Мост для измерения частоты и нелинейности искажений сигнала
565256 я
СП ИКАНИЕ
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
"ОЦИЭЛИСТИИ6СКИХ
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.01.75 (21) 2101105!21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26 (45) Дата опубликования описания 09.12.77 (51) М. Кл. G 01R17(12
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений
H 0TKPbITHI4 (53) УДК 621.317. 733 (088.8) (72) Авторы изобретения
А. В. Чеботарев и А. А. Чумаченко
Одесский электротехнический институт связи им. А. С. Попова (71) Заявитель (54) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ И НЕЛИНЕЙ11ЫХ
ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛА
Изобретение относится к радиоизмерительпой технике.
Известен мост для измерения частоты и нелинейных искажений, содержащий источник сигнала, нуль-орган, образцовые резисторы и конденсаторы .переменной емкости, соедине нпые соответственно последовательно и параллельно с образцовыми резисторами. Конденсаторы переменной емкости механически связанны, что необходимо для уравновешивания моста. Переключение пределов измерения осуществляется посредством спаренной регулировки образцовых резисторов, соединенных с конденсаторами (1).
Недостатком известного моста является наличие орбазцовых мер .переменного значения, связанные с этим значительные погрешности, особенно при отсчете частоты по шкале конденсаторов переменной емкости, а также трудности защиты схемы от влияния внутренних и внешних электромапнитных,полей.
Цель изобретения — повышение точности измерения.
Для этого в мост для измерения частоты и нелинейных искажений сигнала, содержащий источник пита ния, нуль-орган, образцовые резисторы и конденсаторы, введен операционный усилитель и плечи отношения выполнены в;виде двух индуктивных делителей напряжения, которые имеют по одной обмотке переключения пределов, между выводами:которых посредством спаренного переключателя включен образцовый конденсатор, и равное количество попарно механически связанных регулируемых декадных обмоток, подключенных и образцовым резисторам,,вторые выводы которых соединены вместе и между ними включен операционный усилитель с образцовым конденсатором в цепи обратной связи.
На чертеже представлена принципиальная схема моста, который .содержит иидуктивные делители 1, 2 с обмотками 3, 4 переключения пределов и регулируемыми декадными обмотками 5 — 10, образцовые конденсаторы 11, 12, 15 образцовые резисторы 3 — 18, подключенные к обмоткам 5 — 10, указатель 19, операппонньш усилитель 20, спаренный переключатель 21 и источник питания 22.
Зависимость тока I в указателе 19 от параметров схемы описывается формулой:
k (Z I; пт; — 7опто), mУ I=1 где I; — токи в обмотках 8, 9, 10, Ток Ip можно выразить через напряжение питания моста Ur и параметры, вторичной ветви:
Ur
Ip= l2p JPICg
mr
30 Для определения токов первичной ветви пуж51)<5256
77!2, R/, )
Я2 lц /г
1 (i!it
77!,С, Rt
0)—
1i /г /г т, /B; ! С, i
nz О/() С2 по найти напряжение ll;1 выходе опсрацпо шого усилителя 20.
<-/ г (1
Подставляя получе)п)ые выра>кения Б формлу для 1) (!Олччим:
1 г 1
V I /770 ° /71 p /0)С2+ т,т) /,С, /г /г у /7!i g !1 ! 1 Ri i 1
Усло1вия, при которых ток в указателе равен нулю, можно найти приравнивая нул(о правую часть выражения для I, После несложных преобразований получим:
/г /<
9 т; ... /72; (i)
iBpiBpС!С 1 R
Если Iipn I)cex peri 01rpoDI(a. (coi:pa)itlio r(:Ii равенства
< < <
ГП =mP, m, =П)1, mp =me, m,-= mP И
С2 = С1, R .1,= R t, R, = Rg, R,, = R p, то можно извлечь корень пз обеих частей равенства и получим окончательно:
Таким образом, при равновесии моста, когда 1 =О, частоту напряжения .питания можно определить через параметры измерительной цепи. При этом обеспечивается декадный отсчет частоты при идентичности и параллельном соединении всех уравновешиваю!цих декад.
