ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПИКОВЫЙ ВОЛЬТМЕТР

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПИКОВЫЙ ВОЛЬТМЕТР


RU (11) 2242012 (13) C1

(51) 7 G01R19/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2004.12.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003106689/28 
(22) Дата подачи заявки: 2003.03.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.03.11 
(45) Опубликовано: 2004.12.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 789793 А, 23.12.1980. US 3303422 А, 07.02.1967. 
(72) Имя изобретателя: Макаров Г.В. (RU); Филатов В.И. (RU); Филатов И.А. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Воронежский государственный технический университет (RU) 
(98) Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-т, 14, ВГТУ, патентный отдел 

(54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ПИКОВЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Вольтметр предназначен для измерения напряжений в диапазонах крайне низких, сверхнизких, инфранизких и очень низких частот. Вольтметр содержит модулятор, к входам которого подключены источник исследуемого сигнала и генератор несущей частоты. К выходу модулятора и другому выходу генератора несущей частоты подключены два пиковых детектора. Выходы обоих пиковых детекторов подключены к входам блока вычитания. Выход блока вычитания соединен с входом измерительного прибора. Поскольку время разряда конденсатора, входящего в состав пикового детектора, подключенного к выходу генератора несущей частоты, не зависит от периода колебаний входного напряжения, полоса частот вольтметра может быть расширена в десятки раз. Оба пиковых детектора выполняются по одинаковым схемам и из одинаковых элементов, что повышает стабильность работы вольтметра. 1 ил. 






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к устройствам измерительной техники и может быть использовано для измерения напряжений в диапазонах крайне низких, сверхнизких, инфранизких и очень низких частот. 

Известен вольтметр, содержащий входное устройство, усилитель переменного напряжения, детектор и измерительный прибор [1].

Однако при малых уровнях входного напряжения диод детектора работает на начальном участке своей вольтампериой характеристики, где велика нелинейность, что ограничивает чувствительность вольтметра и обусловливает неравномерность шкалы отсчета измерительного прибора.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является пиковый вольтметр [2].

Такой вольтметр состоит из усилителя исследуемого сигнала, амплитудного модулятора, генератора несущей частоты, пикового и линейного детекторов, блока вычитания и измерительного прибора.

Однако данный вольтметр обладает сравнительно узкой полосой пропускания, порядка нескольких сотен герц.

Предлагаемое изобретение направлено на расширение полосы частот вольтметра до нескольких десятков килогерц.

Это достигается тем, что в вольтметр введен второй пиковый детектор (вместо линейного), на вход которого подается немодулированное напряжение.

Блок-схема вольтметра представлена на рисунке. Вольтметр содержит усилитель 1 исследуемого напряжения, амплитудный модулятор 2, генератор несущей частоты 3, пиковые детекторы 4 и 5, блок вычитания 6 и измерительный прибор 7.

Вольтметр работает следующим образом.

Измеряемый сигнал усиливается до определенной величины усилителем 1 и затем подается на один из входов модулятора 2; на другой его вход поступает напряжение от генератора несущей частоты 3. Таким образом, измеряемый сигнал преобразуется в амплитудно-модулированное напряжение, которое воздействует на вход пикового детектора 4. Одновременно напряжение с выхода генератора 3 воздействует на вход пикового детектора 5. В результате на выходе детектора 4 образуется постоянное по величине напряжение U10, пропорциональное сумме амплитуд несущего и модулирующего колебаний, а на выходе детектора 5 - постоянное напряжение U20 , пропорциональное лишь амплитуде несущего колебания.

В блоке 6 осуществляется вычитание U20 из U10 .

Следовательно, выходной сигнал блока 6, регистрируемый измерительным прибором 7, будет пропорционален амплитуде модулирующего (т.е. измеряемого) напряжения.

Время разряда конденсатора в детекторе 5 (в отличие от линейного детектора в вольтметре-прототипе) не зависит от периода колебаний входного напряжения, в связи с чем полоса частот вольтметра может быть расширена в десятки раз. Оба детектора (4 и 5) выполняются по одинаковым схемам и из одинаковых элементов, что повышает стабильность нормальной работы вольтметра.

Источники информации

1. Мирский Г.Я. Электронные измерения. - М.: Радио и связь, 1986, с.158. 

2. Авторское свидетельство СССР №789793, кл. G 01 R 19/04. 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Широкополосный пиковый вольтметр, содержащий амплитудный модулятор, к одному из входов которого подключен генератор несущей частоты, а к другому - источник исследуемого сигнала, пиковый детектор, который подключен к выходу модулятора, и измерительный прибор, отличающийся тем, что в вольтметр введен второй пиковый детектор, вход которого подключен к выходу генератора несущей частоты, выходы обоих детекторов подключены к соответствующим входам блока вычитания, а выход последнего соединен со входом измерительного прибора.