SU1018029A1

SU1018029A1 - High-frequency voltmeter

Info

Publication number: SU1018029A1
Application number: SU813295013A
Authority: SU
Inventors: Николай Семенович Жилин; Виталий Николаевич Малиновский; Александр Иванович Воронков
Original assignee: Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники
Priority date: 1981-05-25
Filing date: 1981-05-25
Publication date: 1983-05-15

Abstract

высокочастотный ВОЛЬТМЕТР, содержащий стробоскопический преобразователь , один из входов которого вл етс входом вольтметра, а вьаход черед запоминающий блок и первый фильтр соединен с индикатором, последовательно соединенные фазовый детектор, к одному из входов которого подключен опорный генератор, второй фильтр, управл ющий элемент, подключенный к одному из входов перестраиваемого генератора , другой вход которого соединен о блоком поиска частоты, о т л ич а ю щ и и с тем, что, с целью расширени диапазона измерений, и.него дополнительно введены формирователь стробимпульсов, смеситель, разв зываквдий усилитель и делитель частоты, включенный между выходом перестраиваемого генератора и входом формировател стробимпульсов, один из/вко- I дов смесител через разв зывающий § усилитель соединен с входом вольтмет- СА ра, другой вход соединен с выходом перестраиваемого генератора, а выход - с другим ОБХОДОМ фазового детектора .a high-frequency VOLTMETR containing a stroboscopic converter, one of the inputs of which is the input of a voltmeter, and the turn of the storage unit and the first filter are connected to an indicator, a phase detector connected in series, one of the inputs of which is connected to a reference oscillator, the second filter, a control element connected to one of the inputs of a tunable oscillator, the other input of which is connected to the frequency search block, which is the reason that, in order to extend the measurement range, and more The strobe pulse former, the mixer, the amplifier and the frequency divider connected between the output of the tunable generator and the strobe pulse driver input, one of the mixer taps, through the decoupling amplifier, are connected to the input of the voltmeter, the other input is connected to the output. tunable oscillator, and the output - with a different bypass phase detector.

Description

((

h-€)h- €)