Равновесие моста будет соблюдаться только на одной частоте. Если напряжение питания U, содер>кит высшие гармоники с частотами (о2 — — 2(), ():=3() и т. д., то ток Б указателе не будет равен нулю, а будет иметь некоторый минимум на частоте настройки (0.
Пользуясь методом суперпозиции, можно определить ток в указателе,при песппусоидальпом напряжении,питания моста
l„=I Y, +I Y. +lv t + ... = Х I „„= гг=- 1
° Х U „„(//z 7/7() 2+
/B V /гг г 77 g77P) Ct
/: /г ,7., /г!! „т;
-<
i--.1 Ri — <1 !
Если мост itaczpoeil II(I частоту первой гармоники, то I!l i =0
11ОЭТОМ < БЬ!Р ИЖСП11С ДЛ11 СГМ МИРНОГО ТОК<1 Указателя можно,существе Но упростить;
/77,,10) С2 / 1 ) су Ln—
rn
7! !
77,7 i/7, г
В качестве указателя целесообразно использовать операционный усилитель с емкостью Ср,в цепи ооратной связи. В этом случае
10 напряжение /на выходе усилителя будет равно:
2, <-<р 1
С>
Ьр,lp =! 7/ < . w = г/г B2 /
J/7P)l р 77!),77!7.Ср гг
Таким образом, выходное напряжение со15 держит только высшие гармонические составля!Ощие, так как при n=1 выражение в скобках становится равным пулю.
Для определения коэффициента нелинейных искажений необходимо, как обычно, из00 мерить отношение действующего значения напряже ния всех высших гармоник к действующему значению напря>кения всего сигнала.
Если напряжение, подаваемое па мост, .поддерживать постоянным, то квадратичны1/
25 вольтметр, подключенный к выходу операционного усилителя можно непосредственно отградуировать в значениях коэффициента нелинейных искажений.
В 01!пса!1 1(ЫХ Выше (1)ор мулах и1, //7р, ив, 30 /771, /17 р, //z рlИСЛО БИТКОВ Оомоток О, 6<
7, 8, 9, 10, соответственно;
R1 Р R3 R, R, Л, — сопротивление резисторов 13, 14, 15, 16, 17, 18, соответстве нно;
/n0 и — число витков обмоток 3>, 4, соот35 ветственно;
С1 С2 — емкости конденсаторов 11, 12, соот.
Б C т С т Б rú П I 0; (/ г. —. 11Я11Р>1:КЕilИЕ IIИ 1 311ИЯ. (1)ормула изооретения
Мост для измерения частоты и нелинейных искажений сигнала, содержащий источник пи45 тания, нуль-оргап, образцовые резисторы и конденсаторы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен операциопн.)й усилитель и плечи отношспия выполнены B виде двуx индуктивных
50 делителей напряжения, которые имеют по одiIoII обмотке переключения пределов, между выводами которых посредством спаренного пе. реключателя включен образцовый конденсатор, и равное количество .попарно механически связанных регулируемых декадных обмоток, подключен !1!x к образцовым резисторам, вторые выводы которых соединены вместе и между ними включен операционный усилигель с образцовым конденсатором в цспп обратной связи.
ИстОчники информ(lц<1и, принятые во внимание при экспертизе
1. Г. А, Ремез «Курс основных радиотехнпг5 ческих измерений», М., «Связь», 1966, с. 190.
565256
Составителя В. Лякишев
Текред В. Рыбакова
Редактор Н. Каменская
Корректор Е. Хмелевл1
Заказ 5804 Изд. ¹ 584 Тирлкк 1109
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по дсллч изобретений и открытий
113035, Москва, К-35, Раушская нло д. 4/5
Подписное
М01, Злгорский филиал
