SU1213425A1 - Apparatus for measuring alternating voltage - Google Patents

Description

1121342511213425

Изобретение относитс  к электроИдThe invention relates to electroid

измерительной технике и может быть использовано при построении широкополосных измерителей переменного напр жени .measuring equipment and can be used in the construction of broadband AC voltage meters.

Цель изобретени  - повьшение точности измерени .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит амплитудньй модул тор 1, йход, которого  вл етс  ВХОДОМ- устройства, пиковый детектор 2, генератор 3, блок 4 вычитани , пиковый детектор 5 переменной составл ю- щей, усилитель 6, детектор 7 огибающей и вольтметр 8 посто нного тока.The device contains an amplitude modulator 1, the input of which is an INPUT device, a peak detector 2, a generator 3, a subtraction unit 4, a peak variable detector 5, a amplifier 6, an envelope detector 7 and a DC voltmeter 8.

Первый вход блока 4 вычитани  соединен через пиковьш детектор 5 с выходом детектора 7 и входом вольтметра , выход - с входом управлени  уси ,лител  6,- а второй вход через пико- вьй детектор 2-е выходом генератора 3 и первым входом амплитудного модул тора 1, выход которого через усилитель 6 подключен к входу детектора- 7;The first input of subtraction unit 4 is connected via a peak detector 5 with a detector output 7 and a voltmeter input, the output is connected to the control input usi, a light 6, and the second input through a peak detector 2 output generator 3 and the first input of the amplitude modulator 1 , the output of which through the amplifier 6 is connected to the input of the detector-7;

Дополнительно устройство содержит ключ 10 и блок 9 контрол  частоты, причем вь1ход генератора 3 подключен к первому .входу амплитудного модул тора 1 через клк1Ч 10, управл ющий вход которого через блок 9 контрол  частоты подключен к выходу усилител  6.Additionally, the device contains a key 10 and a frequency control unit 9, the generator 3 is connected to the first input of the amplitude modulator 1 via CL1CH10, the control input of which is connected through the frequency control unit 9 to the output of the amplifier 6.

В конкретных вариантах конструктивного исполнени  устройства целесообразно введение фильтра 11 низких частот во входную цепь вольтметра 8, а во входные цепи пикового детектора 2 и ключа 10 - аттенюаторов 12 и 13 соответственно.In specific embodiments of the device, it is advisable to insert a low-pass filter 11 into the input circuit of a voltmeter 8, and into the input circuits of the peak detector 2 and the key 10 - attenuators 12 and 13, respectively.

Измер емый сигнал Ujj UyCoscjt, где иц - амплитуда сигнала, а Q - его частота, поступает на первьй вход амплитудного модул тора 1. Одновременно сигнал U U cosnt, где и.. - амплитуда сигнала, а его частота, ослабл  сь в аттенюаторе 13 в Кд-раз, от модулирующего генератора 3 через ключ 10 поступает на другой вход модул тора 1 и модулирует измер емый сигнал по амплит:- де. На выходе модул тора 1 сигнал принимает вид P. If cos{co)U 1 |tCOs (Q-Cl)t ,The measured signal Ujj UyCoscjt, where it is the amplitude of the signal, and Q is its frequency, arrives at the first input of the amplitude modulator 1. At the same time, the signal UU cosnt, where and .. is the signal amplitude, and its frequency is attenuated in the attenuator 13 Cd time, from the modulating oscillator 3, through the key 10 is fed to another input of the modulator 1 and modulates the measured signal in amplitudes: - de. At the output of the modulator 1, the signal takes the form P. If cos {co) U 1 | tCOs (Q-Cl) t,

На выходе широкополосного усилител  6 сигнал усилител  имеет видAt the output of the broadband amplifier 6 signal amplifier has the form

2525

22

и„ Кчand „Kč

Ид UuK -003(01+ cos(u + R)t+ т Eid UuK -003 (01+ cos (u + R) t + t

имКу, ..imku ..

+ COs(cO-S7)t,+ COs (CO-S7) t,

1 а1 a

где Кц - коэффициент, усилени  усилител  .where Kc is the gain factor of the amplifier.

При коэффициенте передачи детектора 7 огибающей, равно единице, на его выходе получим сигнал видаWhen the transmission coefficient of the detector 7 envelope is equal to one, at its output we will receive a signal of the form

и.КгKg

,,

2К,2K

cossetcosset

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

Переменна  составл юща  этого сигнала подавл етс  фильтром 11, а посто нна  составл юща  пропускаетс  на его выход, где измер етс  вольтметром 8. Одновременно с выхода детектора 7, сигнал поступает на закрытый вход пикового детектора 5, на выходе которого по вл етс  .The variable component of this signal is suppressed by filter 11, and the constant component is passed to its output, where it is measured by a voltmeter 8. At the same time from the output of the detector 7, the signal goes to the closed input of the peak detector 5, the output of which appears.

сто нное напр жение величиной2.,standing voltage value 2.,

.2k а.. .2k and ..

