SU938189A1 - Device for measuring voltage divider frequency errors - Google Patents

Description

(5) УСТРОйеТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ(5) DEVICE TO MEASURE FREQUENCY

ПОГРЕШНОСТЕЙ ДЕЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯERRORS OF VOLTAGE DIVIDERS

1one

; Изобретение относитс  к радиоизмерени м .; This invention relates to radio measurements.

Известно устройство дл  измерени  частотных характеристик четырехполюсников , содержащее задающий генератор , переключатель, усилительограничитель ,, формирователь импульсов , ждущий мультивибратор, двухполюсный переключатель, вольтметр, диодный мост, дополнительнь(й формирователь 1 .A device for measuring the frequency characteristics of quadrupoles is known, comprising a master oscillator, a switch, an amplifier, a limiter, a pulse shaper, a standby multivibrator, a two-pole switch, a voltmeter, a diode bridge, and an additional (th driver 1.

Недостатком данного устройства  вл ютс  большие погрешности измерени .The disadvantage of this device is large measurement errors.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство, реализующее способ, при котором равные по амплитуде напр жени  низкой и высокой частот поочередно с малой частотой коммутации подаютс  на вход исследуемого делител , а выходное напр жение этого делител , состо щее из пакетов низкочастотного и высокочастотного напр жений, детектируютThe closest in technical essence is a device implementing a method in which equal amplitudes of low and high frequencies alternately with a low switching frequency are fed to the input of a divider under study, and the output voltage of this divider consisting of packets of low frequency and high frequency voltages detect

выдел ют переменное напр жение частоты коммутации, которое усиливают, синхронно детектируют и измер ют, и состо щее из генераторов опорной и перестраиваемой частот, подключенных к входам коммутатора непосредственно и через управл емый делитель, причем выход коммутатора подключен V к входу провер емого делител , выход которого через балансный смеситель , усилитель, амплитудный детектор и синхронный детектор, управл емый сигналом с импульсного усилител , подключен к измерителю 2 J.A variable switching frequency voltage is selected, amplified, synchronously detected and measured, and consisting of reference and tunable frequency generators connected to the switch inputs directly and through a controlled divider, the switch output connected V to the input of the tested splitter, the output through a balanced mixer, amplifier, amplitude detector and a synchronous detector, controlled by a signal from a pulse amplifier, connected to a 2 J meter.

Данное устройство не обеспечивает достаточной точности при больших коэффициентах делени .This device does not provide sufficient accuracy for large division factors.

