SU1160321A1 - Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals - Google Patents

Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals Download PDF

Info

Publication number
SU1160321A1
SU1160321A1 SU823404740A SU3404740A SU1160321A1 SU 1160321 A1 SU1160321 A1 SU 1160321A1 SU 823404740 A SU823404740 A SU 823404740A SU 3404740 A SU3404740 A SU 3404740A SU 1160321 A1 SU1160321 A1 SU 1160321A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
resistor
output
indicator
circuit
Prior art date
Application number
SU823404740A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Антонович Яцкевич
Игорь Георгиевич Мельников
Original Assignee
Гомельский Государственный Университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гомельский Государственный Университет filed Critical Гомельский Государственный Университет
Priority to SU823404740A priority Critical patent/SU1160321A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1160321A1 publication Critical patent/SU1160321A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее управл еьатй колебательный контур, , цепь питани  которого через резистор подключена к выходу генератора напр  жени  опорной частоты, усилитель, вход которого соединен с выходом , управл емого колебательного контура, управл емый источник посто нного тока, входной резистор, один из выводов которого соединен с входом устройства, и индикатор, отличающеес  тем,что, с целью пбвьшени  точности, путем исключени  аддитивной составл ющей погрешнее- - ти, в него введены индикатор настройки колеба;тельного контура, суммирукмций резистор, дроссель и ключевой элемент, причем второй вывод входного резистора через суммирующий резистор соединен с входом управлени  колебательного контура, соединенным с одним из выводов управл емого источника посто нного тока, второй вывод которого через дроссель соединен с точкой соединени  входного и суммирукнцего резисторов, соединенной с входом ключевого элемен (Л та, выход которого соединен с.общей шиной устройства, индикатор подклк чен параллельно управл емому источнику посто нного тока, а вход инд катсфа настройки колебательного контура соединен с выходом усилите- у л .A DEVICE FOR MEASURING AMPLITUDE VALUES OF VARIABLE ELECTRIC SIGNALS, containing a controllable oscillating circuit, whose power supply circuit through a resistor is connected to the output of the reference voltage generator; an input resistor, one of the terminals of which is connected to the input of the device, and an indicator, characterized in that, for the purpose of precision, by eliminating the additive component of the error e - ti, an indicator of the tuning of the oscillator circuit, summation of the resistor, choke and key element are entered into it, the second output of the input resistor through a summing resistor connected to the control input of the oscillating circuit connected to one of the outputs of the controlled DC source, the second terminal of which is connected via a choke to the connection point of the input and summed-in resistors connected to the input of the key element (L the output of which is connected to the common bus of the device, the indicator is connected to It allelic the controlled constant current source, and the input setting Ind katsfa oscillation circuit connected to the output amplifiers in liters.

