SU834550A1

SU834550A1 - Устройство дл измерени отношени дВуХ пЕРЕМЕННыХ НАпР жЕНий

Info

Publication number: SU834550A1
Application number: SU792735074A
Authority: SU
Inventors: Владимир Валентинович Бухалов; Юрий Николаевич Власенко; Евгений Тимофеевич Володарский
Original assignee: Киевский Ордена Ленина Политехни-Ческий Институт
Priority date: 1979-03-11
Filing date: 1979-03-11
Publication date: 1981-05-30

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле параметров линейных интегральных схем, определяемых через отношение напряжений, в частности коэффициента преобразования, амплитудно-частотной характеристики, коэффициента подавления синфазной помехи, входного и выходного сопротивлений.

Известно устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее контур стабилизации одного из параметров переменного напряжения, состоящий из последовательно соединенных р-егулируемого элемента^переключателя, детектора и элемента срав'нения с подключенным к нему источником эталонного напряжения, который соединен с управляющим входом регулируемого элемента, причем к выходу . переключателя подключен вольтметр переменного напряжения [1 ].

Недостаток известного устройства заключается в низкой точности измер ения.

Известно также устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее контур стабилизации одного Из параметров переменного напряжения, состоящий из соединенных последовательно регулируемого элемента, детектора стабилизируемого параметра напряжения, ключа, элемента сравнения с подключенным к нему источником эталонного напряжения и элемента памяти, подключенного к управляющему входу регулируемого элемента, и вольтметра постоянного напряжения, подключенного к выходу детектора [2].В данном устройстве стабилизируемый параметр на„ пряжения-делимого и напряжения -дели . — лителя детектируется одним и тем же детектором.

Недостатками' устройства являются низкая точность измерения, так как . 1 диапазон измеряемых без переключений во входных цепях отношений определяется динамическим диапазоном детектора, в котором погрешность от ’ нелинейности его функции преобразования меньше заданного значения.

Цель изобретения - повышение точности путем устранения влияний нелинейности функции преобразования детектора на функцию преобразования устроц-ю ства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, . содержащее первый регулируемый элемент, последовательно соединённые детектор и элемент сравнения с подключенным к нему источником эталонного напряжения, элемент памяти, подключенный к управляющему входу первого регулирующего элемёнта/вход которого соединен со входной шиной, введены второй регулируемый элемент, два переключателя, фильтр низких частот на выходе устройства и элемент управления, причем первый и второй выходы элемента управления подключены к управляющим входам первого и второго переключателей соответственно, выход первого регулируемого элемента соединен с первыми входами второго регулируемого элемента и первого переключателя, второй вход второго регулируемого элемента подключен к источнику эталонного напряжения, а его выход - ко второму входу первого переключателя и к фильтру низких частот), первый выход второго переключателя подключен к входу запоми'нающего элемента, второй выход - к управляющему входу второго регулируемого элемента, его вход соединен с выходом элемента сравнения, а выход первого переключателя соединен со входом детектора.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения •отношения двух переменных напряже• ний,

Устройство содержит регулируемый элемент 1, выход которого соединен со входной шиной, а его управляющий вход - с выходом элемента 2 памяти и _; С первым входом второго регулируемого Элемента 3, управляющий вход которого Соединен с одним из выходов переклю’ чателя 4, подключенного первым выходом ко входу элемента 2 памяти. Пер15

834550 4 вые входы регулируемого элемента 3 и переключателя 5 соединены между собой, а выход регулируемого элемента 3 соединен со вторым входом переключателя 5 и подключен к фильтру 6 низкой частоты, причем управляющий вход переключателя 5 подключен к первому выходу элемента 7 управления, второй выход которого подключен ко входу переключателя 4. Вход детектора . 8 подключен к выходу переключателя 5, а выход соединен с первым входом элемента 9 сравнения, подключенного вторым входом к источнику 10 эталонного напряжения и ко второму входу регулируемого элемента 3, а выходом - ко входу переключателя 4.

