SU664115A1

SU664115A1 - Method of comparing amplitudes of two sinusoidal voltages

Info

Publication number: SU664115A1
Application number: SU762327879A
Authority: SU
Inventors: Михаил Леонтьевич Гапонов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4056
Priority date: 1976-02-24
Filing date: 1976-02-24
Publication date: 1979-05-25

Description

(541(541

СПОСОБ СРАВНЕНИЯ АМПЛИТУД ДВУХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙMETHOD OF COMPARISON AMPLITUDES TWO SINUSOIDAL STRESSES

Изобретение относитс к области технической физики, касающейс Bonpo- сов измерени электрических величин, и может быть использовано в измери ельной технике и приборостроеиий, а также в метрологической практике при проверке генераторов синусоидал ьиых сигналов по выходному иапр жеиню в широком частотном диапазоне.The invention relates to the field of technical physics related to bonposes for measuring electrical quantities, and can be used in measuring equipment and instrumentation, as well as in metrological practice when checking generators of sinusoidal signals over an output signal in a wide frequency range.

В насто щее врем при градуир1овке и поверке измерительных генераторов по выходному напр жению, при калибровке мер затуханий и измерений электрических величин, соответствующие параметры которых преобразЬва1 й в пропорцйональные им значени напр жений широко примен ютс различные способы :равнени синусоидальных напр жений Пр. амплитуде. Известны способы сравнени двух напр жений по мплитУде, которйб применены дл сравнени прсто нныэ( или. импульсных напр жений, либо дл срав нени амплитуд синусоидальных Напр -. жений на одной фиксированной частсгте или в лучшем случае в небольшом низко частотном диапазоне (Ц.Nowadays, when calibrating and calibrating measuring generators with respect to output voltage, when calibrating measures of attenuation and measurements of electrical quantities, the corresponding parameters of which convert to proportional values of voltages, various methods are widely used: equalizing sinusoidal voltages Ex. amplitude. There are known methods for comparing two voltages in terms of amplitude, which are used to compare probes (or pulse voltages, or to compare the amplitudes of sinusoidal voltages on one fixed frequency, or at best, in a small low frequency range (C.

Известный способ имеет невысокое быстродействие.The known method has a low speed.

Известен способ сравнени двух синусоидальных напр жений на амплитуде , эаключаюмийс В том, что суммируютс квадраты мгновенных значений синусоидальных сигналов с предварительно Ослабленными на величину, равную угловой частоте, квадратами производных тех же сигналов и получейнне таким образом суммарные сигналы сравнивают между собой С2.There is a method of comparing two sinusoidal voltages on the amplitude, which means that the squares of the instantaneous values of the sinusoidal signals are summed with the pre-Loosened by an amount equal to the angular frequency, the squares of the derivatives of the same signals, and the resulting cumulative signals are compared to each other C2.

Недостатком споЬоба вл етс то, что подобна рбработка сравниваемых пр амплитуде входных сигналов имеет низкую точнорть результата из-за следуюсшх погрешнортей: неточность орлаблени квадратов производных сравииваек1ых сигналов в ч.исло .раз, равное угловой частоте (эт)а погрешность с увеличением частоты срав-. The disadvantage of the method is that the similar processing of the compared right amplitude of the input signals has a low result accuracy due to the following error parameters: the inaccuracy of orbital squares of the derivatives of the signals that are equal in time, equal to the angular frequency (et), and the error with increasing frequency is equal. .

0 ииваемьис СИриалов возрастает и может достигать 5т10%); отклонение характеристик ддемеитбв возведени в квадрат от квадратичных (эта погрешность также возрастает с увеличением час5 тоты и может достигать 24-5%).0 iimayus SIRIALOV increases and can reach 5-10%); the deviation of the characteristics of the construction is squared from the quadratic (this error also increases with increasing frequency and can reach 24-5%).

Таким образом, при осуществлении ослаОлеии сигналов в раз, равное углрвой частрте, и НСПРЛЬЭОвании квадратов, известный способ Thus, in the implementation of the Olea signals in times, equal to the carbon part, and NSPRLEOvanii squares, the known method