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке устройс предназначенных дл  измерени  ампли тудных значений переменных электрических сигналов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности путем исключени  аддитивной составл ющей погрешности На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 графики зависимостей, по сн ющие работу устройства. Устройство содержит входной резистор 1,генератор 2 напр жени  опор ной частоты, резистор 3, управл емый колебательньй контур 4, усилитель 5, индуктивноств 6, варикапы и 8 колебательного контура 4, ключ вой элемент 9, дроссель 10, управл емый источник 11 посто нного ток индикатор (вольтметр) 12, вьтр митель 13, источник 14 опорного напр жени  усилител  15, индикатор 16 настройки колебательного ко тура 4, суммирующий резистор 17. На фиг. t изображены граничные напр жени  18 (UO и 19 (U) варикапов 7 и 8, при которых в колебател ном контуре 4 возникает или исчезаёт резонанс, вольт- емкостна  характеристика 20 варикапов 7 и В, координатна  ось 21 емкости варика пов 7 и 8, координатна  ось 22 обратных напр жений на варикапах 7 и резонансна  крива  23 колебательного контура 4, входные напр жени  24 и 25, смещаемые напр жением управл емого источника 11 посто нног тока. Вход устройства через входной резистор 1 и суммирующий резистор 17 соединен с управл ющим входом колебательного контура 4. Выход колебательного контура 4 соединен с входом усилител  5, выход усилител  5 - с входом индикатора 16 настройки колебательного ко тура 4. Генератор 2 опорной частоты через резистор 3 соединен с входом колебательного контура 4. Управл емый источник 11 посто нного тока через дроссель 10 подсоединен к су11ширук)щему резистору 17. Индикатор 12 подключен параллель но источнику 11. Работа устройства осуществл етс  в три этапа. На первом этапе производитс  непосредственное измерение входного сигнала, в результате чего по показани м индикатора 12 определ ют два значени  напр жени . На втором этапе в отсутствии входного сигнала производитс  калибровка с целью определени  порога чувствительности устройства. На третьем этапе численно определ етс  неизвестна  амплитуда входного сигнала по результатам измерени  на первых двух этапах. Принцип работы предлагаемого устройства на первом этапе заключаетс  в фиксации моментов по влени  и исчезновени  резонанса, возникающего в колебательном контуре, образованном из индуктивности 6 и двух варикапов 7 и 8, под воздействием напр жени  смещени  и исследуемого сигнала, которые измен ют емкость варикапов 7 и 8 и, следовательно , резонансную частоту контура . Изменение величины напр жени  смещени  осуществл етс  при помощи управл емого источника 11 посто нного тока, а значение величины этого напр жени  измер етс  индикатором 12 (вольтметром посто нного тока). Чувствительность устройства определ етс  выбором граничных значений напр жений 18 (U ) и 19 и (U) на варикапах 7 и 8 (фиг. 2), при которых в кснтуре возникает резонанс в точке максимальной крутизны вольт-емкостной характеристики 20. Этой точке будет соответствовать максимум напр жени  на резонансной кривой 23, снимаемого с дополнительного вывода индуктивности 6 резонансного контура 4, фиксируемого индикатором 16. Разность показаний вольтметра, фиксируемого в момент возникновени  и исчезновени  резонанса в контуре, служит мерой размаха амплитуды измер емого сигнала. Устранение систематической погрешности измерени , вызванной разницей граничных значений напр жений 18 И 19, обеспечиваетс  предварительной калибровкой, котора  проводитс  на втором этапе при отсутствии измер емого сигнала при помощи изменени  напр жени  смещени  в сторону граничных значений напр жени  18 и 19, что позвол ет измер ть эти значени  при помощи вольтметра 12 и учитывать их приThe invention relates to a radio measuring technique and can be used in the development of devices for measuring the amplitude values of variable electrical signals. The aim of the invention is to improve accuracy by eliminating the additive error component. In FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 dependency graphs, which show how the device works. The device contains an input resistor 1, a generator 2 voltage reference frequency, a resistor 3, a controlled oscillatory circuit 4, an amplifier 5, an inductance 6, a varicap and 8 an oscillating circuit 4, a key element 9, a choke 10, a controlled source 11 constant the current indicator (voltmeter) 12, the output device 13, the source 14 of the reference voltage of the amplifier 15, the indicator 16 of the oscillating coil setting 4, the summing resistor 17. In FIG. t shows the boundary voltages 18 (UO and 19 (U) of the varicaps 7 and 8, at which resonance in the oscillatory circuit 4 occurs or disappears, the volt-capacitance characteristic 20 of the varicaps 7 and B, the coordinate axis 21 of the capacitance of the varicap 7 and 8, coordinate axis 22 of the reverse voltage on the varicap 7 and resonant curve 23 of the oscillating circuit 4, input voltages 24 and 25, shifted by the voltage of the controlled constant current source 11. The input of the device through the input resistor 1 and the summing resistor 17 is connected to the control input oscillatory circuit 4. Output oscillating circuit 4 is connected to the input of amplifier 5, the output of amplifier 5 is connected to the input of indicator 16 for oscillating coil 4. Generator 2 of the reference frequency is connected via resistor 3 to the input of oscillating circuit 4. Controllable direct current source 11 is connected to su11 through ) to the resistor 17. Indicator 12 is connected in parallel to the source 11. The device operates in three stages. At the first stage, the input signal is directly measured, as a result of which two voltage values are determined from the indicator 12. At the second stage, in the absence of an input signal, calibration is performed to determine the sensitivity threshold of the device. In the third step, the unknown amplitude of the input signal is determined numerically from the measurement results in the first two steps. The principle of operation of the proposed device at the first stage consists in fixing the moments of occurrence and disappearance of the resonance arising in the oscillatory circuit formed from inductance 6 and two varicaps 7 and 8, under the influence of the bias voltage and the signal under study, which change the capacitance of the varicaps 7 and 8 and, therefore, the resonant frequency of the circuit. The change in the magnitude of the bias voltage is carried out using a controlled DC source 11, and the magnitude of the magnitude of this voltage is measured by an indicator 12 (a DC voltmeter). The sensitivity of the device is determined by the choice of the boundary values of the voltages 18 (U) and 19 and (U) on the varicaps 7 and 8 (Fig. 2), at which resonance occurs at the point of maximum slope of the volt-capacitance characteristic 20. The point corresponds to the maximum voltage on the resonant curve 23 taken from the additional inductance 6 of the resonant circuit 4, fixed by the indicator 16. The difference of the voltmeter readings, recorded at the time of occurrence and disappearance of the resonance in the circuit, is a measure of the amplitude span s measured signal. The elimination of the systematic measurement error caused by the difference in the boundary values of voltages 18 and 19 is provided by a preliminary calibration, which is carried out at the second stage in the absence of a measured signal by changing the bias voltage to the side of the boundary values of voltage 18 and 19, which allows these values using a voltmeter 12 and take them into account when

