Устройство для измерения отношения амплитуд двух переменных напряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватскик

Социалистических

Республик

<11. 705356 (61) Дополнительное к а|т. саид-|у— (22) Заявлено 18 .077 (21) 253576 2/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.2

G 01 R 19/10

Государственный коннтет

СССР но делан нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 2512.79, Бюллетень Йо 47

Дата опубликования описанил 25.1 279 (53) УДК621. 317.7 (088.8) (72) Автор изобретения

М,A,C тефанович (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ АМПЛИТУД

ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение касается измерительной техники и может быть использовано дяя измерения коэффициента передачи четырехполюсников в широком диапазоне частот и с высокой точностью.

Повышение точности по сравнению с вольтметрами, используемыми для непосредственной оценки напряжений или для измерения по схеме сранения, достигается за счет исключения влияния нестабильности частоты и выходного уровня генератора и амплитудночастотнйх характеристик приемной части измерителя напряжения на результат измерения, Измерение коэффициента передачи производится путем деления амплитуды сигнала на выходе четырехполюсника на амплитуду сигнала на его входе.

Известны устройства для измерения отношения амплитуд двух переменных напряжений, содержащее автомати, ческий переключатель, усилитель, два амплитудных детектора, усилитель огибающей, частотный модулятор, реверсивный счетчик импульсов, цифровое отсчетяое устройство, блок управления (1 ) .

Недостаток, устройс тва — ограниченность динамического диапазона усилителя при заданной точности воспроизведения зависимости коэффициента усиления .от величины большого сигнала.

Наиболее совершенным является устройство для измерения, отношения амплитуд двух переменных напряженийq содержащее измерительный прибор, блок управления, коммутатор, к выходу которого последовательно подключены широкополосный усилитель и амплитудный детектор (2l.

Переменные напряжения на входе устройства U и U через автоматический коммутатор поочередно поступают на вход логарифмического усилителя, затем выпрямляются линейным детектором. После преобразователя напряжение — частота количество импульсов соотв етств ующих напряжению U<, поступает на вход сложение реверсивного счетчика импульсов, количество импульсов, соответствующее 0 — на вход вычитание . Остаток импульсов индицируется на измерительном приборе. Пропорциональность ре зуль тата

30 измерения ло| арифму о THошени я по ." гается введением в логарифмический

705356 усилитель экспоненциальной обратной связи. Воспроизведение прямопропорциональной зависимости коэффициента усиления широкополосного усилителя от логарифма отношения измеряемых напряжений может быть лишь приближен ным, особенно при расширении динамического диапазона.

Цель изобретения - расширение ди- намического дйапаэона измерения.

Для этого в устройство для измере- g ния отношения амплитуд двух переменных напряжений, содержащее измеритель-. ный прибор, блок управления, коммутатор, к выходу которого последовательно подключены широкополосный усилитель и амплитудный детектор, дополнительно . введены логарифмический преобразователь напряжение-время, два логических элемента И, два дополнительных детектора, причем первый вход логарифмического преобразователя напряжение-время соединен с выходом амплитудного детектора, выход логарифмического преобразователя напряжениевремя подключен к первым входам логических элементов И, выходы которых через .первый и второй дополнительные детекторы соединены с измерительным прибором, первый выход. блока управления подключен к управляющему входу . коммутатора, второй и третий выходы -30 блока управления — к вторым входам логичес ких элементов И с оответств енно, четвертый выход — к второму входу логического преобразователя напряжение-время . 35

На фи r. 1 приведе на функцион аль ная схема ус тройс тв а; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит коммутатор 1, широкополосный усилитель 2, амплитуд- 4О ный детектор 3, логарифмический преобразователь напряжение-время 4, логические элементы И 5, И 6, детекторы 7, 8, измерительный прибор 9, бЛок управления 10.

Устройство работает следующим образом, Два измеряемых напряжения 0(и U 2 подаются на вход коммутатора 1, Выход коммутатора 1 через широкополосный усилитель 2 и амплитудный детектор

3 соединен со входом логарифмического преобразователя напряжение-время .4, к выходу которого через логические схемы И 5, И 6 и детекторы 7, 8 подключен измерительный прибор. Измеряемые напряжения U и 02через коммутатор 1 поочередно подаются на вход широкополосного усилителя 2, усиливаются и выпрямляются амплитудным детектором 3. Форма напряжения 6() на входе амплитудного детектора 3 показана на фиг. 2, а, Отношение выпрямленных напряжений (вЂ, ) равно

0 отношению входных напряжений (— ) .

0а

В логарифмическом преобразователе напряжение-время 4 используется

I принцип сравнения напряжений Uz и U2 с напряжением экспоненциального разряда конденсатора (фиг. 2, а) . Ba его выходе действует импульсный сигнал иэ. двух чередующихся импульсов длительностью tq u t < (фиг. 2, б), причем

t„= ВИ,,4 =eaI —, E и1 2 . 02 где Ф вЂ” постоянная времени экспоненты, Š— амплитуда экспоненциального сигнала.

При помощи двух логических элементов И 5, И 6 данная последовательность импульсов разделяется на две, одна из которых состоит из импульсов длительностью t< вторая — длительностью t2 (фиг, 2, в, r) На выходе детектора 7 из первой последовательности импульсов выделяется постоянная составляющая о (фиг. 2, д),на выходе детектора 8 выделяется постоянная составляющая Uo (фиг. 2, е) . — 11 П = — . П

1(а о = 1- o o2 =т or где Uo — амплитуда импульсов„

Т вЂ” период следования импульсов .

Между выходами детектором 7 и 8 включен измерительный прибор 9, показание которого U»N, равно разности (По Uo2) - ()

Пиъм = ()о Uo = -(. (t t2)

= +..с . еиф, Показание измерительного прибора 9 прямо пропорционально логарифму отношения входных напряжений.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения амплитуд двух переменных напряжений;"содержащее измерительный прибор, блок управления, коммутатор, к выходу которого последовательно подключены широкополосный усилитель и амплитудный детектор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, в него дополнительно введены логарифмический преобразователь напряжение-время, два логических элемента И, два дополнительных детектора, причем первый вход логарифми.ческого преобразователя напряжениевремя соединен с выходом амплитудного детектора, выход логарифмического преобразователя напряжениевремя подключен к первым входам логических элементов И,, выходы которых через первый и второй дополнительные детекторы соединены с измерительным прибором, первый выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора, второй и третий выходы блока управления—

705356 и

4ДД6.2

ЦНИИПИ Заказ 8020/47 Тираж 1073 Подписное

Филиал ППП Патент ., г. Ужгород, ул, Проектная, 4 к вторым входам логических элементов

И соответственно, четвертый выход к второму входу логарифмического преобразователя напряжение-время

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.С крипник Ю.A. Коммутационные цифровые измерительные приборы., М,, Энергия, 1973, с.61-69.

2. Авторское свидетельство СССР

5 Р 198449, кл. G 01 R 19/10, 1972.