0000

оabout

rsDrsD

СО Изобретение относитс к техникеизмерени переменных напр жений высо кой частоты. Известны вольтметры, содержащие преобразователь частоты, один вход которого соединен с входом устройства ,.а другой с выходом перестраиваемого генератора, выход преобразовате л частоты соединен с измерительным блоком. Входной сигнал вольтметра преобразуетс на низкую промежуточну частоту с сохранением его уровн . Это позвол ет получать высокую точность измерени напр жени за счет использовани измерительного блока, аботающего на фиксированной промежу точной частоте 1 . 1 Недостатками таких вольтметров в л ютс больша погрешность, обусловленна неравномерностью амплитудночастотной характеристики перестраива емого генератора., зависимость погрешности от коэффициента нелинейных искажений его выходного напр жени . Погрешность измерени в таких вольтметрах увеличиваетс при увеличении амплитуды входного сигнала, ввиду:от личи характеристики смесител от квадратичной. Наиболее близким к изобретению в л етс выс окочастотный вольтметр, со держащий стробоскопический преобразо ватель, один из входов которого вл етс входом устройства, выход стро боскопического преобразовател через Запоминающий блок и первый фильтр со динен с индикатором и через последовательно соединенные фазовый детектор , второй фильтр, управл ющий элемент , перестраиваемый генератор и формирователь стробимпульсов - с дру гим входом стробоскопи-ческого преобразовагел , причем к другому входу фазового детектора подключен генератор. В вольтметре преобразование частоты входного сшнала на промежуточную частоту осуществлиетс в стробоскопических преобразовател х, что повышает линейность преобразовани и уменьшает погрешности по сравнению с гетеродинным Преобразованием 2, Недостатком известного устройства вл етс малый диапазон измер емых -напр жений, обусловленный применением импульсно-фазовой автопрдстройки частоты, котора работает при выходных сигналах не менее 10-15 мВ, так как стробоскопический преобразовател вход щий в Контур автоподстройки, об ладает повышенными шумовыми характеристиками , Цель изобретени - расширение диа пазона измер емых напр жений. Поставленна цель достигаетс тем что в высокочастотный вольтметр, содержащий стробоскопический преобразо ватель/ один из входов которого вл етс входом вольтметра, а выход через запоминающий блок и первый фильтр соединен с индикатором, последовательно соединенные фазовый детектор, к одному из входов которого подключен опорный генератор, второй фильтр, «управл ющий элемент, подключенный к одному их входов перестраиваемого генератора, другой.вход которого соединен с блоком поиска частоты, дополнительно введены формирователь стробимпульсов , смеситель, разв зывагаций усилитель и делитель частоты, включенный между выходом перестраиваемого генератора и входом формировател стробимпульсов, один из входов смесител через разв зывающий усилитель соединен с входом вольтметра, другой вход соединен с выходом перестраиваемого генератора, а выход - с другим входом фазового детектора. На чертеже представлена структурна схема высокочастотного вольтмет-; ра. , . Высокочастотный вольтметр содержит стробоскопический преобразователь 1,. запоминающий блок 2, первый фильтр Э, индикатор 4, разв зывающий усилитель 5, смеситель б, перестраиваемый генератор 7, блок 8 поиска частоты, управл кхдий элемент 9, второй фильтр 10, фазовый детектор 11, опорный генератор 12, делитель 13 частоты, формирователь 14 стробимпульсов , . Входной сигнал поступает на один из входов преобраз.овател 1, а затем через запоминающий блок 2, первый фильтр 3, вл кадийс фильтром низких частот, на индикатор 4. Входной сигнал поступает также через разв зывающий усилитель 5 на один из входов смесител б, другой вход которого подключен к перестраиваемому генератору 7, к которому подключен .также блок 8 поиска частоты и управл ющий элемент 9. Выход смесител б соединен с одним из входов фазового детектора 11, к другому входу которого подключен опорный генератор 12, Выход фазового детектора -11 через второй фильтр 10 (фильтр низких частот) соединен с входом управл ющего элемента 9. Выход Перестраеваемого генвратора 7 через делитель 13 частоты и формирователь 14 стробимпульсов соединен с другим входом стробоскопического преобразовател 1, Вольтметр работает следующим образом . Входной высокочастотный сигнал поступает на преобразователь 1 и од новременно через разв зывающий усилитель 5 на смеситель б, В смесителе б, который входит в систему фазовой автоподстройки частоты (блоки 7, 9, 10, 11 и 12), высокочастотный сигнал преобразуетс в сигнал с промежуточной частотой f. Блок 8 поиска часто ты подстраивает частоту перестраиваемого генератора 7 до значени близкого к чартоте опорного генератораThe invention relates to a technique for measuring high frequency alternating voltages. Voltmeters are known that contain a frequency converter, one input of which is connected to the input of the device, and the other to the output of a tunable generator, the output of the frequency converter is connected to a measuring unit. The input signal of the voltmeter is converted to a low intermediate frequency while maintaining its level. This makes it possible to obtain a high accuracy of voltage measurement by using a measuring unit operating at a fixed interval frequency 1. 1 The disadvantages of such voltmeters are a large error due to the non-uniformity of the amplitude-frequency characteristic of the tunable oscillator., The dependence of the error on the nonlinear distortion coefficient of its output voltage. The measurement error in such voltmeters increases with an increase in the amplitude of the input signal, in view of: from the characteristic of the mixer from the quadratic one. Closest to the invention is a high-frequency voltmeter containing a stroboscopic converter, one of the inputs of which is the device input, the output of a stroboscopic converter through the storage unit and the first filter connected to the indicator and through the series-connected phase detector, the second filter, control element, tunable generator and strobe pulse former - with another input of a stroboscopic converter; moreover, a generator is connected to another input of the phase detector torus. In a voltmeter, the frequency conversion of the input signal to the intermediate frequency is performed in stroboscopic converters, which increases the linearity of the conversion and reduces errors compared to the heterodyne conversion 2. A disadvantage of the known device is the small range of measured -voltages caused by the use of pulse-phase auto-frequency tuning, which operates with output signals of at least 10-15 mV, since the stroboscopic converter included in the auto-tuning loop has increased noise characteristics. The purpose of the invention is to expand the range of measured voltages. The goal is achieved by the fact that a high-frequency voltmeter containing a stroboscopic converter / one of the inputs of which is an input of a voltmeter, and an output through a storage unit and the first filter is connected to an indicator connected in series with a phase detector, one of the inputs of which is connected to a reference oscillator, the second filter, "control element connected to one of the inputs of a tunable generator, the other one whose input is connected to the frequency search unit, a shaper page is additionally entered bipulses, mixer, amplifier and frequency divider connected between the output of a tunable generator and the input of a strobe pulse former, one of the inputs of the mixer is connected via an isolating amplifier to a voltmeter input, the other input is connected to the output of a tunable generator, and the output is connected to another input of the phase detector . The drawing shows a structural diagram of a high-frequency voltmet-; ra. , The high frequency voltmeter contains a stroboscopic converter 1 ,. storage unit 2, first filter E, indicator 4, decoupling amplifier 5, mixer b, tunable generator 7, block 8 of frequency search, control of element 9, second filter 10, phase detector 11, reference generator 12, frequency divider 13, driver 14 strobes,. The input signal goes to one of the inputs of the converter 1, and then through the storage unit 2, the first filter 3, the filter with the low-pass filter, to the indicator 4. The input signal also goes through the isolating amplifier 5 to one of the inputs of the mixer b, the other the input of which is connected to the tunable generator 7, to which the frequency search block 8 and the control element 9 are connected. The output of the mixer b is connected to one of the inputs of the phase detector 11, to the other input of which the reference generator 12 is connected, the output of the phase detector -11 through the second filter 10 (low-pass filter) is connected to the input of the control element 9. The output of the Tunable Generator 7 through the frequency divider 13 and the driver 14 of the strobe pulses is connected to another input of the stroboscopic converter 1, the Voltmeter works as follows. The input high-frequency signal is fed to converter 1 and at the same time through decoupling amplifier 5 to mixer b, mixer b, which enters the phase locked loop (blocks 7, 9, 10, 11 and 12), the high-frequency signal is converted into a signal from an intermediate frequency f. Search block 8 Often you adjust the frequency of the tunable generator 7 to a value close to the chart of the reference generator