обработке результатов на третьем этапе измерени . Калибровка проводитс  при замкнутых контактах ключевого элемента 9.processing the results in the third measurement step. Calibration is carried out with the contacts of the key element 9 closed.

Рассмотрим процесс измерени  амплитуды входного сигнала более подробно . При отсутствии измер емого сигнала на входной шине 6 устанавливают ключевой злемейт 9 в положение , при котором управл е1 1й источник 11 через дроссель 10 соедин етс  с общей шиной (положение контактов ключевого Элемента 9 в этом случае на фиг. 1 не показано). Увеличива  напр жение источники 11, добиваютс  возникновени  резонанса в контуре, что приводит к резкому увеличению амплитуды напр жени  на дополнительном выводе индуктивности 6, котора  после детектировани  выпр мителей 13 превысит величину опорного напр жени  источника 14 и будет зафиксирована индикатором 16. Показание вольтметра 12 в этот момент прииимаетс  равньм U. Дальнейшее увеличение напр жени  смещени  приведет к исчезновению , резонанса в контуре и индикатор 16 установитс  в первоначальное положение . Вольтметр 12 в этот момент фиксирует значение напр жени  равное и . После этого напр жени  смещени  уменьщают до нул , контакты ключевого элемента 9 размыкают (положение контактов ключевого элемента 9 в этом случае показаны на фиг. 1), а иа вводную шину подают измер емый сигнал видаConsider the process of measuring the amplitude of the input signal in more detail. In the absence of a measured signal on the input bus 6, set the key element 9 to a position in which the control 1 1y source 11 is connected to the common bus through the choke 10 (the position of the contacts of the key Element 9 in this case is not shown in Fig. 1). Increasing the voltage sources 11, achieve resonance in the circuit, which leads to a sharp increase in the voltage amplitude on the additional inductance 6, which after detecting the rectifiers 13 will exceed the reference voltage of the source 14 and will be fixed by the indicator 16. Voltmeter 12 reading this the moment is assumed to be equal U. A further increase in the bias voltage will lead to the disappearance of the resonance in the circuit and the indicator 16 will be restored to its original position. Voltmeter 12 at this moment fixes the value of voltage equal to and. After this, the bias voltages are reduced to zero, the contacts of the key element 9 open (the position of the contacts of the key element 9 in this case are shown in Fig. 1), and the input bus serves the measured signal