Цель изобретени  повышение точности измерений при больших коэффициентах делени .The purpose of the invention is improving the accuracy of measurements with large division factors.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор опорной частоты, выход которого через управл емый делитель напр жени  соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом генератора с перестраиваемой частотой, а выход подключен к входу измер емого делител  напр жени , балансный смеситель, оди вход которого соединен с выходом изм р емого делител  напр жени , выход которого через последовательно включенные первый усилитель, первый амплитудный детектор, второй усилитель и первый синхронный детектор соединен с индикатором, причем вход управлени  коммутатора и второй вход синхронного детектора соединены с выходами генератора импульсов, введе ны сумматор, два амплитудных детектора , фильтр нижних частот, третий усилитель и второй синхронный детектор , один вход которого соединен с третьим выходом генератора импульсов второй вход через последовательно включенные третий усилитель и второй амплитудный детектор соединен с выходом коммутатора, а второй вход балансного смесител  через последовательно включенные фильтр нижних ча тот и третий амплитудный детектор соединен d выходом сумматора, входы которого соединены с входами коммутатора . На чертеже приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, генератор 2 пере-страиваемой частоты, управл емый делитель 3 напр жени , коммутатор k, измеритель 5, балансный смеситель 6 сумматор 7, амплитудные детекторы 8-10, усилители 11-13, Фильтр нижних частот, синхронные детекторы 15 и 6| генератор 17 импульсов, провер емый делитель 18 напр жени . Принцип работы устройства заключаетс  в следущем. Пакеты напр жений генераторов 1 и 2 ерез коммутатор , управл емый генератором 17, поочередно воздействуют на вход контролируемого делител  18. Управл емым делителем 3 уравнивают амплитуды напр жений опо ной и испытательной частот. Равные амплитуды напр жений опорной и испы тательной частот суммируютс  суммаг тором 7 и результирующее напр жение далее детектируют детектором 9. Низ кочастотную составл ющую напр жени  выдел ют фильтром 1 и подают на вх балансного смесител  6. На сигнальный вход смесител  6 поочередно поступают пакеты напр жений опорной и испытательной частот с выхода контролируемого делител  18. Усилителем 11, настроенным на частоту, равную полусумме испытательной и опорной частот, выдел ют пакеты комбинационных частот , которые после усилени  детектируют детектором 8. При наличии чactoтнoй погрешности на частоте испытательного сигнала щ генератора 2 относительно опорной частоты ш генератора 1 на выходе детектора 8 по вл етс  напр жение частоты коммутации, амплитуда которого пропорциональна значению частотной погрешности . Это напр жение усиливаетс  усилителем 12 и выпр мл етс  детектором 15. Выпр мленное напр жение измер етс  измерителем 5 шкала которого проградуирована в относительных значени х частотной погрешности делител  напр жени . /Чпй автоматического поддержани  ра венства амплитуд напр жений опорной и испытательной частот при перестройке частотыШ.генератора 2, выходное напр жение коммутатора Ц подают на детектор 1C. Если коммутируемые напр жени  не равны по амплитуде, то на выходе детектора 10 по вл етс  напр жение частоты коммутации, пропорциональное разности амплитуд. Это напр жение усиливаетс  усилителем 13 и выпр мл етс  детектором 16. Выпр мленное напр жение воздействует на управл ющий вход делител  3 в направлении уменьшени  разности амплитуд коммутируемых напр жений. В результате непрерывно поддерживаетс  равенство амплитуд напр жений, поочередно воздействующих на контролируемый делитель 18 и сумматор 7, где формируетс  гетеродинное напр жение требуемой частоты. Выделение усилителем 11 сигналов, состо щих из пакетов колебаний одной частоты ,i , йcключaef вли ние частотНОЙ погрешности самого усилител  изза расстройки на точность измерени . Выполнение усилител  с входным делителем напр жени  дл  регулировки уровн  ослабл ет напр жени  одной частоты, что Приводит к отсутствию частотных искажений и обеспечивает посто нство амплитуды детектируемого напр жени  при различных значени х коэффициента делени  контролируемого делител  18. Поэтому показани  измерител  5 не завис т от величины коэф фициента делени  контролируемого делител , а определ ютс  только значени ми его измер емой погрешности. Использование предлагаемого устройства позволит более полно контролировать частотные свойства делителей напр жени , изготавливаемых сред ствами интегральной технологии дл  введени , коррекции при расширении их частотного диапазона. Внедрение их в практику метрологического обеспечени  выпуска электронных вольтметров дл  широкого диапазона частот исключает трудоемкие поверочные операции с использованием малонадежного и дорогого термоэлектрического компаратора. формула изобретени  Устройство измерени  частотных погрешностей делителей напр жени , содержащее генератор опорной частоты , выход которого через управл емый делитель напр жени  соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом генератора с перестраиваемой частотойj а выход подключен к входу измер емого делител  напр жени , балансный смеситель , один вход которого соединен с выходом измер емого делител  напр жени , выход которого через последовательно включенные первый усилитель , первый амплитудный детектор, второй усилитель и первый синхронный детектор соединен с индикатором . причем вход управлени  коммутатора и второй вход синхронного детектора соединены с выходами генератора импульсов , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений при больших коэффициентах делени , в него введены сумматор, два амплитудных детектора, фильтр нижних частот, третий усилитель и efoрой синхронный детектор, один вход которого соединен с третьим входом: генератора т1пульсов, второй вход через последовательно включенные третий усилитель и второй амплитудный детектор соединен с выходом коммутатора , а второй вход балансного смесител  через последовательно включенные фильтр нижних частот и третий амплитудный детектор соединен с вы ходом сумматора, входы которого соединены с входами коммутатора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР IP 679891, кл. G 01 R 23/02, 17.0«.7б. 2.