Устройство для измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения

Устройство для измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски»

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

tg ) М. Кл. с присоединением заявки ¹(23) Приоритет -

G 01 R 19/02

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 070382 Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 0703.82

1531УДК 621. 317. . 7 (088.8) (72) Автор изобретения

A.14.Волковой (71) Заявитель.

) (54) устРОЙстВО для измеРения кВАзипикОВых

И СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКИХ ЗНАЧЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к злектроизмерительной технике, но может быть использовано также в радиоизмеритель-, ной.аппаратуре, например для контроля .радиопомех.

Известно устройство для измерения кваэипиковых значений напряжения, содержащее преобразователь амплитуды напряжения во временной интервал, выход которого соединен с входом триггера Шмитта, пороговый блок, вход которого подключен к первому выходу триггера Шмитта, и блок совпадения, входы которого соединены с вторым выходом триггера Имитта и выходом порогового блока (1).

Недостатки данного устройства заключаются в значительной.инерционности измерения и ограниченных фун.кциональных возможностях,не позволяющих,в частности, контролировать средне. квадратические значения .напряжения.

Наиболее, близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения кваэипиковых и среднеквадратических,значений напряжения, содержащее аттенюатор и калибратор эталонного сигнала, выходы которых через один иэ переключателей соединены с входом усилителя высокой частоты, блок частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу усилителя высокой частоты, а выход через другой переключатель— к входам детекторов квазипиковых и среднеквадратических значений, выходной измерительный прибор, вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, группу блоков согласования, установленных на управляющих входах аттенюатора (2).

Недостаток известного устройства связан с весьма узким динамическим диапазоном измерения, обусловленным низкой эффективностью детекторов квазипиковых и среднеквадратических значений при приеме одиночных импульсов.

Расширение динамического диапазона эа счет увеличения мощности и напряжения выходного каскада усилителя промежуточной частоты приводит к необходимости создания мощных источ25 ников питания, т.е. в конечном счете к ухудшению весовых и габаритных характеристик известного устройства, а расширение динамического диапазона путем снижения начальных уровней

З0 сигналов ограничивается нелииейиос911347 тью начального участка квазипикового детектора. Расширение же динамического диапазона за счет дополнительных ручных регулировок входного аттенюатора недопустимо, поскольку исключает возможность работы устройства в автоматизированных режимах и тем более в автоматизированных системах измерения.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измерения уст- !О ройства без ухудшения его техникоэкономических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения, содержащее аттенюатор и калибратор эталонного сигнала, выходы которых через один из переключателей соединены с входом усилите- О ля высокой частоты, блок частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу усилителя высокой частоты, а выход через другой переключатель — к входам детекторов квазипиковых и среднеквадратических значений, выходной измерительный прибор, вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, группу блоков согласования, установленных на управляющих входах аттенюато-. ра, введены-пороговые блоки нижнего и верхнего уровней, реверсивный счетчик импульсов,.дополнительный аттенюатор и дополнительная группа блоков согласования, причем входы пороговых блоков нижнего и верхнего уровней подключены к выходу блока частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, а выходы — к соответ-40 ствующим входам реверсивного счетчика импульсов, сигнальный вход дополнительного аттенюатора соединен с выходами детекторов квазипиковых и среднеквадратических значений, а вы- 45 ход. — с входом усилителя низкой частоты, дополнительная группа блоков согласования установлена на управляющих входах дополнительного аттенюатОра, а ВыхОды реВерсивнОГО счетчи- 5О ка импульсов, подключены к входам обеих групп блоков согласования..

Кроме того, пороговый блок нижнего уровня содержит последовательно включенные между входной и выходной клеммами пороговый детектор, пиковый детектор, согласующий каскад и импульсный генератор, вспомагательный детектор и инвертор, входы которых соединены соответственно с входом и выходом порогового,детектора, коньюнктора, входы которого подключены к выходам вспомогательного детектора и инвертора, а выход связан с выходом импульсного генератора. 65

На фиг. 1 изображена функциональ« ная схема предлагаемого устройства для измерения кваэипиковых и среднеквадратических значений напряжения; на фиг. 2 - схемная реализация порогового блока нижнего уровня.