Устройство работает в два такта. В первом такте на вход регулируемого элемента 1 поступает напряжение-делимое, с выхода которого через первый переключатель 5 напряжение поступает на вход детектора 8. Выходное напряжение детектора 8, пропорциональное значению напряжения на его входе, например его среднеквадратическому значению, поступает на вход элемента 9 сравнения, где сравнивается со значением эталонного напряжения источника 10. Напряжение рассогласования с выхода элемента 9 сравнения через второй переклвочатель 4 и элемент 2 памяти поступает на управляющий вход регулируемого элемента 1 и изменяет его коэффициент преобразования до тех пор, пока разность значений напряжений на входах элемента сравнения не станет пренебрежимо малой.

Во втором такте переключатель 4 по команде элемента 7 управления подключает выход элемента 9 сравнения к управляющему входу регулируемого элемента 3, а коэффициент преобразования регулируемого элемента 1 с помощью элемента 2 памяти сохраняется таким же, как и в первом такте. Переключатель 5 по команде с элемента 7 управления подключает ко входу детектора 8 выход регулируемого эле' мента 3. Таким образом образуется контур стабилизации значения одного из параметров напряжения-делителя, подаваемого на вход регулируемого элемента 1, причем в качестве регулируемого теперь выступает регулируемый элемент 3. На дополнительней вход последнего поступает эталонное напряжение от источника К), а фильтр 6· низких частот, подключенный к выходу' регулируемого элемента 3, служит для ⁴выделения постоянной составляющей его выходного напряжения. Значение напряжения на выходе фильтра 6 пропорцио- 5 нально значению отношения выбранных параметров напряжения-делимого *ϊτΤ· напряжения-делителя.

Рассмотрим соотношения, описывающие работу устройства. Обозначим зна- W (чения коэффициентов.преобразования регулируемых элементов 1 и 3 через и соответственно. Для определенности считаем,, что стабилизируется среднеквадратическое значение пере- 15 менных напряжений. К линейности функции преобразования детектора 8 никаких требований не предъявляется, необходимо лишь, чтобы функция была монотонна. Обозначим ее через U ), 20 где U - среднеквадратическое значение напряжения на входе детектора 8.

В первом такте при подаче на вход устройства напряжения-делимого имеющего среднеквадратическое значе- ²⁵ние Uj, значение напряжения на выходе детектора 8 определяется по формуле (i) зо

В элементе 9 сравнения значение сравнивается со значением напряжешя источника 10 и коэффициент преобразования регулируемого элемента 1 изменяется до тех пор, пока 35 разность между 1Ц и Уд не станет

пренебрежимо мала. Тогда можно	запи-
^сать: и Л) ^иЭ ^и+ ’	(2)
откуда с учетом (I) имеем	40
	(3)

Во втором такте на вход устройства подается напряжение-делитель U2 : со среднеквадратическим значением (Jg. Ври этом значение определяется равенством .44)“

С помощью контура стабилизации с регулируемым элементом 3 устанавливается равенство(2)*откуда с учетом (4)имеем ¹ 55 ’-«4 (5)

Из (3)и (5) следует, что независимо от степени линейности функции достаточно ее монотонности, чтобы было спрайедливо равенство откуда ц*

Напряжение источника Ι0 поступает на вход регулируемого элемента 3, изменяется в нем в К2 Р^{аз и} выделяется фильтром 6 из его выходного напряжения. Таким образом, значение выходного напряжения фильтра 6 равно

Из полученного выражения,определяющего функцию преобразования устройства, следует, что значение коэффициента преобразования регулируемого элемента I не влияет на значеше выходного напряжения устройства. Наиболее же существенным является то, что на значение коэффициента преобразования устройства не влияет степень линейности функции 4>(U) детектора 8. В обоих тактах с помощью контура стабилизации на входе детектора 8 устанавливается напряжение с оддам и тем же среднеквадратическим значением, что следует из (3 )и (5). Такой де- ι тектор, работающий ”в одной точке” своей функции преобразования, можно выполнить весьма точным.

Наличие в устройстве элементов I и 3 исключает необходимость в установке делителей или аттеноаторов на входе устройства, что не только упрощает конструкцию прибора, но и повышает точность измерения. Кроме того, отсут- : ствие необходимости выбора предела из мерешя ускоряет процесс измерения.

Claims

1.Патент США № 2913668, кл. 324-140, опублик.1959.

2.Авторское свидетельство СССР № 389463, кл. 6 01 В 49/10, 05.07,73.,