w-inr for)w-inr for)

где fp, , for- частоты входного ригнала перестраиваемого генератора и опорного генератора соответственно.where fp,, for- are the frequencies of the input signal of the tunable generator and the reference generator, respectively.

В свою очередь система фазовой автоподстройки частоты обеспечивает точное выполнение указанного равенства . Делитель 13 частоты обладает переменным коэффициентом делени и частота его выходного сигнала незначительно мен етс (не более чем в 2 раза ) во всем диапазоне частот входных сигналов вольтметра. Необходимость стабилизации частоты св зана с тем, что формирователь 14 стробимпульсов, как правило вл емс частотно-зависимым , а коэффиидаеит передачи преоб|}аэ .овател 1 также зависит от часто{ты стробировани . Из выходного сигна ла делител 13 частотц форглироватее. лем 14 стробимпульсов Формируютс In turn, the phase locked loop system ensures the exact fulfillment of the specified equality. The frequency divider 13 has a variable division factor and the frequency of its output signal varies slightly (no more than 2 times) in the entire frequency range of the input signals of the voltmeter. The need for frequency stabilization is associated with the fact that the shaper 14 pulse generator, as a rule, is frequency-dependent, and the transmission ratio of the transducer prevails in the gateway 1 also depends on the gating frequency. From the output signal of the divider, 13 frequencies are more forglating. Lem 14 Strobe Pulses Formed

импульсы стробировани , которые подаютс на ключевые входы преобразовател 1. На выходе преобразовател 1 выдел етс сигнал с частотой fnp..f сохран кздий ту же самую величину, , Фоц лу и фазовые соотношени , что и входной высокочастотный сигнал. Этотgating pulses that are applied to the key inputs of converter 1. At the output of converter 1, a signal with a frequency fnp ... f is saved, which stores the same value, Fo and the phase relations as the high-frequency input signal. This

сигнал сглаживаетс первым фильтром 3, а.его уровень отображаетс индикатором 4, the signal is smoothed by the first filter 3, and its level is indicated by an indicator 4,

Таким образом, за счет введени дл автоподстройки промежуточной частоты т смесител б, работающего сThus, by introducing for auto-tuning the intermediate frequency t mixer b, working with

1515

гармоническими сигналгши, а также за счет введени делител 13 частоты, , на входеформировател 14 стробимпульсов удаетс расширить диапазон 2Q измер емых напр жений со стороны нимальных значений на 2-3 пор дка за счет повышени устойчивости фаэо|вой эвтоподстройки частоты.by harmonic signaling, as well as by introducing a divider 13 frequency,, at the input of the formatizer 14 strobe pulses, it is possible to extend the range of 2Q of the measured voltages from the side of the minimum values by 2-3 times due to the increase in the stability of the phase echo frequency tuning.

Claims

A HIGH FREQUENCY VOLTMETER containing a stroboscopic converter, one of the inputs of which is the input of a voltmeter, and the output through a storage unit and the first filter is connected to an indicator, a phase detector is connected in series, a reference generator is connected to one of the inputs, a second filter, a control element connected to one from the inputs of the tunable generator, the other input of which is connected to the frequency search unit, it is possible that, in order to expand the measurement range, V. its additional о introduces a strobe driver, a mixer, a decoupling amplifier and a frequency divider connected between the output of the tunable generator and the input of the strobe generator, one of the mixer inputs / i through a decoupling amplifier is connected to the input of the voltmeter, the other input is connected to the output of the tunable generator, and the output is with another “phase detector input.

„SU,„, 1018029