Патент на изобретение №2389035

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ С ГЕНЕРАЦИЕЙ ИЗМЕНЯЕМЫХ ИСКАЖЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. Устройство состоит из первого и второго операционных усилителя (ОУ), охваченных ООС с коэффициентами шесть и четыре. Их инвертирующие входы связаны с выходом дифференциального усилителя (ДУ) и с местом соединения резисторов и конденсаторов в последовательной и в параллельной ветвях моста Вина. Автономный источник питания первого ОУ подключен к выходу ДУ, а второго ОУ – к его инвертирующему входу. К выходам первого и второго ОУ подключен первый потенциометр, подвижный контакт которого соединен с неинвертирующим входом третьего ОУ, охваченного с выхода на его инвертирующий вход обратной связью с коэффициентом, равным единице, подключенного своими выводами питания через резисторы к шинам питания и через конденсаторы – к выводу второго потенциометра. Третий потенциометр соединен с выходом ДУ и с входом измерителя нелинейных искажений, а к его подвижному контакту подключен измеритель эффективных значений. Технический результат заключается в устранении зависимости от частоты величины фазового сдвига в усилителе-фазовращателе.

Изобретение относится к области измерительной радиотехники и является усовершенствованием измерителя нелинейных искажений по а.с. 1218339, М. Кл. G01R 23/20 с приоритетом от 15.03.1986 г. Он также генерирует сигнал как звуковой генератор, содержит мост Вина и дифференциальный усилитель, охваченный положительной и инерционно регулирующей амплитуду отрицательной обратными связями. Величину нелинейных искажений регистрирует измеритель эффективных значений

Недостатком является влияние частоты на величину фазового сдвига, вызванное усилителем-фазовращателем 7.

Авторским замыслом является устранение недостатка. Для этого дополнительно введены первый и второй операционные усилители, охваченные отрицательной обратной связью с коэффициентами соответственно не менее чем шесть и четыре, инвертирующие входы которых связаны с выходом дифференциального усилителя и с местом соединения резисторов и конденсаторов в последовательной и в параллельной ветвях моста Вина, а неинвертирующие входы подключены к месту соединения резистора и конденсатора в последовательной ветви моста Вина. Автономный источник питания первого операционного усилителя подключен к выходу дифференциального усилителя, а второго – к его инвертирующему входу. К выходам первого и второго операционных усилителей подключен первый потенциометр, подвижный контакт которого соединен с неинвертирующим входом введенного третьего операционного усилителя, охваченного с выхода на его инвертирующий вход обратной связью с коэффициентом один, подключенного своими выводами питания через резисторы к шинам питания и через конденсаторы к выводу второго потенциометра, подключенного другим выводом к выходу третьего операционного усилителя. Подвижный контакт второго потенциометра – выход измерителя нелинейных искажений с генерацией изменяемых нелинейных искажений. Введен третий потенциометр, соединенный с выходом дифференциального усилителя и с входом измерителя нелинейных искажений, а к его подвижному контакту подключен измеритель эффективных значений.

Благодаря дифференциальному усилению первым и вторым операционными усилителями сигналов с коэффициентами соответственно шесть и четыре, на выходах первого и второго операционных усилителей на любой частоте присутствуют смещенные менее или более чем на 90 градусов синусоидальные сигналы. В среднем положении подвижного контакта первого потенциометра синусоидальный сигнал на выходе измерителя сдвинут по фазе на 90 градусов, и перемещениями подвижного контакта второго потенциометра сдвиг по фазе на 90 градусов меняют на сдвиг по фазе с противоположным знаком. В среднем положении подвижного контакта второго потенциометра первым потенциометром регулируют нефазосмещенный сигнал, который при его увеличениях из-за ограничений в третьем операционном усилителе приобретает нелинейные искажения: величину их также в дальнейшем измеряют – для получения измерительного опыта. В промежуточных же положениях подвижных контактов первого и второго потенциометров на выходе измерителя на любой частоте возможны минимально искаженные сигналы с независимо регулируемыми амплитудой и фазой в левой и в правой полуплоскостях, а также в положительной и в отрицательной полуплоскостях.

Подключив к выходу измерителя вход объекта измерений нелинейных искажений, а к входу измерителя – его выход, с помощью первого и второго потенциометров добиваются минимальных показаний измерителя эффективных значений. Если объект измерений – усилитель, то с помощью третьего потенциометра это можно выполнять в разных положениях регулятора уровня усилителя. При его отсутствии измеритель нелинейных искажений генерирует калибровочный сигнал, и, соотнося с ним величину нелинейных искажений, можно вычислять их проценты, а соединив вместе вход и выход, можно измерить его собственные, в том числе и принудительно вызванные увеличениями сигнала вносимые им нелинейные искажения.

Формула изобретения

Измеритель нелинейных искажений с генерацией изменяемых искажений, содержащий мост Вина с положительной и инерционно регулирующей амплитуду отрицательной обратными связями, отличающийся тем, что дополнительно введены первый и второй операционные усилители, охваченные отрицательной обратной связью с коэффициентами соответственно не менее чем шесть и четыре, инвертирующие входы которых связаны с выходом дифференциального усилителя и с местом соединения резисторов и конденсаторов в последовательной и в параллельной ветвях моста Вина, а неинвертирующие входы подключены к месту соединения резистора и конденсатора в последовательной ветви моста Вина, автономный источник питания первого операционного усилителя подключен к выходу дифференциального усилителя, а второго операционного усилителя – к его инвертирующему входу, к выходам первого и второго операционных усилителей подключен первый потенциометр, подвижный контакт которого соединен с неинвертирующим входом введенного третьего операционного усилителя, охваченного с выхода на его инвертирующий вход обратной связью с коэффициентом один, подключенного своими выводами питания через резисторы к шинам питания и через конденсаторы – к выводу второго потенциометра, подключенного другим выводом к выходу третьего операционного усилителя, подвижный контакт второго потенциометра – выход измерителя нелинейных искажений с генерацией изменяемых нелинейных искажений, также введен третий потенциометр, соединенный с выходом дифференциального усилителя и с входом измерителя нелинейных искажений, а к его подвижному контакту подключен измеритель эффективных значений.