SU1714529A2 - Индикатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  электроизмерений и может быть использовано дл  дистанционного контрол  наличи  и отклонени  напр жений от заданных уровней. Цель изобретени  - повышение достоверности дис- танционного контрол  посто нногонапр жени  путем, смещени  гармонических составл ющих высокочастотного колебани  в соседние частотные области, подверженные одинаковым затухани м среды распространени . Эта цель достигаетс  применением полосовых фильтров 6-8, преобразовател  частоты 9, среды распространени  колебаний 11. Устройство содержит также источник посто нного напр жени  1, усилитель напр жени  2, генераторы синусоидальных колебаний 3, 10 полосовые фильтры 4, 5, амплитудные детекторы 12, 13, делитель напр жени  14, компараторы 15,16, управл емые генераторы 17, 18 и элемент сигнализации 19. 3 ил.19Г^^i^ (Лю о>&го

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  дистанционного контрол  и индикации наличи  и отклонени  напр же НИИ от заданных уровней.

По авт. св. № 1615634 известен индикатор посто нного напр жени , содержащий источник посто нного напр жени , генератор синусоидальных колебаний, среду распространени  колебаний, два полосовых фильтра, два амплитудных детектора, делитель напр жени , два компаратора, два управл емых генератора, элемент сигнализации и усилитель напр жени , состо щий из бипол рного транзистора, четырех резисторов и двух конденсаторов.

Недостатком данного индикатора  вл етс  низка  достоверность передачи результата контрол  посто нного на{1р жени , так как гармонические составл ющие высокочастотного колебани ,  вл ющиес  носител ми измеренной информации, имеют большой разнос по частоте (как правило, расположены в различных частотных диапазонах) и подвержены различным затухани м.

Так, например, при формировании генератором колебани  на частоте 15 МГц разнос по частоте между гармоническими составл ющими высокочастотного колебани  на выходе усилител  кратен 15 МГц. Следовательно, перва  гармоническа  составл юща  находитс  в коротковолновом диапазоне частот, а втора  гармоническа  составл юща  - в ультразвуковом диапазоне . Так как дл  данных диапазонов частот законы распространени  радиоволн и,соответственно , законы затухани  колебаний различны, то отношение амплитуд гармонических составл ющих на выходе среды распространени  не будет достоверно соответствовать контролируемому напр жению .

Цель изобретени  - повышение достоверности дистанционного контрол  посто нного напр жени  путем смещени  гармонических составл ющих высокочастотного колебани  в соседние частотные области, подверженные одинаковым затухани м среды распространени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в индикатор посто нного напр жени , содержащий источник посто нного напр жени , последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний, усилитель напр жени , среду распространени  колебаний, первый полрсовой фильтр, первый амплитудный детектор, делитель напр жени , первый компаратор, первый управл емый генератор и элемент сигнализации , последовательно соединенный второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу среды распространени  колебаний, и второй амплитудный детектор,

выход которого подключен к второму входу делител  напр жени , и последовательно соединенные второй компаратор, информационный вход которого подключен к выходу делител  напр жени , и второй управл емый генератор, выход которого подключен к входу элемента сигнализации, дополнительно введены третий полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу усилител  напр жени , последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу усилител  напр жени , преобразователь частоты и п тый полосовой фильтр, выход которого соединен с выходом третьего полосового

0 фильтра и подключен к входу среды распространени  колебаний, и дополнительный генератор синусоидальных колебаний, выход которого подключен к гетеродинному входу преобразовател  частоты.

5 На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого индикатора посто нного напр жени ; на фиг. 2 - вариант принципиальной схемы усилител  напр жени ; на фиг. 3 - спектры колебаний.

0 Индикатор содержит источник 1 посто нного напр жени , усилитель 2 напр жени , генератор 3 синусоидальных . колебаний, п ть полосовых фильтров 4-8, преобразователь 9 частоты, дополнительный генератор 10 синусоидальных колебаний , среду 11 распространени  колебаний, два амплитудных детектора 12,13, делитель 14 напр жени , два компаратора 15 и 16, два управл емых генератора 17 и 18 и эле0 мент 19 сигнализации.

Усилитель 2 напр жени  (фиг. 2) содержит бипол рный транзистор 20, четыре резистора 21-24 и два компаратора 25 и 26. Нафиг.З представлены спектры колеба5 НИИ на выходе усилител  2 напр жени  (а) и на входе среды 11 распространени  колебаний (б), где { Imk }k.i,2,... - амплитуды гармонических составл ющих выходного тока усилител  2; {fk}k i,2,... -:частоты гармонических составл ющих выходного тока усилител  2; f2 - преобразованна  частота второй гармонической составл ющей тока на выходе питого полосового фильтра 8.

