SU118055A1 - Устройство дл усилени малых напр жений посто нного и переменного токов - Google Patents

Description

Известны устройства дл  усилени  малых напр жений посто нного и переменного токов, содержащие коммутатор и усилитель переменного тока . Недостаток подобных устройств состоит в значительном уровне помех, создаваемых коммутатором.

В описываемом устройстве этот недостаток устранен тем, что в нем применен дополнительный коммутатор, служащий дл  компенсации как внешних, так и внутренних помех, в результате чего чувствительность устройства и точность измерений повышаютс .

В описываемом устройстве напр жение посто нного тока сперва преобразуетс  с помощью контактного, магнитоэлектрического, электронного или иного коммутатора в переменное напр жение, которое затем усиливаетс  усилителем переменного тока. Дл  подавлени  внешних и внутренних помех па выход усилител  включают дополнительный коммутатор, работающий синхронно с основным. Посредством дополнительного коммутатора к усилителю поочередно подключают два плеча моста с детекторами . В диагонали моста включен измерительный прибор и накопительна   чейка, в которой полезные сигналы суммируютс , а токи, вызванные помехами, вычитаютс .

На фиг- 1 показана принципиальна  схема устройства; на фиг .2 -та же схема с источником эталонных сигналов.

Здесь: Е - источник посто нного или переменного тока, напр жение которого усиливаетс ; Е - источник эталонных сигналов; / - сопротивление , эквивалентное сопротивлению источника посто нного или переменного тока; 2 -  2 - вибраторы двух одинаковых коммутаторов-преобразователей; 5 - входной трансформатор усилител  переменного тока; 4 - усилитель переменного тока; 5 - выходной трансформатор усилител  4; 6 - переменное сопротивление; 7 - электроизмерительный прибор посто нного тока, например, микроамперметр, посто нна  времени показаний которого задаетс  накопительной  чейкой, состо щей из сопротивлени  8 и конденсатора 9.

№ 118055- 2 -

Вибраторы 2, 2 отрегулированы нейтрально, т. е. их  кори установлены симметрично по отношению к сердечникам и работают синхронно . В те моменты времени, когда замкнуты контакты а, а вибраторов 2 и 2, через трансформатор 3 на вход усилител  4 подаетс  сигнал посто нного или переменного тока. Этот сигнал трансформируетс  выходным трансформатором 5, зашунтированным сопротивлением 6, и вызывает отклонение стрелки прибора 7 в определенном направлении- В следующий момент времени, когда замкнуты контакты б,б вибраторов 2 и 2, ко входу усилител  4 подключено лишь эквивалентное .сопротивление 1 и сигнал на вход усилител  не поступает, так как источник посто нного тока отключен . При непрерывной работе вибраторов 2 и 2 сигналы подаютс  на вход усилител  каждый раз при замыкании контакта а и а , суммиру сь в накопительной  чейке, образованной сопротивлением 8 и конденсатором 9, вызывают интенсивное отклонение стрелки прибора.

В противоположность сигналам помехи, создаваемые самим преобразователем , а также внешние помехи непрерывно поступают на вход усилител , независимо от того, какой из контактов вибратора 2 замкнут. Помехи этого рода, а также внутренние помехи усилител  (ламповые, тепловые шумы и т. п.) отклон ют указатель прибора 7 попеременно в разные направлени . При достаточно большой посто нной времени накопительной  чейки, при наложении сигналов и помех друг на друга указатель прибора 7 отклон етс  в одну сторону под вли нием суммы средних значений сигналов и помех + В (где А - уровень сигнала, а В - уровень помехи), а в другую -под вли нием среднего значени  одних помех В. Результирующее отклонение прибора будет пропорционально

Если число гп случайных изменений амплитуды и фазы помех в течение промежутка времени Т, равному посто нной времени  чейки 8 и 9, будет больше числа / переключений контактов за врем  Т, т. е. , то

амплитуду помех в течение интервала времени -г можно считать беспор дочно и случайным образом мен ющейс . Поэтому необходимо дл  расчетов эффективности устройства примен ть законы сложени  случайных величин. Теоретические исследовани  показывают, что подавление помех будет тем интенсивнее, чем больше ГД/, где Д/- ширина спектра принимаемых частот, обычно определ ема  шириной полосы пропускани  фильтров приемного тракта- При Т 1 сек. и Д/ 1000 гц достигаетс  ослабление помехи в 20-30 раз.

При усилении вс кого рода сигналов переменного тока дл  эффективного подавлени  помех необходимо, чтобы 1, где -f-длительность Сигнала .

Недостаток описанного устройства заключаетс  в том, что при пользовании им дл  измерений посто нных или переменных токов не исключаетс  вли ние нестабильности усилител  на точность измерений. Если Т велико (например, 100 сек. и более), то за этот промежуток времени из-за нерегул рных изменений коэффициента усилени  усилител  может нарушитьс  точность калибровки последнего, вследствие чего возникает погрешность при измерени х.

На фиг. 2 показана принципиальна  схема устройства, устран ю ща  указанный недостаток путем применени  нулевого метода измере нн , полностью исключающего ощибки, обусловленные изменением коэффициента усилени  усилител , который в данном случае представл ет собой лишь нулевой индикатор.

Схема на фиг. 2 отличаетс  от схемы, представленной на фиг. 1, по существу, лишь наличием в ней дополнительного источника эталонных сигналов Е , в качестве которого может быть использован генератор стандартных сигналов или шумовой диод.

В данной схеме при замкнутых контактах а к а переключателей-вибраторов 2 и 2 на вход усилител  4 подаетс  измер емое напр жение сигналов Е, вызываюш;ее отклонение стрелки прибора 7 в определенном направлении; в следующий момент времени, когда замкнуты контакты б и б , на вход усилител  4 подаетс  напр жение от источника стандартных сигналов или шумов, вызывающее отклонение стрелки прибора 7, обратное по направлению тому, которое вызываетс  измер емыми сигналами. При непрерывной работе переключателей баланс моста , а Следовательно, отсутствие отклонени  указател  прибора 7, достигаетс  при Е Е .

Процесс измерени  сигналов состоит в точной установке баланса моста и измерении напр жени  на выходе стандартного генератора (или шумового генератора), соответствующего балансу. Так как усилитель 4 в данной схеме выполн ет функции нулевого индикатора, ошибки измерений , происход щие из-за нестабильности усилител  и нарушени  калибровки последнего, полностью устран ютс .

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Устройство дл  усилени  малых напр жений посто нного и переменного токов, содержащее коммутатор, преобразующий, в случае усилени  посто нного тока, посто нный ток в переменный, и усилитель переменного тока, отличающеес  тем, что, с целью подавлени  как внешних помех, так и собственных помех в преобразовательно-усилительной части устройства, применен дополнительный коммутатор, включенный на выход усилител , работающий синхронно с коммутатором на входе последнего и служащий дл  попеременного подключени  к его выходу двух плеч моста с детекторами, содержащего в диагонали измерительный прибор и накопительную  чейку, в которой сигналы суммируютс , а токи, вызванные помехами, вычитаютс .

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью применени  его дл  измерени  напр жений посто нного и переменного токов и и исключени  вли ни  нестабильности усилени  на точность измерений, к входу усилител , используемого в качестве нулевого индикатора, при помощи коммутатора попеременно с источником измер емого напр жени  подключаетс  источник эталонных сигналов.

Приоритет по п. 2 - от 17  нвар  1956 г.

№ 118055

Фиг-I

Фиг. 2