Способ измерения эффективного значения напряжения
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (ll) (51) 4 G 01 R 19/02
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
° ° с
0к
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3825446/24-2 1 (22) 12.12.84 (46) 30.10.86. Бюл. Ф 40 (72) Е.Н.Вакулов и Н.И,Шумилин (53) 621.317(088.8) (56) Титце У., Шенк К, Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1982, с.472, фиг. 25.17.
Там же, с.471, фиг,25. 10. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО
ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электроиэмеоений и может быть использовано в приборах для измерения эффективного напряжения, например шумового сигнала, в широком диапазоне частот, Цель изобретения — расширение частотного диапазона — достигается путем вероятностной обработки измеряемого напряжения в процессе сравнения его с пороговым напряжением. Обработка измеряемого напряжения производится путем его сравнения с пороговым напряжением, величина которого формируется в результате вероятностной обработки результатов сравнения. Это повышает быстродействие способа. Кроме того, способ обеспечивает расширение частотного диапазона измеряемого напряжения не менее чем в 30 раз.
Устройство, реализующее способ, содержит компараторы 1 и 3, фильтры
2 и 4 низкой частоты, измеритель 5 постоянного напряжения. 2 ил. /лп
12672б6
Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит первый компаратор 1, первый вход которого подключен к входной шине, а выход через первый фильтр 2 низкой частоты - к первому входу второго компаратора 3, второй вход которого соединен с шиной для подачи эталонного напряжения U . Выход компаратора 3 через второй фильтр 4 низкой частоты соединен с измерителем 5 постоянного
55
Изобретение относится к способам электроизмерений и может быть использовано при применении приборов для измерения эффективного напряжения, например шумового сигнала, в 5 широком диапазоне частот.
Цель изобретения — расширение частотного диапазона путем вероятностной обработки измеряемого напряжения за счет сравнения его с пороговым 10 напряжением.
На фиг.i приведена функциональная схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 — временные диаграммы его работы. 15
Способ измерения эффективного значения напряжения заключается в том, что измеряемое напряжение V „ сравнивают с постоянным пороговым напряжением U„, по результатам сравнения формируют последовательность однополярных прямоугольных импульсов U„< с фиксированной амплитудой и с длительностью, равной длительности превышения амплитудой измеряемого напряжения U „ порогового напряжения О„
Сформированную последовательность импульсов интегрируют, а результат U сравнивают с эталонным напряжением
U и формируют вторую последователь9Т ность однополярных прямоугольных импульсов Пк с фиксированной амплитудой и длительностью, равной длительности превышения интегрированного напряжения U эталонного напряже- 35
P ния U . Полярность второй последовательности импульсов U совпадает с полярностью порогового напряжения
U . Последовательность импульсов
0„ фильтруют, выделяя постоянную 40 составляющую, причем с постоянной времени не менее чем в 10 раз превышающей постоянную времени интегрирования, а полученное напряжение измеряют. В качестве порогового исполь- 45 эуют напряжение U напряжения и вторым входом компаратора 1.
Устройство работает следующим образом.
Измеряемое напряжение поступает на первый вход компаратора 1, который формирует фиксированные по амплитуде однополярные прямоугольные импульсы U„ c длительностью, равной времени превышения амплитудой измеряемого напряжения порогового напряжения U, Сформированные импульсы интегрируются фильтром 2 низкой частоты, При этом напряжение Up на выходе этого фильтра пропорционально вероятности P превышения входным напряжением Uä . Напряжение U< сравнивается с постоянным эталонным напряжением с помощью компаратора 3. Если напряжение UP превышает напряжение
U то на выходе компаратора 3 появляется положительный потенциал, который приводит к увеличению напряжения на выходе фильтра 4, т.е. Un
Это, в свою очередь, приводит к уменьшению вероятности превышения входным напряжением порогового уровня U и, соответственно, уменьшает напряжение
Если напряжение Up меньше величины Б,, то аналогичным образом происходит уменьшение напряжения Б„ (вероятность превышения входным напряжением порогового уровня возрастает). Таким образом на выходе комиаратора 3 формируется последовательность однополярных прямоугольных импульсов
U с фиксированной амплитудой и с кЭ длительностью, равной времени превышения напряжения UP напряжения или при условии U — U О, Из сформированной последовательности импульcos при помощи фильтра 4 низкой частоты выделяется постоянное напряжение
Uä, которое .измеряется измерителем
5 и подается на второй вход компаратора 1, Следовательно, имеет место отрицательная обратная связь, которая заключается в том, что напряжение на входе измерителя 5 постоянного напряжения равно значению, при котором т,е< вероятность Р превышения входным напряжением порогового уровня П„ равна такому значению,при котором постоянное напряжение U пропорционально эффективному значению измеряемого напряжения U „ . Для обеспечения устойчивой работы устройства постоянная времени фильтра 4 вы1267266
ВНИИПИ Заказ 5766/40 Тираж 728
По писное д
Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 бирается по крайней мере в 10 раз большей, чем постоянна времени фильтра 2 . Если задать U, такой величины, что Б < /U = 1 или другому известному значению, то напряжение на входе измерителя 5 постоянного напряжения равно эффективному значению
U входного напряжения U „ или пропорционально ему.
Поскольку обработка измеряемого напряжения производится путем его компарирования с пороговым напряжением, величина которого формируется в результате вероятностной обработки результата компарирования, быстродействие способа увеличивается, Формула и з о б р е т е н и я
Способ измерения эффективного значения напряжения, заключающийся в фильтрации постоянной составляющей напряжения и измерении его постоянной составляющей, о т л и ч а ю щ и и 5 с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, предварительно сравнивают амплитуду входного напряжения с постоянным пороговым напряжением, по результатам сравнения формируют однополярные прямоугольные импульсы с фиксированной амплитудой и с длительностью, равной времени превышения амплитудой входного напряжения порогового напряжения, интегрируют сформированные импульсы, сравнивают полученный после интегрирования сигнал с эталонным, по результатам сравнения формируют однополярные прямоугольные импульсы, полярность которых совпадает с полярностью порогового напряжения, с фиксированной амплитудой и длительностью, равной времени превышения амплитуды сигнала, полученного после интегрирования, над эталонным напряжением, а напряженке, полученное после фильтрации постоянной составляющей результата сравнения с эталонным напряжением, используют в качестве порогового, при этом постоянную времени фильтрации выбирают не менее чем в 10 раз больше постоянной. времени интегрирования.