Устройство содержит последовательно соединенные элементы регулирования сигнала, включающие входной аттенюатор 1 (фиг.1), переключатель 2 приЕма и калибровки, усилитель 3 высокой частоты (УВЧ), блок 4 частотно. го преобразования и усиления промежуточной частоты с преобразователем

5 высокой частоты в первую промежуточную частоту, усилителем 6 первой промежуточной частоты (УПЧ), преобразователем 7 первой промежуточной частоты во вторую промежуточную частоту, усилителем 8 второй промежуточной частоты (УПЧ), перестраиваемым гетеродином 9 и гетеродином 10 фиксированной частоты. Выход УПЧ 8 че- . рез переключатель 11 рода работ подключен к.детектору 12 кваэипиковых значений. Детекторы 12 и 13 последовательно соединены с выходными элементами регулирования, включающими выходной аттенюатор. 14, усилитель

15 низкой частоты (УНЧ) и выходной измерительный прибор 16. Калибратор

17 эталоиного сигнала в процессе регулировки устройства включается в тракт с помощью переключателя 2. Гетеродин 9 соединен с преобразователем. 5 частоты,а гетеродин 10 — с преобразователем 7 частоты. Выход УПЧ

8 подключен к пороговому блоку 18 нижнего уровня и к пороговому блоку

19 верхнего Уровня. Выходы пороговых блоков 18 и 19 соединены с входами реверсивного счетчика 20 импульсов.

Выходы счетчика 20 через блоки 21-26 согласования подключены к входам входного аттенюатора 1 и выходного аттенюатора 14..Пороговый блок 18 нижнего уровня выполнен в виде последовательно вклю-, ченных порогового детектора 27 (фиг.

2),пикового детектора 28, согласующего каскада 29 и импульсного генератора 30, а также содержит вспомогательный детектор 31 и инвертор 32, входы которых соединены соответственно с входом и выходом-порогового детектора 27, и коньюнктор 33, входы которого подключены к выходам вспомогательного детектора 31 и инвертора

32.

Устройство работает. следующим образом.

Поступающий на вход аттенюатора 1 сигнал регулируется по напряжению и частоте аттенюатором 1, УВЧ 3, преобразователем 5 частоты, УПЧ á> преобразователем 7 частоты, УПЧ 8arj,â зависимости от Выбора рода работ, пе9) 1347 реключателем 11, преобразуется в постоянное напряжение или напряжение низкой частоты детекторами 12 и 13 кваэипиковых и среднеквадратических значений. Далее сигнал регулируется аттенюатором 14 и УНЧ 15 и регистрируется выходным измерительным прибором 16.

При еще большем увеличении входного сигнала последовательно работают следующие декады счетчика 20 и секций аттенюаторов 1 и 14, уменьшая уровень сигнала на входе и увеличивая его иа выходе тракта. Сигнал на

65

При увеличении входного сигнала и, как следствие, напряжения последовательности импульсных сигналов на выходе УПЧ 8 наступает момент, когда они оказываются выше порога нижнего убовня. При этом на выходе порого вого детектора 27 появляются импульсные сигналы, которые через пиковый f5 детектор 28 и согласующий каскад 29 выключают импульсный генератор 30.

Одновременно прекращают появляться импульсы на выходе коньюнктора 33.

Таким образом, исчезают импульсы, 2О устанавливающие счетчик 20 в начальное положение, и импульсы, заставляющие работать счетчик 20 в обратном направлении.

При дальнейшем увеличении напряжения импульсных сигналов на выходе УПЧ 8 наступает момент, когда сигнал оказывается выше порога верхнего уровня. На выходе порогового блока 19 появляется импульс, который заставляет сработать первую декаду счетчика 20. Последний через блоки

21-23 согласования включает первую секцию входного аттенюатора 1, а через блоки 24-26 согласования выключает первую секцию выходного аттенюа- З5 тора 14. При включении первой секции входного аттенюатора 1 усиление тракта уменьшается a n раэ, а при выключении первой секции выходного аттенюатора 14 увеличивается в и раз. 4р

Таким образом, усиление тракта в результате не меняется, но уменьшение сигнала в и раз по входу снимает ограничение сигнала на последнем каска. де УПЧ 8.

