Фазочувствительный вольтметр инфранизкой частоты

 

О П И С А Н И Е"

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

- -653572

К ABTOPCRQMУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(61) Дополнительное к авт. сви11-вув359602 (22} Заявлено 280272 (21) 1752867/18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки № (23) Приорит ет

G 01 R 19/26

Государственный комитет ссср по делам изобретений и открытий (53) УЛК 621.317. .7 (088.8) Опубликовапо250379, овллетень № 11

Дата опубликования описания 250379 (72) Авторы изобретения

В.Г.Цывинсккй и В.Е.Быков

p1) 3aanHTeJlb (54 ) ФА 3ОЧУ ВСТ ВИТЕЛ ЬНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области электроизмерений и радиоизмерительной техники, а более конкретно к .приборам, измеряющим амплитудно-фазочастотные характеристики четырехполюсников.

Известен фазочувствительный вольтметр инфранизкой частоты по основному авт,св. Р 359602, содержащий преобразователь напряжения в частоту импульсов, интегратор, в каждом из двух ка- 1О налов последовательно соединенные ключ, реверсивный счетчик и записывающий регистр, причем выходы записывающих регистров и реверсивных.счетчиков подключены к входам устройства деле- ® ния, два дополнительных ключа, генератор импульсов, три нуль-органа, источники эталонного и опорного íàпряжений, а т акже ген ерат ор пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом преобразователя,, а выход — со входами нуль-органов, вторые входы которых соединены соответственно с выходом интегратора, с землей и источником опорного напряжения, подключенного в свою очередь к входу интегратора, а их выходы подключены попарно к входам ключей, . управляющие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, при этом два дополнительных ключа включены параллельно на входе преобразователя и соединены соответственно с источником эталонного напряжения и входом измерителя.

Однако для того, чтобы по показани- ям измерителя можно было бы построить амплитудно-фаэочастотную характеристику исследуемого четырехполюсника, представляющую собой годограф вектора комплексного коэффициента переда" чи исследуемого четырехполюсника на комплексной плоскости при изменении частоты и амплитуды опорного напряжения, необходимо измерят ь амплитуду опорного напряжения на каждой конкретной частоте (т.е. для каждой точки амплитудно-фазочастотной характе-; ристики) и произвести деление показаний прибора на зто напряжение.

При этом погрешность измерения амплитуды опорного напряжения полностью войдет в погрешность измерения комплексного коэффициента передачи.

Цель изобретения — измерение комплексного коэффициента передачи четырехполюсников.

Это достигается тем, что фаэочувствительный вольтметр инфранизкой частоты, содержащий преобразователь

653572

Устройство работает в двух режимах в соответствии с положением переключателя 19. Когда переключатель

19 находится в положении I прибор производит измерения ортогональных составляющих модуля комплексного коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника, а в положении II измерение ортогональных составляющих вектора первой гармоники напряжения на выходе этого четырехполюсника. В обоих случаях работа прибора происходит в два такта, равных периоду Т измеряемого напряжения.

Рассмотрим работу прибора для случая, когда он производит измерение ортогональных составляющих модуля комплексного коэффициента передачи. Для этого случая переключатель

19 устанавливается в положение I.

В первом такте открыт ключ 17, ключ 18 закрыт. На вход преобразователя 2 напряжения в.частоту импульса поступает опорное напряжение U©,è частота импульсов на его выходе будет напряжения .в частоту импульсов, интегратор, в каждом из двух каналов последовательно соединенные ключ реверсивный счетчик и записывающий регистр, причем выходы записывающих регистров и реверсивных счетчиков подключены к входам устройства деления, два дополнительных ключа, генератор импульсов, три нуль-органа, источники эталонного и опорного напряжений, а также генератор пилообразного напряжения, вход которого соединен с вы- 10 ходом преобразователя, а выход — с входами нуль-органов, вторые входы которых соединены соответственно с выходом интегратора, с землей и источником опорного напряжения, подключен- !5 ного в свою очередь к входу интегратора, а их выходы подключены попарно ко входам ключей, управляющие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, при этом два дополнитель- 20 ных ключа включены параллельно на входе преобразователя и соединены соответственно с источником эталонного напряжения и входом измерителя, снабжен переключателем, выход которого через ключ присоединен ко входу преобразователя напряжения в частоту импульсов, а входы ключа соединены с источником эталонного напряжения и источником опорного напряжения.

