SU1095080A1 - Device for measuring ratio of two ac voltages - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ , содержащее канал числител , состо щий из последовательно включенных первого канального усилител , первого синхронного детектора, первого фильтра, измерительного прибора, канал знаменател , состо  щий из последовательно включенных второго канального усилител , второго синхронного детектора, второг фильтра и последовательно включенных блока посто нного опорного напр жени , блока сравнени , усилител  сигнала рассогласовани , детектора , третьего фильтра, управл емый усилитель, сигнальный вход которого соединен с клеммами дл  подключени  .. источника входного сигнала, управл к ций вход - с выходом третьего фильтра, a выход через распредели- тель - с входами обоих канальных усилителей , генератор модулшрующих напр жений , первый и второй выходы которого подключены к управл юащм входам распределител , a третий и четвертый выходы - к управл ющим входам синхронных детекторов, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в канал знаменател  введены ключ и узкополосный усилитель, причем сигнальный вход ключа соединен с выходом второго фильтра, a управл ющий вход - с п тым выходом генератора модулирующих напр же- : НИИ, вход узкополос«ого усилител  подключен к выходу ключа, a выход к сигнальному входу блока сравнени .A DEVICE FOR MEASURING THE RELATION OF TWO AC VOLTAGES, comprising a numerator channel consisting of a series-connected first channel amplifier, a first synchronous detector, a first filter, a measuring device, a denominator channel consisting of a series-connected second channel amplifier, a second synchronous detector, the second filter and series-connected DC blocks, reference block, mismatch signal amplifier, detector, third filter, controllable the amplifier, the signal input of which is connected to the terminals for connecting the input source, controls the input to the output of the third filter, and the output through the distributor to the inputs of both channel amplifiers, the generator of the routing voltage, the first and second outputs of which are connected to the control inputs of the distributor, and the third and fourth outputs to the control inputs of synchronous detectors, differing from the fact that, in order to improve the measurement accuracy, a key and a narrowband amplifier are introduced into the denominator channel, and The signal key input is connected to the output of the second filter, the control input is connected to the fifth generator output of the modulating voltage — SRI, the narrowband amplifier input is connected to the key output, and the output to the signal input of the comparator unit.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  использовани  при исследовании шумовых параметров мапошум щих активных элементов с малым значением коэффициента передачи. Известно устройство дл  измерений двух переменных напр жений, содержащее канал числител , состо щий из последовательно включенных первого входного усилител , первого ключа и последовательно включенных второго ключа, первого канального усилител , первого детектора, измерительного прибора, канал знаменател , состо вший нэ последовательно включенных второго входного усилител , третьего ключа и последовательно включенных четвертого ключа, второго канального усилител , блока сравнени , усилител  сигнала рассогласовАнн , второго детек тора, а также блока посто нного опорного напр жени , шыход которого подключен к опорному входу блока сравнени , управл емый усилитель, сигнапьнь вход которого соединен с выходами первого N третьего ключе управл вшей вход - с одой второг детектора, а выход - с сигнальш#« вкода « второго и четвертого ключей триггер, вход которого подключен к выходу мультивибратсфа, шлсоды попарно - к управл в1Я91м входам ключ каналов числител  и знаменател  С1 При нспользовании и вест ого уст ройстве э качестве изме1жтел   умовых параметров его точность оказыва етс  весьма низкой. Снижение ютрологических показателей обусловлено в частности, применением в устройст ве амппитуриых детекторов. Наиболее близким техническим решением X предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  отношени  двух перемен1в1{х напр женки, содержа цее канал числител , состо щей из последовательно включенных первого канального усилител , первого синхронного детектора, первого фильтра измерительного прибора, канал знаменател , состо щий из последовательно включенных второго канального усилител , второго синхронного детектора, второго фильтра, блока сравнени , усилител  сигнала рассогласовани , детектора, третьего 4 1льтра, а также блока посто нного опорного напр жени , выход которого подключен к опорному входу блока сравнени , управл емый усилитель, вход которого соединен с клеммами дл  подключени  источника входного сигнала, а выход .через распределитель - с входами обоих канальных усилителей, генератор модулирующих напр жений, первый и второй выходы которого подключены к управл ющим входам распределител , а третий и четвертый выходы - к управл кнцим входам синхронньлс детекторов 2J. Недостаток известного устройства про вл етс  в низкой точности при измерении малых значений козффонщента шума. В указанном случае имеет место больша  флуктуационна . , погрешность, поскольку шумовой i сигнал, по которому производитс  обработка канала знаменател , становитс , соизмеримьм с уровнем низкочастотных флуктуации устройства. Цель изобретени  - повышение точности измерени  отношени  напр жений в отмеченных выше услови х . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  отношени  двух переменных напр жений , содержащем канал числител , состо щий из последовательно включенных первого канального усилител , первого синхронного детектора,первого фильтра, измерительного прибора, канал знаменател , состо щий из последовательно включенных второго канального уси- . лител , второго синхронного детектора , второго фильтра и поепедоватольно включенных блока посто нного опорного напр жени , блока .