U UmS-ifiQt Uo (1) где Urti амплитуда измер емогоU UMS-ifiQt Uo (1) where Urti is the amplitude of the measured

переменного напр жени ; L/e - посто нна  составл юща  измер емого напр жени alternating voltage; L / e - constant component of the measured voltage

Jt - частота измер емого напр жени ;Jt is the frequency of the measured voltage;

t врем ,t time

16032141603214

Увеличива  при помощи управл емого источника 11 напр жение смещени , добиваютс  возникновени  резонанса в контуре 4 и при этом S фиксируют показание вольтметра 12, равное U} . Так как -возникновение резонанса в контуре определ етс  граничным значением напр жени  и (18), то справедливо следующее равенствоIncreasing the bias voltage with the help of a controlled source 11, a resonance is generated in the circuit 4, and at the same time S fixes the reading of the voltmeter 12 equal to U}. Since the emergence of the resonance in the circuit is determined by the boundary value of the voltage and (18), the following equality

и (2)  and 2)

При дальнейшем увеличении напр жени  смещени  резонанс в контуре и, следовательно ,, сигнал на выходе усилител  15 будет сохран тьс  до техWith a further increase in the bias voltage, the resonance in the circuit and, therefore, the signal at the output of the amplifier 15 will be maintained until

пор, пока сумМ арное напр жение, сос то щее из напр жени  смещени  и входного сигнала, не превысит граничного значени  напр жени  U ( 19) . Вольтметр 12 в момент исчезновени  then, while the sum of the armature voltage, which is the result of the bias voltage and the input signal, does not exceed the limit value of the voltage U (19). Voltmeter 12 at the time of the disappearance

резонанса в контуре фиксирует значение напр жени , равное Jц Дл  этого случа  справедливр равенствоresonance in the circuit fixes a voltage value equal to J c. For this case, the equality

u (3)  u (3)

Знак минус перед искомой амплитудой показывает, что в формуле (3) исполы зуетс  обратна  полуволна амплитуды измер емого сигнала. Из формул (2) и (3) можно, найти величину амплитуды измер емого сигнала и величину его посто нной составл ющейThe minus sign in front of the sought amplitude shows that in the formula (3) the inverse of the half-wave amplitude of the measured signal is used. From formulas (2) and (3), it is possible to find the magnitude of the amplitude of the measured signal and the value of its constant component

u -(u-uVu2-u,)u - (u-uVu2-u,)

(4)(four)

1one

Uo j(u -u-U -JJ2) (5)Uo j (u -u-U -JJ2) (5)

из формулы (4) следует, что-результат измерени  амплитуды сигнала не зависит от величины его посто ннойit follows from formula (4) that the result of measuring the amplitude of a signal does not depend on the magnitude of its constant

составл ющей,, иначе, наличие посто нной составл ющей не сказываетс  на точности измерени  амплитуды сигнала .component, otherwise, the presence of a constant component does not affect the accuracy of the signal amplitude measurement.

Так как результат измерени  формируетс  как разность двух измерений исключаетс  аддитивна  составл юща  погрешности устройства.Since the measurement result is formed as the difference between the two measurements, the component error of the device is additive.