которое, подаетс  на первый входwhich is fed to the first input

блока 4 -вычитани  .block 4 - read.

На второй вход блока 4 вьшитани  поступает посто нное напр жение с .The second input of unit 4 is supplied with a constant voltage c.

UM . амплитудой -т;-г, которое получаетс Um. amplitude -t; -g, which is obtained

- 2 --В результате ослаблени  сигнала генератора 3 аттенюатором 12 с коэффициентом ослаблени  К и детекти-. ровани  пиковым детектором 2. При Кц 2К ц на выходе блока 4 вычитани  . будет нуль. При изменении частоты измер емого сигнала амплитуда его в результате неравномерности АЧХ усилител  6 может усиливатьс  или ослабл тьс  в К-раз. Так как частота сигнала генератора 3 выбираетс .со п , можно считать, что амплитуда модулирующего сигнала из-за неравномерности АЧХ усилител  6 также будет усиливатьс  или ослабл тьс  в К-раз. Следовательно, с выхода блока 4 вычитани  на . регулирующий вход щиро- кополосного усилител  6 поступает посто нное напр жение, которое измен ет его усиление до установлени  равенства напр жени  на входах блока 4 вычитани , -т.е. ослабление или усиление входного сигнала в результате неравномерности АЧХ усилител  6 . компенсируетс  соответственно изменением коэффициента его передачи, Так как неравномерность АЧХ вольт- 5 метра особенно сильно про вл етс  на высоких частотах, а также в результате нарушени  неравенства со fZ при уменьшении частотым, при сниже3 1213425Л  - 2 - As a result of the attenuation of the generator signal 3 by the attenuator 12 with the attenuation coefficient K and detected. Peak detector 2. When Cr 2K c at the output of block 4 subtraction. will be zero. When the frequency of the measured signal changes, its amplitude as a result of the non-uniformity of the frequency response of the amplifier 6 can be amplified or attenuated K times. Since the frequency of the signal from oscillator 3 is chosen as co. P, it can be assumed that the amplitude of the modulating signal due to uneven frequency response of amplifier 6 will also be amplified or attenuated K times. Therefore, from the output of block 4 subtraction on. The regulating input of the broadband amplifier 6 receives a constant voltage, which changes its gain until the voltage is equal at the inputs of the subtraction unit 4, i.e. attenuation or amplification of the input signal as a result of the uneven frequency response of the amplifier 6. it is compensated accordingly by a change in its transmission coefficient, since the non-uniformity of the frequency response of a volt-5 meter is particularly pronounced at high frequencies, and also as a result of the violation of the inequality with fZ with decreasing frequency, with decreasing3 1213425Л

НИИ частоты со до определенного зна-ства, которое затем измер ет напр чени  блок 9 контрол  частоты е по-жение обычным образом,Research institute of frequency from up to a certain value, which then measures the voltage of the frequency control unit 9 in the usual way,

мощью ключа 10 отключает модулирую-В предлагаемом устройстве повышещее напр жение от амплитудного моду-на точность измерени  за счет комл тора 1 , тем самым отключаетс j пенсации погрешностей, вносимых из-заby the power of the key 10, the modulated-in the proposed device increases the voltage from the amplitude mod-on the measurement accuracy at the expense of the compressor 1, thereby disconnecting the j of the compensation of the errors introduced due to

кольцо авторегулировани  АЧХ устрой-неравномерности АЧХ усилител  6.Auto-adjusting frequency response ring for device-non-uniformity

Claims (2)

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные усилитель, детектор огибающий и вольтметр постоянного тока, отличаю- щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены амплитудный модулятор, генератор, блок вычитания, пиковый детектор и пиковый детектор переменной составляющей, вход которого подключен к выходу детектора огибающей, а выход к первому входу блока вычитания, выход которого соединен с входом управления коэффициентом усиления усилителя, а второй вход через пиковый детектор - с выходом генератора и первым входом амплитудного модулятора, выход которого подключен к входу усилителя, а вход является входом устройства.I. AC VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE, comprising a series-connected amplifier, an envelope detector and a direct current voltmeter, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, an amplitude modulator, a generator, a subtraction unit, a peak detector and peak variable component detector, the input of which is connected to the envelope detector output, and the output to the first input of the subtraction unit, the output of which is connected to the amplifier gain control input, and the second input through the peak detector - a generator output and the first input of the amplitude modulator, the output of which is connected to the input of the amplifier, and the input is an input device. 2. Устройство по п. ^отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот в область низких частот, в него введены блок контроля частоты и клю.ч, причем выход генератора соединен с первым входом амплитудного модулятора через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя через блок контроля частоты.2. The device according to p. ^ Characterized in that, in order to expand the operating frequency range to the low frequency region, a frequency control unit and a key are introduced into it, and the generator output is connected to the first input of the amplitude modulator through a key, the control input of which is connected to the output of the amplifier through the frequency control unit. SU „1213425 >SU „1213425> I 2134 25I 2134 25