сравнени , усилител  сигнала рассогласовани  , детектора, третьего фильтра, управл емый усилитель, сигнальный вход которого соединен с клеммами дп  подключени  источника входного сигнала, управл ющий вход - с выходом третьего фильтра, . а выход через распределитель - с входами обоих канальных усилителей, генератсф модулирующих напр жений, первый и второй выходы которого подключены к управл ющим входам {Распределител , а третий и четвертый выходы - к управл ющим входам синхронных детекторов, в канал знаменател  введены ключ и узкополосный усилитель, причем сигнальный вход ключа соединен с выходом второго фильтра, а управл ющий вход с п тым выходом генератора модулирующих напр жений, вход уэкополоского усилител  подключен к выходу ключа, а выход - к сигнальному входу блока сравнени . На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  отношени  двух переменных напр жений , на фиг.2 й-з - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу (индексы напр жений соответствуют цифровым позици м блоков на фиг.1). Канал числител  состоит из после довательно включенных канального усилител  1 (фиг.1), синхронного детектора 2, фильтра 3, измеритель ного прибора 4. Канал знаменател  состоит из последовательно включенных канального усилител  5, синхронного детектора 6, фильтра 7, ключа 8, узкополосного усилител  9 блока 10 сравнени , усилител  11 сигнала рассогласовани  (усилител  АРУ), детектора 12, фильтра 13. В состав устройства входит также управл емый усилитель 14, сигнальный вход которого соединен с клеммами дл  подключени  источника входного сигнала (не показан), управл ющий вход - с выходом фильтра 13, а выход через распределитель 15 - с входами канальных усилителей 1 и 5 Кроме того, устройство содержит генератор 16- модулирующих напр жений , первый и второй выходы которо подключены к управл ющим входам рас пределител  15, третий и четвертый выходы - к управл ющим входам синхронных детекторов 2 и 6, а п тый выход - к управл кицему входу ключа Опорный вход блока 10 сравнени  под ключен к выходу блока посто нного опорного напр жени  (не показан). Устройство работает следующим образом. Входной сигнал 11, (фиг.2.«|) пос тупает на сигнальный вход управл е мого усилител  1,, на выходе которог распределителем 15 управл емЕМ генератором 16 модулирующих нШ1р жений , осуществл етс  временное разд ление сигнала. Сигнал U (фиг.2|) пропорциональный напр жению делимого , поступает в канал числител  на вход канального усилител  1. Сигнал Hfl фиг.2в), пропорциональньй напр жению делител , поступает в канал знаменател  - на вход ка-. ;нального усилител  5. Сигнал Ug усиливаетс  усилителем 1, детектируетс  синхронным Детектором 2 (фиг.27.), усредн етс  фильтром 3 и поступает на измерительный прибор 4. Сигнал Ugj усиливаетс  усилите:лем 5, детектируетс  синхронным детектором 6 (фиг.2()) и усредн етс  фильтром 7 (фиг.2|е). Посто нное напр жение U.,пропорциональное входному напр жению U. канала знаменател , преобразуетс  затем в переменное ключом 8 (фиг.24:), усиливаетс  узкополосным усилителем 9 (фиг.2з) и поступает в блок 10 сравнени , куда подаетс  также посто нное опорное напр жение U. Выходной сигнал блока 10 сравнени  усиливаетс  усилителем 11 сигнала рассогласовани  и преобразовываетс  в посто нное напр жение детектором 12 и фильтром 13, Выходной сигнал фильтра 13 поступает в качестве управл ющего напр жени  на yпpaвл e в й усилитель 14, с помощью которого осуществл етс  регулировка усилени  сигнала во входном тракте устройства. За счет этого напр жение на выходе канала числител , измер емое прибором 4, оказываетс  пропорциональным отношению сигналов UU и и,. За счет вновь введенных в устрсЛство ключа 8 и узкополосного усилител  9, с помощью которых посто нное напр жение на выходе фильтра 7 в канале знаменател  преобразовываетс  оп ть в Переменное .|усиливаетс , «затем сравниваетс  с опорным, усиливаетс , детектируетс  и усредн етс , значительно снижаетс  флуктуационна  погрешность отработки системой АРУ сигнала в канале знаменател  . Использование предлагаемого устройства, например, в качестве змерител  коэффициента шума и оэффициента передачи СВЧ транзисоров обеспечивает повышение точноси измерени  указанных параметров ранзисторов.The invention relates to electrical measuring equipment and is intended for use in the study of the noise parameters of noiseless active elements with a small value of the transfer coefficient. A device for measuring two alternating voltages is known, comprising a numerator channel consisting of a series-connected first input amplifier, a first key and a series-connected second key, a first channel amplifier, a first detector, a measuring device, a denominator channel consisting of a series-connected second input the amplifier, the third key and the fourth key connected in series, the second channel amplifier, the comparison unit, the error signal amplifier Ann, the second of the tech- nique as well as of the constant reference voltage unit, the output of which is connected to the reference input of the comparison unit, the controllable amplifier, the signal input of which is connected to the outputs of the first N third control key, our input - with the second detector, and the output # “In the code of the second and fourth keys trigger, the input of which is connected to the output of the multivibrate, and the pairs in pairs - to the control of the 1H91m inputs of the key of the numerator and denominator of the channels C1 When using the device and using the intelligent parameters, its accuracy kazyva is very low. The decrease in lithological indicators is due, in particular, to the use of ampituture detectors in the device. The closest technical solution X proposed is a device for measuring the ratio of two variables 1v1 {x voltage, containing the numerator channel consisting of a series-connected first channel amplifier, the first synchronous detector, the first filter of a measuring device, the denominator channel consisting of series-connected the second