982 года по МПК G01R23/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

I Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован для. измерения нелинейных искажений синусоидальных сигналов. Известно устройство для определения частотных характеристик нелинейных систем, которое содержит генератор гармонических колебаний, преобра зователь гармонических колебаний, вы читающий блок, узкополосный фильтр, тиристор контроля первой гармоники и индикатор нелинейных искажений ll Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное подбором вручную амплитуды и фазы первой гармоники компенсирующего колебания. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения коэффициента нелинейных иска)хений, содержащее полосовой и режекторный фильтры, входы которых подключены к входу устройства, усилитель разба-, .ланса, первый и второй широкополосные регулируемые усилители, соединенные своими сигнальными входами с выходами полосового и режекторного фильтров соответственно, а управляющими входами - с выходом усилителя разбаланса, источник опорного напряжения, сравнивающий блок, соединенный своими входами с выходами первого широкополосного регулируемого усилителя и сравнивающего блока соответственно, а выходом - с входом усилителя разбаланса, детектор эффективных значений, включенный между выходом второго широкополосного регулируемого усилителя и выходом устройства 2. Однако при работе устройства наблюдается большая погрешность измерения коэффициента нелинейных искажений из-за неидентичности коэффициентов усиления широкополосных регулируемых усилителей и коэффициентов передачи фильтров. Цель изобретения - повышение точности измерений. Цель flOCTMraetcfl тем, что в извест ное устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений содержащее полосовой фильтр, соединнный входом с входной клеммой устройства, шир кополосный регулируемый усилитель, де тектор эффективных значений, соединен ный выходом с выходной клеммой устрой ства, сравнивающий блок,первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход - с входом усилителя разбаланса, введены генератор тактовых импульсов, вычитающий блок, усредняющий фильтр, и три электронных ключа, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам элe crpoнныx ключей сигнальный вход первого электронного ключа соединен с входной клеммой устройства, а выход - с первым входом вычитающего блoкa второй вход которого соединен с выходом полосового фильтра, выход вычитающего блока соединен с входом широкополосного регули руемого усилителя, управляющий вход которого через усредняющий фильтр под ключен к выходу усилителя разбаланса, выход широкополосного регулируемого усилителя через второй электронный ключ подключен к второму входу сравнивающего блока, а через третий электронный ключ - к входу детектора эффективных значений. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Устройство содержит полосовой фильтр 1, вычитающий блок 2, широкополосный регулируемый усилитель 3, сравнивающий блок Ц, источник 5 опорного напряжения, усилитель 6 разбалан са, усредняющий фильтр 7, детектор 8 эффективных значений, генератор 9 тактовых импульсов, электронные ключи 10, 11 и 12, входная 13. и выходная Т клеммы устройства. Устройство работает следующим образом. Генератор 9 тактовых импульсов вырабатывает управляющий сигнал типа меандр. который поступает на управляющие входы электронных ключей 10-12 & исходном состоянии, когда на выходе генератора 9 тактовых импульсов сформирован импульс отрицательный полярности ключи 10 и 12 разомкнуты, а ключ 11 замкнут, первая гармоника измеряемого сигнала с амплидутой А поступает чере,з широкополосный регулируемый усилитель 3 на первый вход сравнивающего блока , на второй вход которого поступает опорное напряжение уровня и от источника 5 опорного напряжения. Сравнивающий блок 4 сравнивает амплитуду первой гармоники измеряемого сигнала с опорнь1М напряжением Ue и в случае их неравенства сигнал разбаланса усиливается усилителем 6 разбаланса и через усредняющий фильтр 7 поступает на управляющий вход широкополосного регулируемого усилителя 3,изменяя коэффициент усиления последнего таким образом, чтобы исключить разбаланс и выполнить условие и и. где Uv амплитуда сигнала на выходе широкополосного регулируемого усилителя 3. Учитывая, ,что )% э А, коэффициент передачи полосового фильтра; амплитуда первой гармоники измеряемого сигнала; коэффициент усиления регулируемого усилителя. В другом случае, когда на выходе генератора 9 тактовых импульсов имеетя импульс положительной полярности, ключи 10 и 12 замкнуты, а ключ 11 азомкнут. При этом на первый вход лока 2 вычитания через электронный ключ 10 поступает измеряежй сигнал, на второй вход блока 2 - его первая армоника. Вычитающий блок 2 осуществяет операцию вычитания поступивших а его вход сигналов, и в результате той операции, на виходе вычитающего лока 2 образуется сумма всех гарОНИК измеряемого сигнала, кроме перой, т.е.образуется сигнал |2 Л sinCiuJ t + ) (4) (О - частота первой гармоники; 1 - фаза i-ой гармрники; А, - амплитуда i-ой гармоники; i - номер гармоники. Сигнал Uj. усиливается широкополосым регулируемым усилителем 3, коэф-, ициент усиления которого определяется уравнением (2). При этом на его в ходе имеет сигнал ,« .. „ и Ui J j jA«sin(iU t+ifi|, который поступает на вход детекторов 8 эффективных значений. Учитывая, .что сигнал и на выходе детектора В присутствует лишь половину периода управляющего сигнала генератора Э, выходной сигнал U детектора 8 определяется,как п 1 Uo 1 Joo i и о ,, f, . - 1 л,vf .е. напряжение Ug на выходе устройства пропорционально .коэффициенту нелинейных искажений входного сигнала. . Погрешность измерений уменьшилась почти в четыре раза. Формула изобретения Устройство для измерения коэффици ента нелинейных искажений, содержащее полосовой фильтр, соединенный входом с входной клеммой устройства широкополосный регулируемый усилитель, детектор эффективных значений, соединенный выходом с выходной клеммой устройства, сравнивающий блок, первый вхрд которого соединен с выходом источника опорного напряжения. а выход - с входом усилителя разбаланса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности изме рения, в него введены генератор тактовых импульсов, вычитающий блок, усредняющий фильтр, и три электронных ключа, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам электронных ключей, сигнальный вход первого электронного ключа соединен с входной клеммой устройства, а выход - с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с вы.ходом полосового фильтра, выход вычитающего блока соединен с входом широкополосного регулируемого усилителя, управляющий вход которого через усредняющий фильтр подключен к выходу усилителя разбаланса, выход широкополосного регулируемого усилителя через второй электронный ключ подключен к второму входу сравнивающего блока, а через Третий электронный ключ - к входу генератора эффективных значений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 122506, кл. G 01 R 23/16, 1958. 2.Авторское свидетельство СССР Ь- 58lt42, кл. G 01 R 23/20, 1976 (прототип).