1one

Фиг. 2FIG. 2

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее управляемый колебательный контур, цепь питания которого через резистор подключена к выходу генератора напря*· жения опорной частоты, усилитель, вход которого соединен с выходом , управляемого колебательного контура,1 управляемый источник постоянного тока, входной резистор, один из выводов которого соединен с входом устройства, и индикатор, отличающееся тем,что, с целью повышения точности, путем исключения аддитивной составляющей погрешности, в него введены индикатор настройки колебательного контура, суммирующий резистор, дроссель и ключевой элемент, причем второй вывод входного резистора через суммирующий резистор соединен с входом управления колебательного контура, соединенным с одним из выводов управляемого источника постоянного тока, второй вывод которого через дроссель соединен с точкой соединения входного и суммирующего резисторов, соединенной с входом ключевого элемента, выход которого соединен с.общей шиной устройства, индикатор подключен параллельно управляемому источнику постоянного тока, а вход индикатора настройки колебательного контура соединен с выходом усилите- / ля.DEVICE FOR MEASURING amplitude value of the alternating electric signals, comprising controllable oscillation circuit, the feed circuit which via a resistor connected to the output voltage of the generator * · zheniya reference frequency, an amplifier having an input connected to an output-controlled oscillating circuit 1 controls the constant current source, an input resistor , one of the conclusions of which is connected to the input of the device, and an indicator, characterized in that, in order to improve accuracy, by eliminating the additive component of the error, an oscillation circuit tuning indicator is introduced to it, summing the resistor, inductor and key element, and the second output of the input resistor through the summing resistor is connected to the control input of the oscillating circuit connected to one of the terminals of the controlled constant current source, the second output of which is connected via the inductor to the input connection point and summing resistors connected to the input of the key element, the output of which is connected to the common bus of the device, the indicator is connected in parallel controlled from a DC power source and the input oscillation circuit setup indicator coupled to the output amplifiers / A. izmrrTis· >izmrrTis ·>
SU823404740A 1982-03-05 1982-03-05 Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals SU1160321A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823404740A SU1160321A1 (en) 1982-03-05 1982-03-05 Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823404740A SU1160321A1 (en) 1982-03-05 1982-03-05 Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1160321A1 true SU1160321A1 (en) 1985-06-07

Family

ID=21000215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823404740A SU1160321A1 (en) 1982-03-05 1982-03-05 Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1160321A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610221C2 (en) * 2011-06-30 2017-02-08 МЭППЕР ЛИТОГРАФИ АйПи Б.В. Input electric current measurement system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Вилько М.И. и др. Измерение мощности на СВЧ. М., Советское радио 1976, с. 113, рис. 4-2. Авторское свидетельство СССР № 395784, кл. G 01 R 19/00,04.10.71. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610221C2 (en) * 2011-06-30 2017-02-08 МЭППЕР ЛИТОГРАФИ АйПи Б.В. Input electric current measurement system
US9644995B2 (en) 2011-06-30 2017-05-09 Mapper Lithography Ip B.V. Current measurement system
USRE48901E1 (en) 2011-06-30 2022-01-25 Asml Netherlands B.V. Current measurement system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3379972A (en) Non-contacting displacement gauge having a feedback means for controlling the vibration amplitude of the probe
US3778705A (en) Susceptance measuring system for indicating condition of a material
GB1073465A (en) Non-contact thermometer
US3046535A (en) Measurement apparatus
US4045728A (en) Direct reading inductance meter
US4570116A (en) Instrument for measuring electrical resistance or reactance
SU1160321A1 (en) Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals
US4777430A (en) Circuit for determining the effective series resistance and Q-factor of capacitors
US4538468A (en) Electromagnetic flowmeter
SU883797A1 (en) Loop resonance frequency and quality factor meter
US3525931A (en) Radio frequency apparatus for measurement of plasma conductivity
JPH05333069A (en) Method for measuring electric resistance
SU817597A1 (en) Device for measuring gaps and vibrations
SU1219992A1 (en) Method of contactless measurement of conducting body magnetic permeability
SU811160A1 (en) Survey apparatus
SU558231A1 (en) Measuring module for current transfer coefficient of transistors in pulsed mode
SU773458A1 (en) Apparatus for contact-free measuring mainly of machine rotating-member temperature
SU1190319A1 (en) Apparatus for measuring magnetic susceptibility
SU998938A1 (en) Device for composite material electromagnetic checking
SU1384930A1 (en) Eddy-current thickness gauge for measuring dielectric coatings in electrically-conducting base
SU693279A1 (en) Pulsed meter of current transfer coefficient of transistors in low signal mode
SU985797A1 (en) Device for determination of operational amplifier characteristics
SU1377616A1 (en) Device for contactless measurement of temperature of ferromagnetic bodies
SU1504492A1 (en) Eddy-current thickness meter
RU2140072C1 (en) Method testing and stabilizing sensitivity of capacitive converter