Дифференциальный коммутационный указатель с периодическим сравнением

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ()928239 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25 ° 08. 80 (21) 2978743/18-21 (5 ) М. Кд.з с присоединением заявки ¹â€”

G R 19/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1505.82 ° Бюллетень № 18

t$3) УДК 621. 317. . 7 (088. 8) Дата опубликования описания 15.05.82 (72) Авторы изобретения

И.М. Бучма, Г. A Çàéöåâ и Л. Я. Миэюк

Физико-механический институт AH Украинской ССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро

Физико-механического института AH Украинской CCP (71)Заявители (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КОММУ1АЦИОННЫЙ

УКАЗАТЕЛЬ С ПЕРИОДИЧЕСКИМ СРАВНЕНИЕМ Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для выделения разности амплитуд двух гармонических сигналов.

Известно устройство для сравнения амплитуд низкочастотных сигналов, состоящее иэ последовательно соединенных коммутатора сравниваемых сигналов, усилителя сигнала несущей частоты, первого квадратора, сумматора, избирательного усилителя, синхронного выпрямителя и измерительноО

ro прибора, последовательно соединенных дифференциатора и второго квадратора, причем выход дифференциатора подключен к выходу усилителя сигнала несущей частоты, а выход второго квадратора подключен к второму входу сумматора, а также генератора коммутационного напряжения, выход

20 которого подключен к управляющим входам коммутатора и синхронного выпрямителя, в котором, дпя снижения уровня амплитуд составляющих комбинационных частот используется двухфаз- 25 ное детектирование (Ц .

Недостаток данного устройС;тва соотонт в том, что снижение уровня амплитуд составляющих комбинационных частот ограничено фазовой погрешнос- 30 тью дифференциатора на низких частотах.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство, состоящее из последовательно соединенных первого коммутатора, первого усилителя сигнала несущей частоты, первого квадратора, .сумматора, усилителя сигнала огибающей частоты, синхронного выпрямителя:: измерительного прибора, последовательно соединенных второго коммутаторами второго усилителя сигнала несущей частоты и второго квадратора, причем первый вход первого коммутатора соединен через первый квадратурный фазовращатель с первым входом второго коммутатора и второй вход первого коммутатора соединен через второй квадратурный фазовращатель с вторым входом второго коммутатора, а выход ,второго квадратора соединен с вторым входом сумматора, а также генератора коммутационного напрлж †.:ня, вы— ход которого подключен к управляющим входам коммутаторов и синхронного выпрямителя.

В таком устройстве можно добиться значительно большего снижения уровня

928239

50 бО составляющих комбинационных частот E23 .

Недостатком известного устройства является то, что неидентичность мо цулей коэффициентов передачи квадраВурных фазовращателей,является прямой погрешностью сравнения.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный коммутацион(ый указатель с периодическим сравнением, состоящий из последовательно соединенных первого коммутатора, первого усилителя сигнала несущей частоты, первого квадратора, сумматора, избирательного усилителя сигнала огибающей частоты, синхронного выпрямителя и измерительного прибора, последовательно соединенных второго коммутатора, второго усилителя несущей частоты и второго квадратора выход которого подключен к второму входу сумматора, причем первый вход первого коммутатора соединен. через первый квадратурный фазовращатель с первым входом второго коммутатора а второй вход первого коммутатора через второй квадратурный фазовращатель соединен с вторым входом второго коммутатора, а также генератора коммутационного напряжения, выход второго квадратора соединен со вторым входом сумматора, а также генератора коммутационного напряжения, первый выход которого подключен к управляющим входам коммутаторов и синхронного выпрямителя, дополнительно введе-. ны управляемый делитель напряжения, вход которого соединен с вторым противофазным первому, выходом генератора коммутационного напряжения, а выход подключен к третьему входу сумматора, последовательно соединенными первым и вторым ключами, причем выход первого ключа и вход второго ключа подключен к первому входу первого коммутатора, выход второго ключа подключен к второму входу первого коммутатора, последоватЮ ьно соединеннымк дифференциальным усилителем, третьим ключом и элементом памяти, выход которого подключен к управляющему входу управляемого делителя напряжения, первый вход дифференциального усилителя подключен к выходу синхронного выпрямителя, источником опорногО напряжении, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя, а управляющие входы первого, второго и третьего ключей подключены к третьему выходу генератора коммутационного напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема дифференциального амплитудного указателя.

15 >

Указатель содержит ключи 1 и 2 коммутатор 3, усилитель 4 сигнала несущей, квадратор 5, сумматор б, избирательный усилитель 7 сигнала огибающей частоты, синхронный выпр ямитель 8, измерительный прибор 9, второй коммутатор 10, усилитель 11 сигнала несущей и квадратор 12, дифференциальный усилитель 13, источник 14 опорного напряжения, ключ 15, элемент 16 памяти, управляеьый делитель 17 напряжения, генератор 18 коммутационного напряжения, квадратурные фазовращатели 19 и 20.

I Указатель работает следующим образом.

Управляющим сигналом с третьего выхода генератора 18 коммутационного напряжения размыкается ключ 1 и замыкаются ключи 2 и 15. В этом случае один из сравниваемых .сигналов подается на оба входа коммутатора 3 и через квадратурные фазовращатели 19 и 20 на соответствующие вхо-. ды коммутатора 10. На выходах коммутаторов 3 и 10, управляемых сигналом с первого выхода генератора 18 коммутационного напряжения, образуются модулированные по амплитуде сигналы, сопряженные между собой по Гильберту, которые после усиления усилителями 4 и 11 поступают, соответственно, на квадраторы 5 и 12. Выходные сигналы квадраторов 5 и 12 поступают на первый и второй входы сумматора б, на выходе которого выделяется сумматорная огибающая модулированных сигналов.