При последующем увеличении входного сигнала переключается втбрая декада счетчика 20, а первая декада устанавливается в начальное положение. Это приводит к включению второй и выключению. первой секции входного аттенюатора 1, а также к выключению второй и включению первой секций выходного аттенюатора 14. Усиление тракта до блока 4 частотного преобразования и усйления промежуточной частоты при этом уменьшается в п раз, а усиление после блока 4 возрастает в п раз. Общее усиление тракта вновь не меняется. выходном измерительном приборе 16 при этом растет пропорционально входному сигналу, если УНЧ 15 имеет линейную характеристику, либо пропорционально логарифму отношений сигналов при логарифмической характеристике УНЧ 15.

При уменьшения входного сигнала наступает момент, когда исчезают импульсы на выходе порогового детектора ?7 и появляются импульсы на выходе коньюнктора 33, заставляющие счетчик 20, входной аттенюатор 1 и выходной аттенюатор 14 работать в обратном направлении. При исчезновении импульсов на выходе порогового детектора 27 через некоторое время пропадает напряжение на выходе пикового детектора 28, что приводит к включению импульсного генератора 30, который устанавливает счетчик 20 и аттенюаторы 1 и 14 в начальное положение. Импульсный генератор 30 предотвращает воэможность сбоя счетчика 20 при появлении на выходе УПЧ 8 случайных сигналов и удерживает его в нулевом (начальном) положении при приеме непрерывных сигналов. Поскольку пиковый детектор 28 обладает инерционными свойствами при быстром уменьшении импульсных сигналов, резистивный счетчик 20 работает в обратном направлении мгновенно при появлении импульсов на выходе коньюнктора 33.

Предлагаемое устройство позволяет полностью исключить ограничение в линейном тракте до блока 4 частотного преобразования и усиления промежуточной частоты. Ограничение сигнала после блока 4 легко снимается путем выполнения УНЧ 15 с логарифмической характеристикой.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает расширенным динамическим диапазоном измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения. Кроме того, оно обеспечивает повышенную скорость измерения и воэможность работы устройства в автоматизированных режимах и в автоматизированных измерительных комплексах.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения квазипиковых и среднеквадратических значений напряжения, содержащее аттенюатор и калибратор эталонного сигнала, выходы которых через один из переключателей соединены с входом усилителя высокой частоты, блок частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу усилителя высокой частоты, а выход через другой переключатель — к входам детекторов

911347

Фж, /

Аа8

ВНИИЦИ Заказ 1114/32 Тираж 719 Подписное юевюееюавеваеввеаеиеесвее ю

Филиал ППИ "Патент", г. Ужгороду ул проектная, 4 квазнпиковых и среднеквадратических значений, выходной измерительный прибор, вход которого соединен с выходом усилителя низкой частоты, группу блоков согласования,установленн на управЛяих входах атте- 5 нюатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, в него введены пороговые блоки нижнего и верхнего уровней, реверсивный счет.чик импульсОв, дополнительный аттенюатор и дополнительная группа бло- ков согласования, причем входы пороговых блоков нижнего и верхнего уровней подключены к выходу блока частотного преобразования и усиления промежуточной частоты, а выходы - к соответствукицим входам реверсивного счетчика импульсов, сигнальный вход дополнительного аттенюатора соединен с выходами детекторов кваэипиковых 20 и среднеквадратических значений, а выход — с входом усилителя низкой частоты, дополнительная группа блоков согласования установлена на управляющих входах дополнительного аттенюатора, а выходы реверсивного счетчика импульсов подключены к входам обеих групп блоков согласования.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е .с я тем, что пороговый блок нижнего уровня содержит последовательно включенные между входной и выходной клеммами пороговый детектор, пиковый детектор, согласуюший каскад и импульсный генератор,. всйомогательный детектор и инвертор,входы которых соединены соответственно с входом и выходом порогового детектора, коньюнктор, входы которого под, ключены к выходам вспомогательного детектора и инвертора, а выход связан с выходом импульсного генератора.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 430335, кл. G 01 R 29/02, 1973 °

2. Фастовский И.А.Измерители радиопомех. М., Связь,1973, с.ll6 (прототип) .