Устройство для воспроизведения переменного напряжения

Патент 930133

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ„„9301

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 31.07.78 (21) 2658797/18-21 с присоединением заявки МвЂ” (23) ПриоритетвЂ” (5! )М. Кд.

G 01 R 19/00

Н 03 В 21/00

P)c fдарстванный каинтнт

СССР но делан наабретеннй н вткрытнй

Опубликовано 23. О). 82. Бюллетень Рй 19

Дата опубликования описания 23 . 05 .82 (53) УДK 621 ° 317. .7(088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Фоменко и В. И. Асмус (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ тот (2) .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при разработке эталонов и образцовых мер напряжения постоянного и переменного тока инфразвуковых и звуковых частот, а также при создании устройств переноса высокочастотного спектра в .спектр низких частот без искажения формы напряжения и фазовых соотношений.

Известно устройство для воспроизведения переменного. напряжения, работающее по принципу ступенчатой аппроксимации заданной функции, выходного напряжения и содерх<ащее в качестве основных углов цифроаналоговый преобразователь и блок сравнения j1J .

Недостаток этого устройства заключается в низкой точности воспроизведения из-за конечного числа элементов, участвующих в задании дискретных значений функции выходного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для воспроизведения переменного напряжения, основанное на частотном преобразовании воспроизводимого напряжения высокой частоты напряжением регулируемой низкой частоты и содержащее, в частности, низкочастотный генератор, фильтр них<них частот, усилитель, установленный на выходе фильтра низких часНедостаток известного устройства также связан с малой точностью воспроизведения, обусловленной нестабильностью входящего в состав устройства смесителя и неравномерностью амплитудно-частотной характеристики перестраиваемого фильтра нинних частот.

930133

Цель изобретения - повышение точности воспроизведения иэмерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения переменного напряжения, содержащее низкочастотный генератор, фильтр нижних частот, усилитель, установленный на выходе фильтра нижних частот, введены блок опорного напряжения, вы- 1а прямитель, два ключа и дополнительные низкочастотный. генератор, фильтр нижних частот и усилитель, оба низко частотных генератора выполнены с линейно изменяющимися выходными напря- 15 жениями, а оба усилителя - с дифференциальными входами, причем выход ; блока опорного напряжения соединен с питающими входами обоих ключей., входы первого усилителя подключены к 2О входу устройства и выходу первого низкочастотного генератора, а выход через один из ключей - к входу пер" вого фильтра нижних частот, выход второго низкочастотного генератора сое- 23 динен с соответствующим входом второго усилителя, выход которого через другой ключ подключен ко входу вто. рого фильтра нижних частот, питающий вход первого низкочастотного генератора через выпрямитель соединен со входом устройства, а питающий вход второго низкочастотного генератора подключен к выходу блока опорного напряжения.

3S ,На фиг. 1 представлена функцио нальная схема предложенного устройства для воспроизведения переменного напряжения на фиг. 2 .- вре. менные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу.

В состав устройства входят низкочастбтные генераторы ll и, 2 с линейно изменяющимися выходными напряжениями, дифференциальные усилите". ли 3 и 4, фильтры нижних частот 5 и

6, ключи 7 и 8, выпрямитель 9 блок

10 опорного напряжения. фильтр нижних частот .5 выполняется с исключением постоянной составляющей сигна-. ла (для отображения отмеченного конструктивного прйзнака на схеме условно .в качестве самостоятельного блока показан разделительный конденсаторный элемент 11} . Кроме того, по- 33 зицией 12 обозначен высокочастотный генератор воспроизводимого переменного напряжения.

На фиг. 2 а-е отмечены воспроизводимое высокочастотное переменное напряжение 13 с периодом Т 4, первое низкочастотное линейно измейяющееся

l напряжение 14 с периодом Ть „ последовательность прямоугольных широтно-модулированных импульсов 15, стабилизированных по уровню постоянного опорного напряжения Е, низкочастотное напряжение 16, представляющее собой обратную функцию напряжения 13

У нулевой уровень 17 напряжения 16, второе низкочастотное линейно. изменяющееся напряжения 18 с периодом

ТН4 и симметричное относительно уровня 17, последовательность прямоугольных широтно-модулированных импульсов 19, также стабилизированных по уровню постоянного опорного напряжения Ео, выходное переменное напряжение 20 с амплитудой 0щ, выходное постоянное напряжение 21 с уровнем

0О, равным U>. Диаграммы на фиг.2 аизображены в масштабе времени t а диаграммы на фиг.2 r-e - в масштабе nt, т.е. в масштабе времени, уплотненном в и раз.

