SU1698808A1 - Электронный вольтметр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к элеткроизме- рительной технике и может быть использовано в измерительных генераторах низкочастотных сигналов, на выходах которых имеютс  гармонический сигнал и случайный шум. Цель изобретени  - повышение точности измерени  напр жени  шумового сигнала с нормальным законом распределени  и повышение быстродействи  измерени . Вольтметр содержит усилитель 1 с переключателем диапазонов измерений, детектор 2, фильтр 3 нижних частот, неинвертирующий усилитель 4, стрелочный прибор 10. Достижение поставленной цели обеспечивает введение резистора 14, делител  11 напр жени  подпитки , переключателей 12 времени усреднени  и конденсаторов 13.-1 ил.

Description

ё

IF

о-

|Utf JIN J J I) Ј 1 jfc.aI X .

a

43 00

oc о ос

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве встроенного прибора в измерительных генераторах низкочастотных сигналов, на выходах которых имеютс  гармонический сигнал и случайный шум.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  напр жени  шумового сигнала с нормальным законом распределени  и повышение быстродействи  измерени .

На чертеже представлена структурна  схема электронного вольтметра.

Устройство содержит последовательно соединенные входной усилитель 1 с переключателем диапазонов измерений, детектор 2, фильтр 3 нижних частот (ФНЧ), неинвертирующий усилитель 4 на операционном усилителе 5 с первым и вторым резисторами 6 и 7, переменный резистор 8, третий резистор 9 и стрелочный прибор 10, второй зажим которого соединен сашиной нулевого потенциала.

Вход делител  11 напр жени  подпитки подключен к выходу усилител  4, а выход - к первым неподвижным контактам переключателей 12.1,,..,12п времени усреднени , вторые неподвижные контакты которых подключены к выходу фильтра 3, а подвижные контакты - к первым выводам соответствующих конденсаторов 13.113л .усреднени ,

вторые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала.

Четвертый резистор 14 подключен между выходом усилител  4 и выходом детектора 2.

Неинвертирующий вход усилител  5  вл етс  входом усилител  4, инвертирующий вход соединен с шиной нулевого потенциала через резистор 6, а с выходом усилителей 4 и 5 через резистор 7.

Детектор 2 может быть выполнен на двух однополупериодных выпр мител х 15 и 16.

Электронный вольтметр работает следующим образом.

Измер емый сигнал UBx поступает на входной усилитель 1, обеспечивающий требуемый входной импеданс вольтметра и напр жение на выходе в соответствии с выбранным поддиапазоном измерений, удобное дл  отсчета по стрелочному прибору 10. Выходное напр жение усилител  1 преобразуетс  в детекторе 2 в двухполупе- риодное выпр мленное напр жение, сглаживаетс  фильтром 3 с конденсаторами 13.1,...,13.усиливаетс  усилителем 4, преобразуетс  в ток резисторами 8 и 9 и измер етс  прибором 10, проградуированным по среднеквадратическому значению напр жени  синусоидальной формы.

Напр жение UBX может быть как синусоидальным , так и случайным шумовым сигналом с нормальным законом распределени . Резистор 14 обеспечивает равенство коэффициента преобразовани  указанного шумового сигнала коэффициенту преобразовани  синусоидального сигнала за счет выбора определенного соотношени  его сопротивлени  RM, выходного сопротивлени  R2

детектора 2, сопротивлений Re.R резисторов 6 и 7, например

, .

Посто нна  времени фильтра 3 нижних частот должна быть значительно больше периода синусоидального сигнала или времени коррел ции шумового сигнала.

Это приводит к тому, что при измерении напр жени  синусоидального сигнала с частотами единицы герц или напр жени  узкололосных шумов с полосой (по уровню минус 3 дБ), составл ющей также единицы герц, необходимое врем  усреднени , равн етс  дес ткам секунд. Введение п переключателей 12.112.п времени

усреднени  и конденсаторов 13.1,...,13.п усреднени  позвол ет так коммутировать врем  усреднени  (измерени ), чтобы в диапазонах низких и высоких частот оно было значительно ниже, чем в диапазоне

инфранизких частотах (до 20 Гц). Кроме того , при переходе с одного частотного диапа- зона на другой, врем  измерени  напр жени  снижаетс  благодар  введению делител  11-напр жени  подпитки. Он

обеспечивает нахождение конденсаторов 13.1,...,13.п усреднени , не подключенных в данный момент к ФНЧ 3, под потенциалом. Тем самым при подключении конденсаторов 13,113.п ФНЧ 3 не требуетс  врем 

(до дес тков секунд) на зар д этих конденсаторов .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Электронный вольтметр, содержащий

   последовательно соединенные входной усилитель с переключателем поддиапазонов измерений, детектор, фильтр нижних частот, неинвертирующий усилитель, переменный резистор, третий резистор и стрелочный прибор, второй зажим которого соединен с шиной нулевого потенциала, неинвертирующий усилитель выполнен на операционном усилителе, неинвертирующий вход которого  вл етс  входом неинвертирующего усилител , инвертирующий вход через первый резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а через второй резистор - с выходом операционного усилител , который  вл етс  выходом неинверти- рующего усилител ,ч-о тличающийс 

   тем, что, с целью повышени  точности измерени  напр жени  шумового сигнала с нор- мальным законом распределени  и повышени  быстродействи  измерени , в него введены четвертый резистор, делитель напр жени  подпитки, п переключателей времени усреднени , л конденсаторов усреднени , четвертый резистор включен между выходом неинвертирующего усилител  и выходом детектора, вход делител 

   0

   напр жени -подпитки соединен с выходом неинвертирующего усилител , а выход - с вторыми неподвижными контактами переключателей времени усреднени , первые неподвижные контакты которых подключены к выходу фильтра нижних частот, а подвижные контакты - к первым выводам соответствующих конденсаторов усреднени , вторые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала