156147. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés kisszintű villamosjelek mérésére

156147 3 4 párhuzamosan csatlakozik az azonos átviteli paraméterekkel kialakított erősítők bemenetére. A kapcsolási elrendezés lényege, hogy a két erősítő kimenetei egy összegező és egy különbségképző áramkör bemeneteire vannak kötve, míg az összegező és különbségiképző áramkör kimenetei egy további különbségképző áramkör egy-egy bemenetére csatlakoznak, amelynek kimenetére kijelző szerv van kapcsolva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés kialakítható oly módon, hogy az összegező és különbségképző áramkört egy szimmetrikus kimenetű differenciál transzformátor alkotja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés kialakítható oly módon, hogy az összegező és különbségképző fokozat kimenetére egy-egy azonos erősítésű további erősítő csatlakozik. Egy további lehetséges kiviteli alakja szerint a második különbségképző áramkör és a k'jelző szerv közé egy aluláteresztő szűrő van iktatva. Egy további kiviteli alakja szerint a kijelző szerv kimenetére jelfeldolgozó áramkör van csatolva. A találmány szerinti eljárás és kapcsolási elrendezés igen nagy előnye, hogy az isméit megoldásoknál lényegesen egyszerűbb és olcsóbb mérési eljárást, ill. áramkört igényel. Nincs szükség a különösen költséges Hali-generátor alkalmazására. További előnye, hogy olyan kis tápáram fogyasztást igényel, ami lehetővé teszi hordozható telepes kivitelben történő megvalósítását és így a mérésnek a hálózati zavaroktól való teljes függetlenítését. A találmány szerinti eljárás példák én ti foganatosítási módját a találmány szerinti kapcsolási elrendezés példaképpeni (kiviteli alakja kapcsán magyarázzuk meg részletesebben. A rajz szerint az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyszerűsített kivitelét ábrázolja blokkvázlat alapján. 2. ábra az 1. ábrán ismertetett elrendezés gyakorlati szempontok figyelembevételével kibővített változata. 3. ábra az összegező és különbségképző áramköröket megvalósító differenciál transzformátort ábrázolja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés alapkapcsolását blokkvázlat alapján az 1. ábra ismerteti részletesebben. A kapcsolás bemenetét az 1 és 2 erősítők alkotják, amelyek azonos paraméterekkel vannak kiképezve. Az 1 ós 2 erősítők kimenetei a 3 összegező áramkörhöz, valamint a 4 különbségképző áramkörhöz csatlakoznak. Ezen áramkörök kimenetei a 7 további különbségképző áramkör bemeneteihez vannak kötve, amely a 3 összegező és 4 különbségképző áramkör kimenő jeleit egyenirányítja és ezen jelek különbségeit képezi. A 7 további különbségképző áramkör kimenete a 9 kijelző szervhez csatlakozik. A 2 ábra az 1. ábra szerinti elrendezés gyakorlat szerint előnyösen kiegészített változatát mutatja, amelyen a 3 összegezőáramkör és a 7 további különbségképző áramkör, valamint a 4 különbségképző arámikor és a 7 további különbségképző áramkör közé egy-egy 5 ill. 6 erősítő van beiktatva. A 7 további különbségképző áramkör a 9 kijelző szervhez 8 aluláteresztő szűrőn át csatlakozik. Végül a 9 kijelző szervhez a 10 jelfeldolgozó. áramkör van kötve. A 3. ábra a 3 összegező és 4 különbségképző áramkör egy példaképpeni kivitelét ábrázolja, amely szimmetrikus szekunder tekercsekkel rendelkező differenciál transzformátor. Az 1. ábra szerinti kapcsolási vázlat alapján a találmány szerinti mérési eljárást a következő módon végezzük: A mérendő jelet egyidejűleg az 1 és 2 erősítők bemenetére adjuk. Ezen fokozatok kimenetein az U3 ill. U4 jelek azonos amplitudójúak és fázisúak. Az önmagában ismert 3 összegező és 4 különbségképző áramkör az U3 és ui jeleket egyrészt összegezi, másrészt a Két jel különbségét képezi. Az összegezés eredményeképpen a 3 összegező áramkör kimenetén megjelenő U5 jel amplitúdója kétszerese az u;i ill. m jel amplitúdójának. A 4 különbségképző áramkör kimenetén megjelenő Un jel az egymással azonos U3 és U4 jelek különbségeként ()• értékű jelet ad (ue = 0). A 7 differenciál egyenirányító egyenirányítjia az u5 jelét és a 9 kijelző szerv megjeleníti. Az eddigiek során a kapcsolás bemenetére adott jel amplitúdóját kétszeresére erősítettük. Az előzőekben ismertetett esetben az 1 és 2 erősítőt ideális — zajmentes — erősítőnek tételeztük fel. A valóságban az 1 és 2 erősítők zajosak. A 1 és 2 erősítők zajai egymástól független eredetűek, tehát közöttük pl. semmilyen fáziskötöttség nincs. A különböző eredetű zaj.>kat különböző frekvenciájú és amplitúdójú szinuszos feszültségként foghatjuk fel. Ebben az esetben két feszültség pillanatnyi értékei előjelüktől, ill. fázisviszonyaiktól függően vagy összeadódnak vagy kivonódnak. A 3 összegező és a 4 különbségképző áramkör kimenetein átlagértékben azonos szintű jelek jelennek meg, mivel az U3 és U4 jelek egymásközti fázisának pillanatnyi értéke bármilyen lehet és így a 3 összegező és a 4 különbségképző áramkör nem tud a jelek között különbséget tenni. Ennek következtében az 1 és 2 erősítők saját zaja az u5, ill. u6 jelekben egyenlő átlagszinten jelenik meg. A gyakorlatban a fent tárgyalt két eset egyidejűleg jelentkezik, azonban egymástól függetlenül is tárgyalhatók, mivel a lineáris szuperpozíció elv alapján egymást nem befolyásolják. összefoglalva fentieket, ha az 1 és 2 erősítők bemeneteire azonos méretű jelet adunk és ezen 1 ill. 2 erősítők saját zaja is jelentkezik, úgy a 3 összegező és a 4 különbségképző áramkör kimenetein jelentkező u5, ill. u6 jelekben a mérőerősítők saját zaja, azonos átlagszintű lévén, kiegyenlítődik. Az .U5 jelben ezenkívül a kapcsolás bemenetére adott jel kétszeres amplitúdóval felerősítve jelentkezik. A 7 további különbségképző áramkör az 1 és 2 erősítők saját 10 15 20 25 80 35 40 45 50 55 60 2