channel amplifier, the second synchronous detector, the second filter, the comparison unit, the error signal amplifier, the detector, the third 4 liter, as well as the constant block the reference voltage, the output of which is connected to the reference input of the comparator unit, a controlled amplifier, the input of which is connected to the terminals for connecting the input source and the output through the distributor to the inputs of both channel amplifiers, the modulating voltage generator, the first and second outputs which are connected to the control inputs of the distributor, and the third and fourth outputs to the control inputs of the synchronous detectors 2J. A disadvantage of the known device appears in low accuracy when measuring small values of the noise noise. In this case, a large fluctuation occurs. The error, since the noise i signal, which is used to process the denominator channel, becomes comparable with the level of the low-frequency fluctuations of the device. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of the stress ratio under the conditions noted above. The goal is achieved by the fact that in a device for measuring the ratio of two alternating voltages containing a numerator channel consisting of a series-connected first channel amplifier, a first synchronous detector, a first filter, a measuring device, a denominator channel consisting of series-connected second channel amplifiers -. a second synchronous detector, a second filter, and a sequentially switched-on constant-voltage unit, a comparison unit, an error signal amplifier, a detector, a third filter, a controllable amplifier, the signal input of which is connected to the terminals dp of an input source, a control input - with the release of the third filter,. and the output through the distributor - with the inputs of both channel amplifiers, modulating voltage generators, the first and second outputs of which are connected to the control inputs {Distributor, and the third and fourth outputs - to the control inputs of synchronous detectors, a key and a narrowband amplifier are entered into the denominator channel the key input signal is connected to the output of the second filter, and the control input with the fifth output of the generator of modulating voltages, the input of the UE amplifier is connected to the key output, and the output is connected to the signal input block comparison. Fig. 1 shows a functional diagram of a device for measuring the ratio of two alternating voltages; Figures 2 through 3 are timing diagrams of signals illustrating its operation (voltage indices correspond to the digital positions of the blocks in Fig. 1). The numerator channel consists of sequentially connected channel amplifier 1 (Fig. 1), synchronous detector 2, filter 3, measuring device 4. Channel denominator consists of a series-connected channel amplifier 5, synchronous detector 6, filter 7, key 8, narrowband amplifier 9 of the comparator unit 10, the error signal amplifier 11 (AGC amplifier), detector 12, filter 13. The device also includes a controlled amplifier 14, the signal input of which is connected to the terminals for connecting the input source (not a cauldron), a control input with a filter output 13, and an output through a distributor 15 - with the inputs of channel amplifiers 1 and 5. In addition, the device contains a generator of 16 modulating voltages, the first and second outputs of which are connected to the control inputs of the distributor 15 , the third and fourth outputs to the control inputs of the synchronous detectors 2 and 6, and the fifth output to the control input of the key. The reference input of the comparison unit 10 is connected to the output of the constant reference voltage block (not shown). The device works as follows. The input signal 11, (Fig.2. "|) Arrives at the signal input of the controlled amplifier 1, at the output of which the distributor 15 is controlled by the generator 16 of the modulating signals, temporarily splits the signal. The signal U (figure 2 |) proportional to the voltage of the dividend enters the numerator channel at the input of the channel amplifier 1. The signal Hfl of fig.2c), proportional to the voltage of the divider, enters the channel denominator - at the input ka-. The national amplifier 5. The signal Ug is amplified by amplifier 1, detected by the synchronous detector 2 (Fig. 27), averaged by filter 3 and fed to the measuring device 4. The signal Ugj is amplified by the amplitude: 5, detected by the synchronous detector 6 (figure 2 ( )) and is averaged by filter 7 (Fig. 2 | e). A constant voltage U., proportional to the input voltage U. of the channel denominator, is then converted to a variable by key 8 (Fig. 24 :), amplified by a narrowband amplifier 9 (Fig. 2h) and fed to a comparison unit 10, where also the constant the reference voltage U. The output signal of the comparator unit 10 is amplified by the error signal amplifier 11 and converted to a constant voltage by the detector 12 and filter 13. The output signal of the filter 13 is supplied as a control voltage for the voltage e to the amplifier 14, with which impl stvl a gain adjustment signal within the input device tract. Due to this, the voltage at the output of the numerator channel, measured by instrument 4, is proportional to the ratio of the signals UU and and ,. Due to the key 8 and the narrow-band amplifier 9, newly introduced into the device, the voltage at the output of the filter 7 in the channel of the denominator is converted back into Variable | is amplified, "then compared with the reference one, amplified, detected and averaged, significantly the fluctuation error of the AGC system working out the signal in the denominator channel decreases. The use of the proposed device, for example, as a measurer of noise figure and transmission coefficient of microwave transistor, improves the accuracy of measurement of the specified parameters of ranzistor.

