Способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

oi> 664115

Ссяез Советскик

Сфцнайнстнчески и

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(М)М. К,.2

G О) и 19/l6

-G 0l В l7/ÎÎ

Н 03 К 5/20 (22) Заявлено 240276 (21) 2327879/l8-21 г с присоединением заявки Ио -

Государсткеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Г3рморитет(53) УДК 62i,317, .72(088.8) Опубликовано 2505.79. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 250579 (72) Автор изобретения и (71) заявитель

М.Л.Гапонов (54) СПОСОБ СРАВНЕНИЯ АМПЛИТУД ДВУХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ! 2

Изобретение относится к области: Известен способ сравнения двух технической физики, касающейся вопро синусоидальных напряжения на амплитусов иэмерения электрических величин, де, заключающийся в том, что суммируи может быть использовано в иэмери- ются квадраты мгновенных значений

1 тельной технике и приборостроении, а - синусоидальньтх сигналов с предваритакже в метрологической практике при тельно ослабленными на величину, равпреверка генераторов синусоидальных- ную угловой частоте, квадратами сигналов по выходному напряжению в . производных тех же сигналов и полушироком частотном диапаэоне. . -16 чейные таким образом суеаарные сигВ настоящее время при градуировке палы сравнивают между собой (2). и поверке измерительных генераторов Недостатком способа является то, по выходному напряжению, при калибров- . что подобная обработка сравниваемых: ке,мер затуханий и измерений электри-,по амплитуде входных сигйалов имеет ческих величин, соответствующие пара- низйую точность Результата иэ-за. мантры которых йреобразованы в npo- % наличия следующих погрешностейг не-

15 т орциональные им значения напряжений, точность ослабления квадратов произшироко применяются различные способы . водник сравниваемых сигналов в число: сравнения синусондальних напряжений --" .:-paar Равное угловой частоте (зта nor1î.амплйтуде..: .: . .. . внешность с увеличением частоты срав- ииваеваис сигналов возрастает и может

Известны способы сравнения двух достйгать 5+3,0%)g отклонение харакиапряжений по амплитУде, которйе нри" : теристик элементов возведения в квадмеиены для сравнения постоянных или. рат от квадратичных (зта погрешность импульсных напряжений, либо для срав- 2> также возрастает с увеличением часнения амплитуд синусоидальных напря-. :, тоты и может достигать 2+5%) . жений на одной фиксированной частоте: . Такйм образом, прм осувтествлении или в лучшем случае в небольшом йиэко- ослаблейия сигиало» в число раэ, частотноМ диапазоне tlat . .::.- : равное угловой частоте, и использоИзвестный способ имеет невысокое . ваиии квадратов, из»естний способ быстродействие. ® может обеспечить погрешность сра»не664115 ния.порядка 2-, ЗЪ на фиксированной частоте, не превииающей 10+15 кГц.

Этот способ имеет также еще тот недостаток, что он не обеспечивает высокой скорости сравнения, так как для его реализации требуется не только ослабить производные сравниваемых б сигналов в число раз, равное угловой частоте, Но и провести обязательное измерение значения угловой частоты.

Время, затрачиваемое на один процесс сравнения амплитуд по способу - про- !О тотипу, составляет примерно 5 ":7 минут.

Целью изобретения является повышение точности.

Для достижения укаэанной цели 15 предлагается способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений, основанный на суммировании сигналов.

Перед суммированием сдвигают сравниваемые напряжения по частоте друг от- носительно друга, а после суммирования фиксируют в суммарном сигнале экстремум индекса взаимной модуляции.

Это даат воэможность исключить погрешности сравнения амплитуд, зависящие оТ частоты сравниваемых сигнал лов и существенно повысить точность и скорость их сравнения.

На чертеже изображена структурная схема устройства„ реализуюцего данный способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений °

Способ состоит в следующем.

Исследуемый и эталонный сигналы сдвигают по частоте друг относительно друга на величину расстройки, pas-35 ной 0,01+1t относительно величины частоты одного из сравниваемых сигналЮ ." Этот сдвиг необходим для получей я процесса взаимной модуляции в суммарном сигнале. Затем сигналы 40 сумййр1 ют, после чего изменяют амплитуду эталонного (или сравниваемого с ним) напряжения и фиксируют в суммариом сигнале экстремум индекса взаимной модуляции по максимальному значению амйййтуды продукта взаимной модуляции . :.При фиксировании момента, когда индекс взаимной модуляции, а следовательно и"ее-продукт, принимает экстремальное значение, амплитуда исследуемого напряжения равна амплитуде этрлонного с погрешностью не более

0,2%.