Контролируемое напр жение с источника 1 посто нного .напр жени  подаетс  через резисторы 21 и 22 на базу бипол рного транзистора 20 усилител  2 напр жени . Кроме того, с генератора 3 синусоидальных колебаний через конденсатор 25 на базу бипол рного транзистора 20 подаетс  гармонический высокочастотный сигнал. Номиналы резисторов 21 и 22 подбираютс  таким образом, чтобы напр жение смещени , подаваемого на базу бипол рного транзистора 20, обеспечивало нелинейный режим работы данного транзистора. В этом случае с коллектора транзистора 20 снимаетс  колебание, ток которого имеет определенный угол отсечки © и определенные амплитуды гармоник lmi, Im2, 1тЗ.... Высокочастотный сигнал с выхода усилител  2 напр жени  поступает на вход третьего полосового фильтра 6, настроенного на частоту fi первой гармоники, и на вход четвертого полосового фильтра 7, настроенного на частоту f2 второй гармоники. Выделенна  четвертым полосовым, фильтром 7 втора  гармоническа  составл юща  поступает на сигнальный вход преобразовател  9 частоты , на гетеррдинный вход которого с выхода дополнительного .генератора 10 синусоидальных колебаний Подаетс  сигнал гетеродинной частоты frei, несколько .меньшей частоты f 1 первой гармоники выходного тока усилител  2: frei fi. П тый полосовой фильтр 8, подключенный к выходу преобразовател  9 частоты, .выдел ет смещенную вторую гармоническую составл ющую на частоте fi fa - frer, наход щейс  вблизи частоты f 1 первой гармоники выходного тока усилител  2. Таким образом, с объединенных выходов фильтров 6 и 8 в среду распространени  колебаний поступают перва  и смещенна  втора  гармоническа  составл ющие тока с амплитудами lmi, Im2 и на частотах fi, f2 соответственно. Сложный высокочастотный сигнал проходит через среду 11 распространени  и поступает на входы полосовых фильтров 4 и 5. При этом первый полосовой фильтр 4 настроен на частоту fi первой гармоники, а второй полосовой фильтр 5 - на смещенную частоту f2 второй гармоники. С выходов фильтров 4 и 5 отфильтрованные гармонические составл ющие поступают на входы соответственно первого и второго амплитудных детекторов 12 и 13, предназначенных дл  определени  амплитуд первой и смещенной второй гармоник тока Ui и Гт2 . Выходы амплитудных детекторов 12 и 13 подключены к соответствующим входам делител , 14 напр жени , предназначенного дл  нахождени  отношени  амплитуд первой и второй гармоник где К - коэффициент передачи тока в тракте преобразователь 9 частоты фильтр 8. При стабильном источнике ,1 посто нного тока, а следовательно, и стаб,ильном угле отсечки 0 выходного тока усилител  2 отношение амплитуд -J- посто нно и независимо от величины затуханий в среде 11 распространени  колебаний . В случае нестабильности контролируемого напр жени  значение угла отсечки , 0 измен етс , а следовательно, измен етс  и отношение гармоник -:- , что приводит к изменению напр жени  сигнала на выходе делител  14 напр жени , поступающего на информационные входы компараторов 15 и 16. На вторые (опорные) входы соответствующих компараторов подаютс  опорные напр жени  верхнего Ев и нижнего Ен уровней, определ ющие поле допуска изменени  контролируемого напр жени . Если напр жение с выхода делител  14 напр жени  меньше опорного напр жени  ЕН нижнего уровн , то на выходе компараторов 15 и 16 формируютс  логические 1 и О соответственно. При этом на выходе управл емого генератора 18 присутствует сигнал логической 1, а на выходе управл ющего генератора 17 формируютс  импульсы с частотой 1 Гц, и элемент 19 сигнализации выдает прерывистый световой сигнал с той же пониженной частотой следовани , равной 1 Гц. Когда выходной сигнал делител  14 находитс  в зоне между опорными напр жени  ЕН и ЕВ, то на выходах обоих компараторов 15 и 16 присутствуют логические О, а на выходах управл емых генераторов 17 и 18 - логические 1, и элемент 19 сигнализации излучает световой сигнал не-, прерывно, что соответствует случаю стабильности контролируемого напр жени  Ек. Если выходное напр жение делител  14 напр жени  больше Ев (что возможно при увеличении угла отсечки выходного тока усилител  2, вызванном увеличением контролируемого напр жени ), то на выходах компараторов 15 и 16 присутствуют логические О и 1 соответственно, а на выходе управл емого генератора 18 формируютс  импульсы с частотой 4 Гц, и элемент 19 сигнализации выдает прерывистый световой сигнал с той же повышенной частотой следовани  4 Гц. Таким образом, при изменении контролируемого напр жени  измен етс  угол отсечки выходного тока усилител  2 напр жени , использующего в качестве источника смещени  источник 1 контролируемого напр жени , а следовательно. измен етс  и соотношение амплитуд гармоник выходного тока. Так как втора  гармоника выходного тока переноситс  по частоте в диапазон, соседний с частотой первой гармоники, то амплитуды гармоник подвержены одинаковым затухани м среды распространени  колебаний. При атом отношение амплитуд данных гармоник, а следовательно , и результат контрол  напр жени  не завис т от изменений параметров среды распространени , что значительно повышает достоверность дистанционного контрол  посто нного напр жени . Формула и 30 бретени  Индикатор посто нного напр жени  по авт. св.,№ 1615634, отличающи и с  тем, что, с целью повышени  достоверности дистанционного контрол  посто нного напр жени  путем смещени  гармонических составл ющих высокочас тотного колебани  в соседние частотные области, подверженHbie одинаковым затухани м среды распространени , в него дополнительно введены третий полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом усилител  напр жени , последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом усилител  напр жени , преобразователь частоты и п тый полосовой фильтр, выход которого соединен с выходом третьего полосового фильтра и входом среды распространени  колебаний, дополнительный генератор синусоидальных колебаний , выход которого соединен с гетеродинным входом преобразовател  частоты .

Сбл

CSA.1

Фие.2

cfz

2

Jj

«

Claims (1)

¹⁵ Формула изобретения Индикатор постоянного напряжения по авт. св.. Ns 1615634, отличающийс ятем, что, с целью повышения достоверности ди станционного контроля постоянного напряжения путем смещения гармонических составляющих высокочастотного колебания в соседние частотные области, подверженные одинаковым затуханиям среды распространения, в него дополнительно введены третий полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом усилителя напряжения, последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом усилителя напряжения, преобразователь частоты и пятый полосовой фильтр, выход которого соединен с выходом третьего полосового фильтра и входом среды распространения колебаний, дополнительный генератор синусоидальных колебаний, выход которого соединен с гетеродинным входом преобразователя частоты .