а)but)

ffgi И,ffgi and,

II

«"

ff

-,-,

«f“F

00

«г."Y.

аbut

оabout

..

If,X )If, X)

iiiminnjiJTnrLnmirLrinjirmnrLiiiminnjiJTnrLnmirLrinjirmnrL

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее канал числителя, состоящий из последовательно включенных первого канального усилителя, первого синхронного детектора, первого фильтра, измерительного прибора, канал знаменателя, состоя. щий из последовательно включенных второго канального усилителя, вто- . рого синхронного детектора, второго ' фильтра и последовательно включен ных блока постоянного опорного напряжения, блока сравнения, усилителя сигнала рассогласования, детектора, третьего фильтра, управляемый усилитель, сигнальный вход которого соединен с клеммами для подключения , источника входного сигнала, управляющий вход - с выходом третьего фильтра, а выход через распределитель — с входами обоих канальных усилителей, генератор модулирующих напряжений, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам распределителя, а третий и четвертый выходы - к управляющим входам синхронных детекторов, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в канал знаменателя введены ключ и узкополосный усилитель, причем сигнальный вход ключа соединен с выходом второго фильтра, а управляющий вход - с пятым выходом !генератора модулирующих напряжений, вход узкополосного усилителя подключен к выходу ключа, а выход к сигнальному входу блока сравнения.DEVICE FOR MEASURING THE RELATIONSHIP OF TWO VARIABLE VOLTAGES, comprising a numerator channel, consisting of a series-connected first channel amplifier, a first synchronous detector, a first filter, a measuring device, a denominator channel, consisting of the second of the series-connected second channel amplifier, the second. a synchronous detector, a second 'filter and a series-connected constant reference voltage unit, a comparison unit, an error signal amplifier, a detector, a third filter, a controlled amplifier whose signal input is connected to the terminals for connection, an input signal source, and a control input - with the output of the third filter, and the output through the distributor - with the inputs of both channel amplifiers, a modulating voltage generator, the first and second outputs of which are connected to the control inputs of the distributor and the third and fourth outputs are to the control inputs of synchronous detectors, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, a key and a narrow-band amplifier are introduced into the denominator channel, the signal input of the key being connected to the output of the second filter, and the control input to the fifth output! of the modulating voltage generator, the input of the narrow-band amplifier is connected to the output of the key, and the output to the signal input of the comparison unit. ί 1095080ί 1095080