ы0

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из генератора 1 пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом преобразователя 2 напряжения в частоту импульсов, а выход — co входами нуль- органов 3-5, вторые входы которых соответственно подключены к источнику б опорного напряжения, к земле 7 и к интегратору 8. Выходы нуль-органов соединены 40 с ключами 9,10, ко вторым входам которых подключен генератор импульсов ll, Входы реверсивных счетчиков 12 и 13 соединены с ключами 9,10, а их выходысо входами записывающих регистров 14 41 и 15 и устройством деления 16, к которому также подключены выходы записывающих регистров. Вход преобразователя 2 соединен с выходами ключей 17 и 18 при этом вход ключа 17 соеди- ж нен с выходом переключателя 19, имеющего два положения I и II, входы которого подключены к источнику 20 эталонного напряжения и к источнику 6 опорного напряжения. Вход ключа 18 .соединен с входом измерителя, 7 Т

И1 jf Õ М dt"-ÕК f jul

Е4 =к1™о, где К вЂ” коэффициент преобразования преобразователя 2.

Каждый импульс с выхода преобразователя запускает генератор 1 пилообразного напряжения. Нуль-органы 3-5 определяют моменты перехода пилообразного напряжения через нулевое значение, значение опорного напряжения в данный момент и проинтегрированного опорного напряжения в этот же момент.

Далее на ключах 9 и 10 выделяются промежутки времени, пропорциональные мгновенным значениям опорного U@Ä и проинтегрированного опорного U напряжений:

ЬЬ -К *u с имт. где К - коэффициент преобразования генератора 1 (характеризует наклон пилы генератора пилообразного напряжения) °

Нроинтегрированное напряжение имео ет фазу, отличающуюся на 90 от фазы опорного напряжения.

В течение промежутков времени At и ht импульсы с генератора импульсов 11 проходят на реверсивные счетчики12и13

Показание счетчика 12 в конце первого такта будет:

Т

Т ма 1у f2è 1кгк2 JUGS Uan HHT.d =gK1K2uon цon.HHT. 2 о о где Uj)n»амплитуда опорного напряжения; ТГоказание счетчика 13 в конце пер;60

t - частота генератора импульсов. вого такта будет:

653572 где Б„п и„. — амплитуда проинтегрированного опорного напряжения.

В конце такта показания счетчиков

12 и 13 переписываются В регистры 14 и 15 °

Во вт ором т акт е ключ 17 з акрывается, а ключ 18 открывается, 5

На вход преобразователя 2 подается измеряемое напряжение П, при этом частота импульсов на выходе этого преобразователя будет

10 з х

Далее работа прибора происходит аналогично его работе в первом такте.

Показание счетчика 12 в конце второго такта будет равно 15 где U > — амплитуда первой гармоники измеряемого напряжения;

Ч вЂ” угол сдвига фаз между измеряемым и опорным напряжениями.

Показание счетчика ll в конце второго такта будет

Т

Й4- jf g f g g$ 2/4 = K $2f 2 g 51П ЮТ о

20 нь

1 . соз — кс, н 4 акоп 4

После окончания второго такта производится деление числа N на И и И4 ц) на N

-Э 4 цк

A = — з1ПЧ= м ч

2 К2 Ф ООП. 4 где А< и Л вЂ” результаты деления, пропорциональные показаниям прибора;

К вЂ” модуль комплексного коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника.

Таким образом, результаты деления пропорциональны ортогональным составляющим модуля комплексного коэффици-. ента передачи исследуемого четырехполюсника.

Для случая, когда переключатель 19 находится .в положении 11 работа прибора происходит,аналогично, а результаты деления оказываются пропорциональными ортогональным составляющим вектора первой гармоники измеряемого напряжения.

Формула изобретения

Фазочувствительный вольтметр инфранизкой частоты по авт. св.Р 359602, отличающийся тем, чтос целью измерения комплексного коэффициента передачи четырехполюсников, он снабжен переключателем, выход которого через ключ присоединен ко входу преобразователя напряжения в частоту импульсов, а выходы ключа соединены с источником эталонного напряжения и источником опорного напряжения.