Индекс взаимной модуляции принимаеэ экстремальное значение," равное М единице, только при равенстве амплитуд сравниваемых напряжений и ие принимает значений, больших единицы, так как

m х 2 ° + 60

U„ + U где m - индекс взаймной модуляции

И и U, — амплитуда взаимодействуюцих ситналов.

Из приведенной формулы видно, что индек= взаимной модуляции не зависит я от частоты и принимает экстремальное значение, равное единице, только при равенстве амплитуд взаимодействующих сигналов, что и является технической сущностью предлагаемого изобретения.

Устройство, реализующее способ сравнения двух синусоидальных напряжений, содержит входную клемму 1, предназначенную для подключения исследуемого сигнала, источник эталонного напряжения 2, согласующие элемен» ты 3 и 4, предназначенные для согласования выходных сопротивлений источников эталонного и исследуемого напряжений со входным сопротивлением сумматора 5, выход которого подключен к детектору 6.

Детектор 6, предназначенный для выделения продукта взаимной модуляции,.соединен через фильтр нижних частот 7 с регистрирующим прибором

8, который служит для фиксирования максимального значения амплитуды сигнала, действующего на выходе фильтра

7, при котором индекс взаимной модуляции принимает экстремальное значение °

Устройство работает следующим образом.

Исследуемое напряжение подается на клемму 1, затем его частота сдвигается относительно частоты эталонного напряжения на 0,1-- 2%, т.е. на величину расстройки, не выходяцей за верхнюю граничную частоту среза фильтра 7, о чем свидетельствуют показания регистрирчющего прибора 8. При изменении амплитуды эталонного (или исследуемого) напряжения фиксируется максимальное показание регистрирующего прибора 8. При этом индекс взаимной модуляции имеет экстремальное значение, а амплитуда исследуемого напряжения равна амплитуде эталонного, причем величина амплитуды эталонного напряжения, равна действительному значению амплитуды исследуемого напряжения.

Точность сравнения амплитуд двух оинусоидальных напряжений в диапазоне частот от 3. до 60 мГц составляет ие муже 0,2%. Нв обнаружено ухудше.ние точности сравнения амплитуд при изменении величины расстройки между частотами сравниваемых сигналов от

100 Гц до 20 кГц. Весь процесс сравивния занимает не более 10+15 сек.

Данный способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений, в отличие от прототипа, имеет меньше операций, так как он не требует выполнения операций по возведению в квадрат мгновенных значений и производных сравниваемых сигналов, ослаблечия квадратов производной в число раэ, равное угловой частоте, и исключает из результата сравнения погрешности, зависящие от частоты сравниваемых сигналов, 664115

Повышение точности и скорости сравнения амплитуд достигнуто за счет того, что предлагаемый способ сравнения двух сннусоидальных напряжений основан на использовании явления взаимной модуляции и частотнонезависимых свойств индекса взаимной модуляции. 5

Следовательно, разработанный способ можно применять для сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений до частот порядка 1 гГц и выше, причем высокая точность и скорость10 сравнения не зависят от величины рас» стройки. частот сравниваемых по амплитуде сигналов, если она не превышает значения верхней частоты среза Фильтра низкой частоты. !5

Формула изобретения

Способ сравнения амплитуд двух синусоидальннх напряжений, основанный на суммировании сигналов, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, перед суммировани. ем сдвигают сравниваемые напряжения по частоте друг относительно друга,а после суммирования Фиксируют в суммарном сигнале экстремум индекса взаимной модуляции.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Автбрское свидетельство СССР

9 221779, кл, 6 01 R 17/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

М 387390, кл. С 01 R 19/16 28 ° 05.71.

Составитель П.йягин

/едактор В.Лукин Техред Я,Алферова Корректор А.Гриценко

Заказ 2985/43 Тираж 1089 . Подписиое

ЦНИИГИ Государств иного комйтета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж -35, Раушакая иаб.,д.4/5

Филиал Aflak Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4