Если коэффициенты передачи каналов коммутаторов 3 и 10 равны, а модули коэффициентов передачи квадратурных

Фазовращателей 19 и 20 также равны между собой, то амплидутная модуляция выходных сигналов коммутаторов 3 и 10 отсутствует, и, выделяемая на выходе сумматора б огибающая, а, соответственно, и показания измерительного прибора 9, равны нулю.

При неравенстве модулей коэффициентов передачи квадратурных фазовращателей 19 и 20, на выходе коммутатора 10 сигнал модулирован по амплитуде. Огибающая этого сигнала, выделенная на выходе сумматора б, „силивается избирательным усилителем 7, выпрямляется синхронным выпрямителем 8, управляемым также сигналом с первого выхода генератора 18 коммутационного напряжения, поступает на измерительный прибор 9 и на первый вход дифференциального усилителя 13. На второй вход дифференциального усилителя 13 подается сигнал постоянного тока от источника опорного напряжения 14.

Усилительный разностный сигнал с Bhl хода дифференциального усилителя 13 через замкнутый ключ 15 и элемент 16 памяти подается на управляющий вход

928239 управляемого делителя 17 напряжения, через который с второго выхода (противофаэного первому) генератора 18 коммутационного напряжения на третий вход сумматора 6 подается напряжение частоты коммутации, компенсирующее сигнал огибающей, обусловленный неидентичностью модулей коэффициентов передачи квадратурных фазовращателей 19 и 20. В результате этого устанавливается нулевое показание из- tQ мерительного прибора 9. Затем сигналом с третьего выхода генератора 18 коммутационного напряжения ключи 2 и 5 размыкаются, а ключ 1 замыкается. Тогда на соответствующие вхо- g ды коммутатора 3 подаются сравнива;емые напряжения U и U а через квадратурные фазовращатели 19 и 20 на соответствующие входы коммутатора 10. Элемент 16 памяти сохраняет неизменным напряжение на управляющем входе управляемого делителя 17 напряжения, обеспечивая компенсацию влияния неидентичности модулей коэффициентов передачи квадратурных Фазовращателей 19 и 20 на результат сравнения.

Сравниваемые сигналы U и U поочередно и периодически с частотой коммутации подключаются коммутатором

3 к входу усилителя 4, а выходные сигналы квадратурных фаэовращателей

19 и 20 поочередно и периодически подключаются коммутатором 10 к входу усилителя ll. Выходные амплитудно-фазо-модулированные сигналы уси- З5 лителей 4 и 11, сопряженные между собой по Гильберту, детектируются, двухфазным детектором, состоящим иэ квадраторов 5 и 12 и сумматора 6.

На выходе сумматора 6 огибающая вы- 40 деляется практически без побочных продуктов в виде комбинационных составляющих. Первая гармоника огибающей частоты коммутации, амплитуда которой пропорциональна измеряемой разности квадратов амплитуд сравни" ваемых сигналов (П,-П ), усиливается избирательным усилителем 7, выпрямляется синхронным выпрямителем 8, работающим синхронно с коммутаторами 3 и 10, и измеряется прибором 9.

Затем измерительный цикл повторяется вновь

Таким образом, введение управляемого делителя напряжения, трех ключей, дифференциального усилителя, источника опорного напряжения и элемента памяти выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как повышает точность и чувствительность измерений. бО

Формула изобретения

ДифФеренциальный коммутационный указатель с периодическим сравнением, состоящий из последовательно соединенных первого коммутатора, первого усилителя сигнала несущей частоты, первого квадратора сумматора, избирательного. усилителя сигнала огибающей частоты, синхронного выпрямителя и измерительного прибора, послед 1вательно соединенных второго комму" татора, второго усилителя сигнала несущей частоты и второго квадратора, выход которого подключен к второму входу сумматора, причем первый вход первого коммутатора соединен с первым входом второго коммутатора через первый квадратурный фаэовращатель, а второй вход первого коммутатора соединен с вторым входом второго коммутатора через второй квадратурный фазовращатель, а также генератора, коммутационного напряжения, первый

1 выход которого подключен к управляющим входам коммутаторов и синхронного выпрямителя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повыаения точности и чувствительности, он дополнительно снабжен управляемым делителем напряжения, вход которого соединен с вторым, противофазным первому, выходом генератора коммутационного напряжения, а выход подключен к третьему входу сумматора, последовательно соединенными первым и вторым ключами, причем выход первого ключа и вход второго подключены к первому входу первого. коммутатора, а выход второго ключа подключен к второму входу первого коммутатора, последовательно соединенными дифференциальным усилителем, третьям ключом и элементом памяти, выход которого подключен к упраьляющему входу управляемого делителя напряжения, причем первый вход дифференциальнoro усилителя подключен к выходу синхронного выпрямителя, источником опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя, а управляющие входы первого, второго и третьего ключей подключены к.третьему выходу генератора коммутационного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 434322, кл. G 01 R 19/10, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 406119, кл. G 01 В 1/10, G 06 G 7/14, 1971 °

928239

Составитель Ф.Цареградский

Редактор H.Âîëoâèê Техред A.Áàáèíåö Корр ект ор Н . Швыдка я

Закаэ 3229/56 Тираж 719 Подписное

BHHHfIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4