АвтЬрское свидетельство СССР 270879, кл. G 01 R 27/02, 04.02.69The goal is achieved in that a device containing a reference frequency generator, the output of which through a controlled voltage divider is connected to the first input of the switch, the second input of which is connected to the output of the generator with a tunable frequency, and the output connected to the input of the measured voltage divider, balanced mixer, the input of which is connected to the output of a measurable voltage divider, the output of which is through a series-connected first amplifier, first amplitude detector, second amplifier and first syn A chronic detector is connected to the indicator, the switch control input and the second input of the synchronous detector are connected to the pulse generator outputs, an adder, two amplitude detectors, a low-pass filter, a third amplifier and a second synchronous detector, one input of which is connected to the third pulse generator, are entered the input through the series-connected third amplifier and the second amplitude detector is connected to the output of the switch, and the second input of the balanced mixer through the series-connected filter Cha and the lower third amplitude detector output d is connected to adder inputs of which are connected to the switch inputs. The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed device. The device contains a reference frequency generator 1, a variable frequency generator 2, a controlled voltage divider 3, switch k, meter 5, balanced mixer 6 adder 7, amplitude detectors 8-10, amplifiers 11-13, Low-pass filter, synchronous detectors 15 and 6 | 17 pulse generator, verifiable voltage divider 18. The principle of operation of the device is as follows. The voltage packages of the generators 1 and 2 through the switch, controlled by the generator 17, alternately act on the input of the controlled divider 18. The controlled divider 3 equalizes the amplitudes of the voltage and test frequencies. Equal amplitudes of the voltages of the reference and test frequencies are summed by the generator 7 and the resulting voltage is further detected by the detector 9. The low-frequency component of the voltage is extracted by the filter 1 and fed to the input of the balanced mixer 6. The signal input of the mixer 6 is alternately received voltage packets reference and test frequencies from the output of the controlled splitter 18. Amplifier 11, tuned to a frequency equal to half the sum of the test and reference frequencies, selects packages of combination frequencies, which, after amplification of the detections If the frequency error of the test signal of the generator 2 relative to the reference frequency of the generator 1 is present at the output of the detector 8, a switching frequency voltage appears, the amplitude of which is proportional to the frequency error value. This voltage is amplified by amplifier 12 and rectified by detector 15. The rectified voltage is measured by gauge 5 whose scale is graduated in relative values of the frequency error of the voltage divider. / Chp automatically maintain the equality of the amplitudes of the voltages of the reference and test frequencies when tuning the frequency of the generator 2, the output voltage of the switch C is fed to the detector 1C. If the switching voltages are not equal in amplitude, then the output of the detector 10 is a switching frequency voltage proportional to the difference of the amplitudes. This voltage is amplified by amplifier 13 and rectified by detector 16. The rectified voltage acts on the control input of divider 3 in the direction of decreasing the difference in amplitude of the switched voltages. As a result, the amplitudes of the voltages alternately acting on the controlled divider 18 and the adder 7, where the heterodyne voltage of the required frequency is generated, are continuously maintained. The selection by the amplifier 11 of signals consisting of oscillation packets of one frequency, i, kefaef, the influence of the frequency error of the amplifier itself due to detuning on the measurement accuracy. Performing an amplifier with an input voltage divider to adjust the level attenuates the voltage of one frequency, which leads to the absence of frequency distortion and ensures the amplitude of the detected voltage at different values of the division factor of the monitored divider 18. Therefore, the readings of the meter 5 do not depend on the magnitude the division factor of the controlled divider, and is determined only by the values of its measurable error. The use of the proposed device will make it possible to more fully control the frequency properties of voltage dividers manufactured by means of an integrated technology for introducing, correcting, while expanding their frequency range. Their introduction into the practice of metrological assurance of the release of electronic voltmeters for a wide range of frequencies eliminates time-consuming calibration operations using an unreliable and expensive thermoelectric comparator. The invention The device for measuring the frequency error of the voltage divider containing the reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the switch through a controlled voltage divider, the second input of which is connected to the output of the variable frequency generator j and the output connected to the input of the measured voltage divider balanced mixer, one input of which is connected to the output of the measured voltage divider, the output of which through a series-connected first amplifier, the first amplitude g the detector, the second amplifier and the first synchronous detector are connected to the indicator. Moreover, the control input of the switch and the second input of the synchronous detector are connected to the outputs of the pulse generator, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy with large division factors, an adder, two amplitude detectors, a low-pass filter, a third amplifier and an efo synchronous detector are entered into it, one input of which is connected to the third input: a generator of t1 pulses, a second input through a series-connected third amplifier and a second amplitude detector connected to the switch output, and the second input of the ball nssnogo mixer through a series of low-pass filter and the third amplitude detector is connected to the output of the adder, the inputs of which are connected to the inputs of the switch. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate IP 679891, cl. G 01 R 23/02, 17.0 “.7b. 2.Avtbrskoe certificate of the USSR 270879, cl. G 01 R 27/02, 04.02.69