O может обеспечить .погрешность сравиени пор дка 2f-T% на фиксированной частоте, не преввлчаюмей 10т15 кГц. Этот способ имеет также еще тот недостаток, что он не обеспечивает высокой скорости сравнени , так как дл его реализации требуетс не толь ко ослабить производные сравниваемых сигналов а число раз, равное угловой частоте, но и провести об зательное измерение значени угловой частоты. Врем / затрачиваемое на один процесс сравнени амплитуд по способу прототипу , составл ет примерно минут . Целью изобретени вл етс повышение точности.. Дл достижени указанной цели предлагаетс способ сравнени амплитуд двух синусоидальных напр жений, основанный на суглмировании сигналов Перед суммированием сдвигают сравниваемые напр жени по частоте друг от носнтельно друга, а после суммирован фиксируют в суммарном сигнале экстре мум индекса взаимной модул ции. Это дает возможность исключить погрешности сравнени -, амплитуд, завис щие от частоты сравниваем п Х сигн лов и существенно повысить точность и скорость их сравнени . На чертеже изображена структурна схема устройства, реализующего данный способ сравнени амплитуд двух синусоидальных напр жений. Способ состоит в следующем. Исслелубмый и эталонный сигналы сдвигают по чаЬтоте друг относг тель но друга на величину расстройки, ра ной 0,01-;-i% относительно величины частЬт.ы одного из сравниваемых сигналШ;; ;эт6т сдвиг необходим дл получёШУ процесса взаимной модул ции в cyt iapHOM сигнале. Затем сигналы cyNifviripi lr, после чего измен ют ампл тVдy эталонного (или сравниваемого с ним) напр жетш и фиксируют в сум мармдгЛ сигнале экстремум индекса взаимной мЬг1ул иии по максимальному значению ампЛнтудда продукта взаимно модул ции. При фиксировании момента, когда индекс взаимной модул ции, а следовательно и -ее продукт, принимает эк тремальное значение, амплитуда иссл дуемого напр жени равна амплитуде эталонного с погрещностью не более 0,2%; .-,.-- «А - -Индекс взаимной модул ции приним ем экстремальное значениеj- равное единице, только при равенстве ампли туд сравНиваем ах напр жений и Н6 пр нимает значений, больших едини1 н, т как - . m . 2. где m - индекс взаимной модул ции О,и и, - амплитуда взаимодействующих сигналов. ИЗ приведенной формулы видно, чт йНдек7 взаимной модул ции не з виси от частоты и принимает экс-хремальное значение, равное единице, только при равенстве амплитуд взаимодействующих сигналов, что и вл етс технической сущностью предлагаемого изобретени . Устройство, реализующее способ сравнени двух синусоидальных напр - . жений, содержит входную клемму 1, предназначенную дл подклн чени исследуемого сигнала, источник эталонного напр жени 2, согласующие элементы 3 и 4, предназначенные дл согласовани выходных сопротивлений источников эталонного и исследуемого напр жений со входным сопротивлением сумматора 5, выход которого подключен к детектору б. Детектор 6, предназначенный дл выделени продукта взаимной модул ции , соединен через Лильтр нижних частот 7 с регистрирующим прибором 8, который служит дл фиксировани максимального значени амплитуды сигнала , действующего на выходе фильтра 7, при котором индекс взаимной модул ции принимает эксзремальноё значение . Устройство работает следующим образом . Исследуемое напр жение подаетс на клемму 1, затем его частота сдвигаетс относительно частоты эталонного напр жени на 0,1-- 2%, т.е. на величину расстройки, не выход щей за верхнюю граничную 4{1стоту среза фильтра 7, о чем свидетельствуют показани регистрирующего прибора 8. При изменении амплитуды эталонного (или исследуемого) напр жени фиксируетс максимальное показание регистрирующего прибора 8. При этом индекс взаимной модул ции имеет экстремальное значение , а амплитуда исследуемого напр жени равна амплитуде эталонного, причем величина амплитуды эталонного напр жени .равна действительному значению амплитуды исследуемого напр жени . Точность сравнени амплитуд двух синусоидальных напр жений в диапазоне частот от 1 до 60 мГц составл ет .не муже 0,2%. Не обнаружено ухудшение точности сравнени амплитуд при изменении величины расстройки между частотами сравниваемых сигналов от 100 Гц до 20 кГц. Весь процесс сравнени занимает не более lO-l-lS сек. Данный способ сравнени амплитуддвух синусоидальных напр жений, в отличие от прототипа, имеет меньше операций, так как он не требует выполнени операций по возведению в квадрат мгновенных значений и производных сравниваемых сигналов, ослаблени квадратов производной в число раз, равное угловой частоте, и исключает из результата сравнени погрешности , завис 1цие от частоты сравниваемых сигналов.O can provide accuracy of the order of 2f-T% at a fixed frequency, not exceeding 10t15 kHz. This method also has the disadvantage that it does not provide a high comparison rate, since its implementation requires not only to weaken the derivatives of the compared signals but a number of times equal to the angular frequency, but also to make the necessary measurement of the angular frequency. The time / time spent on one amplitude comparison process according to the prototype method is approximately minutes. The aim of the invention is to improve the accuracy. To achieve this goal, a method is proposed for comparing the amplitudes of two sinusoidal voltages based on signal aggregation. Before summing, the compared voltages are shifted in frequency from each other, and after summed together, the