Работа устройства происходит следующим образом.

Стабилизированное высокочастотное напряжение 13 (фиг.2,а}, поступающее с выхода генератора 12, сравнивается с низкочастотным линейно изменяющимся напряжением 14 тай же амплитуды,, вырабатываемым генератором 1 при участии выпрямителя 9..

Путем усиления и двухстороннего ограничения амплитуд в усилителе 3 осуществляется широтно-импульсная модуляция результатов сравнения. В те моменты времени, когда мгновенные значения напряжения 13 превышают напряжение 14, формируются импульсы положительной полярности, а в остальные моменты времени - паузы, причем сумма длительностей импульса и паузы соответствует периоду Т 4. С помощью ключа 7 и блока 10 опорного напряжения широтно-модулированные импульсы стабилизируются по уровню постоянного опорного напряжения Е, (фиг.2,б)."Далее иэ импульсной последовательности 15 посредством, например, разделительного конденсаторного элемента 11 и фильтра 5 выделяется низкочастотное напряжение 16 (фиг.2,в), симметричное относительно нулевого уровня 17. Это напряжение как уже отмечалось, представляет со-.

930133 бой обратную функцию напряжения 13 (в данном случае arcsin) и имеет размах, равный Е . Напряжение 16 сравнивается с низкочастотным линейно изменяющимся напряжением 18, той же амплитуды (фиг.2,г), вырабатываемым генератором 2. Путем усиления и двухстороннего ограничения амплитуд в усилителе 4 осуществляется широтно-импульсная модуляция результатов о сравнения. Напряжение {импульс) на выходе усилителя 4 управляет работой ключа 8. С помощью ключа 8 и блока 10 опорного напряжения широтно-модулированные импульсы стабилизируются по уровню постоянного опорного напряжения Ео(фиг.2,д). Далее из импульсной последовательности 19 посредством фильтра 6 выделяется низкочастотное напряжение 20 (фиг.2,е) форма которого повторяет форму напряжения 13.

Следует отметить, что устранение постоянной составляющей напряжения

16 и формирование таким образом сравниваемых напряжений 16 и 18, симметричными относительно одного и того же нулевого уровня 17, в ряде случаев может оказаться нерациональным. При наличии постоянной составляющей напряжения 16 напряжение

18 следует формировать симметричным относительно уровня Eo/2.

Предложенное техническое решение 35 позволяет существенно повысить точность воспроизведения переменного напряжения и его стабильность, особенно в области инфразвуковых частот, за счет использования принципа 4о широко-импульсной модуляции совместно с блоком опорного постоянного напряжения.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения переменного напряжения> содержащее низкочастотный генератор, фильтр нижних частот, усилитель, установленный на выходе фильтра нижних частот, ! отличающееся тем, что., с целью повышения точности воспроизведения, в него введены блок опорного напряжения, выпрямитель, два ключа.и дополнительные низкочастотный генератор, фильтр нижних частот и усилитель, оба низкочастотных генератора выполнены с линейно изменяющимися выходными напряжениями, а оба усилителя - с дифференциальными вхо" дами, причем выход блока опорного напряжения соединен с питающими входами обоих ключей, входы первого уси" лителя подключены к входу устройства и выходу первого низкочастотного генератора, а выход через один из ключей - к входу первого фильтра нижних частот, выход второго низко" частотного генератора соединен с соответствующим входом второго усилителя, выход которого через другой ключ подключен ко входу второго фильтра нижних частот, питающий вход первого низкочастотного генератора через выпрямитель соединен со.входом устройства, а питающий вход второго низкочастотного генератора подключе + к выходу блока .опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Кончаловский В. Д. и др. Элек" трические измерительные преобразова" тели,М-Л., "Энергия", 1967, с.303307.

2. Лозицкий Б.Н. и Мельниченко И.И.

Электрорадиоизмерения. N., "Энергия"

1976, с. 141.

930133

Составитель Л. Морозов

Редактор В. Лазаренко Техредд. Бабинец Корректор H. Муска

Заказ 3458/56 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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