77

1717

v /v /

WW

/5/five

S S

it2 it2

/5/five

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство измерения частотных 25 погрешностей делителей напряжения, содержащее генератор опорной частоты , выход которого через управляемый делитель напряжения соединен с первым входом коммутатора, второй вход зо которого соединен с выходом генератора с перестраиваемой частотой» а выход подключен к входу измеряемого делителя напряжения, балансный смеситель, один вход которого соединен с выходом измеряемого делителя напряжения, выход которого через последовательно включенные первый усилитель, первый амплитудный детектор, второй усилитель и первый синхронный детектор соединен с индикатором . причем вход управления коммутатора и второй вход синхронного детектора соединены с выходами генератора импульсов, отличающееся тем, что, с Целью повышения точности измерений при больших коэффициентах деления, в него введены сумматор, два амплитудных детектора, фильтр нижних частот, третий усилитель и второй синхронный детектор, один вход которого соединен с третьим входом: генератора импульсов, второй вход через последовательно включенные третий усилитель и второй амплитудный детектор соединен с выходом коммутатора, а второй вход балансного смесителя через последовательно включенные фильтр нижних частот и третий амплитудный детектор соединен с выходом сумматора, входы которого соединены с входами коммутатора.A device for measuring the frequency 25 errors of voltage dividers, containing a reference frequency generator, the output of which is connected through a controlled voltage divider to the first input of the switch, the second input of which is connected to the generator output with a tunable frequency "and the output is connected to the input of the measured voltage divider, balanced mixer, one the input of which is connected to the output of the measured voltage divider, the output of which is through a series-connected first amplifier, a first amplitude detector, and a second amplifier divisor and the first synchronous detector connected to an indicator. moreover, the control input of the switch and the second input of the synchronous detector are connected to the outputs of the pulse generator, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements at high fission factors, an adder, two amplitude detectors, a low-pass filter, a third amplifier and a second synchronous detector are introduced into it, one input of which is connected to the third input of the pulse generator, the second input through the third amplifier and the second amplitude detector connected in series to the output of the switch, and the second input of the ball nsnogo mixer through a series-connected low-pass filter and a third amplitude detector is connected to the output of the adder, the inputs of which are connected to the inputs of the switch.