extremal modulus of the relative modulus is summed up in the sum signal. of This makes it possible to eliminate comparison errors, amplitudes depending on frequency, compare n X signals, and significantly improve the accuracy and speed of their comparison. The drawing shows a block diagram of a device implementing this method of comparing the amplitudes of two sinusoidal voltages. The method consists in the following. The consistent and reference signals are shifted in relative terms to each other relative to each other by a detuning amount of 0.01 -; - i% relative to the magnitude of a part of one of the compared signals ;; This shift is necessary to obtain the mutual modulation process in the cyt iapHOM signal. Then, the cyNifviripi lr signals, after which the amplitude of the reference standard (or its comparison with it) is changed is strained and the extremum of the mutual compression index is fixed at the maximum amplitude of the product of mutually modulation. When fixing the moment when the mutual modulation index, and therefore the product itself, takes an extreme value, the amplitude of the voltage under test is equal to the amplitude of the reference voltage with an error of no more than 0.2%; .-, .-- “A - -Inderivation modulation index takes an extreme value of j - equal to one, only if the amplitudes are equal we compare the stresses of the stresses and H6 recognizes values greater than unity, t as -. m. 2. where m is the index of mutual modulation O, and, and is the amplitude of the interacting signals. It can be seen from the above formula that mutual modulation does not depend on the frequency and takes an ex-extreme value equal to one, only if the amplitudes of the interacting signals are equal, which is the technical essence of the invention. A device that implements the method of comparing two sinusoidal ex. It contains an input terminal 1 for connecting the test signal, a source of reference voltage 2, matching elements 3 and 4 for matching the output impedances of the sources of the reference and test voltages to the input impedance of the adder 5, the output of which is connected to detector b. A detector 6, designed to isolate the mutual modulation product, is connected via Liltre low frequency 7 to a recording device 8, which serves to record the maximum amplitude of the signal acting at the output of the filter 7, at which the mutual modulation index takes on an extreme value. The device works as follows. The test voltage is applied to terminal 1, then its frequency is shifted relative to the frequency of the reference voltage by 0.1--2%, i.e. the amount of detuning that does not exceed the upper limit 4 {1 stop of filter 7 cut, as evidenced by the readings of the recording device 8. When the amplitude of the reference (or test) voltage changes, the maximum reading of the recording device 8 is fixed. At the same time, the mutual modulation index has an extreme value, and the amplitude of the voltage under investigation is equal to the amplitude of the reference voltage, and the magnitude of the amplitude of the reference voltage is equal to the actual value of the amplitude of the voltage under study. The accuracy of comparing the amplitudes of two sinusoidal voltages in the frequency range from 1 to 60 MHz is 0.2% for a husband. No deterioration in the amplitude comparison accuracy was found when the detuning value between the frequencies of the compared signals was varied from 100 Hz to 20 kHz. The whole comparison process takes no more than lO-l-lS seconds. This method of comparing the amplitude of two sinusoidal stresses, unlike the prototype, has fewer operations, since it does not require performing operations to square the instantaneous values and derivatives of the compared signals, weakening the squares of the derivative by a number equal to the angular frequency, and excludes from the result comparisons of errors, depending on the frequency of the compared signals.

Повышение точности и скорости сравнени амплитуд лостигнуто за счет того , что предлагаемый способ сравнени двух синусоидальных напр жений основан на использовании влени взаимной модул ции и частотнонезавйгсимых свойств индекса взаимной модул ции. The increase in the accuracy and speed of the amplitude comparison is achieved due to the fact that the proposed method of comparing two sinusoidal voltages is based on the use of mutual modulation and frequency-independent properties of the mutual modulation index.

Следовательно, разработанный способ можно примен ть дл сравнени амплитуд двух синусоидальных напр жений до частот пор дка 1 гГц и выше , причем высока точность и скорост сравнени не завис т от величины расстройки -частот сравниваемых по амплитуде сигналов, если она не превышает значени верхней частоты среза фильтра низкой частоты.. Consequently, the developed method can be used to compare the amplitudes of two sinusoidal voltages to frequencies of the order of 1 GHz and higher, with high accuracy and comparison speed not dependent on the magnitude of the detuning frequency of the signals being compared in amplitude if it does not exceed the value of the upper cutoff frequency low frequency filter ..

Claims

1. Authors certificate of the USSR 221779, cl. G 01 R 17/00/1968.

2. USSR author's certificate

387390, cl. G 01 R 19/16, 28.05.71,