专利名称：便携式自调谐失真度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种电压、频率的失真度测量仪器。
在电声、振动测量及交流放大器中的调试中，信号的电压、频率和失真度是三个比较重要的参数。
目前采用的失真度测量仪均为手动操作，以BS-1型失真度测量仪为例，其几何尺寸为40cm×25cm×20cm，重量约为7.5kg，共有开关、旋钮、波段开关13个，每次测量都需反复调节各旋钮、开关，测量周期长，操作烦琐。一些进口失真度测量仪虽然具有部分自调谐功能，但体积同样庞大。它们没有幅值自动调节功能，其频率调谐功能也仅限于某几个固定的常用点，如若需对其它频率测量时则要求另外配用一台标准信号发生器以产生标准正弦信号用来平衡掉被测信号中的基波，显然，其操作过程同样烦琐。而且，它们所显示的均是“测量”失真度值。
本实用新型的目的，是针对上述问题，提供一种体积小、重量轻、操作简单、携带方便，测量精度高的便携式自调谐失真度测量仪。
本实用新型的目的，是通过下述技术方案来实现的，即便携式自调谐失真度测量仪，包括壳体、电路板和失真度测量电路。在壳体的控制面板上装设有数码管、调零旋钮、调节旋钮、功能选择按钮、频率选择钮、电压选择钮、失真度钮。失真度测量电路，包括输入放大单元电路、线性检波电路、A/D变换器电路、寄存器电路D、标准化单元电路、缓冲放大器电路、整形滤波单元电路、计数驱动电路、四位半显示电路、选择开关、有效值滤波器、A/D变换器、寄存器、存储器、选择开关、存储器、有源滤波单元、幅值单元、减法器、误差放大器、线性检波器、窗口单元、相位残差鉴别器、相位比较器、相位细调单元、幅值残差鉴别器、幅值比较器、幅值细调单元、功能选择按钮、逻辑单元、时钟单元、自动量程单元(见图2)。其特点是设计了独特的标准化单元电路。标准化单元电路，包括电阻R1-R19、电位器W1、电容C1、电容C2、变换器A/D、反向器NO1-NO6、与门AN1-AN3、模拟开关K1-K7、或门OR1、或门OR2、或非门OR1·NO1。R1、W1、R2串联，W1的滑动端接检波器Z1，Z1的输出端经R3接变换器A/D，其中C1、C2和R3搭成π式滤波器，可得到平滑的直流信号。A/D有8位输出，其中128位输出脚接NO3的1脚；64位输出脚接NO1的输入端、OR2的2脚和K7的3脚；32位输出脚分别接K3的1脚、NO2的输入端和AN1的2脚；16位输出脚分别接K3的3脚、K2的1脚和AN2的3脚。8位输出脚分别接K3的3脚、K2的2脚、K1的1脚、OR1·NO1的1脚、K4的1脚；4位输出脚分别接K3的4脚、K2的3脚、K1的2脚；2位输出脚分别接K2的4脚和K1的3脚；1位输出脚接K1的4脚。NO1的输出端接AN1的1脚和AN2的1脚。NO2的输出端接AN2的2脚。AN1的3脚接OR1的2脚和K6的1脚。AN2的4脚接OR1的1脚、OR2的1脚和K5的1脚。OR1的3脚接OR1·NO1的2脚和K1、K2、K3的5脚。OR2的3脚接OR1·NO1的3脚和K1、K2、K3的6脚。OR1·NO1的4脚接AN3的2脚，AN3的3脚接K11的1脚。K1、K2、K3的7脚分别接NO6、NO5、NO4的输入端，NO6、NO5、NO4的输出端分别接K10、K9、K8的1脚。K10的3脚接K9的2脚，K9的3脚接K8的2脚。R12、R13、R14、R15串联。R14接K11的2脚、K10的2脚和R15。R12接K8的3脚、K11的3脚和F1的3脚，F1的3脚经R10接F1的1脚。R15接F2的1脚，并经R16接F2的3脚，F2的2脚经R17接地，F2的3脚接R18，R18经R19接地。F1的2脚经R11接地，F1的1脚经R9分别接K7、K6、K5、K4的2脚、D1的负极和R4。R4接R1。D2的负极接地。K7、K6、K5、K4的3脚接地。线路中的D1、D2为输入过载保护。
失真度测量电路中的数码管、调零钮、功能选择按钮、频率选择按钮、电压选择按钮、失真度选择按钮均设置在壳体上，其余电器元件设置在电路板上，电路板固定在壳体内。
本实用新型失真度测量精度高，缩小了体积，且操作和携带方便。
图1是本实用新型的一种实施例的外观示意图，图2是失真度测量电路的框图，图3是输入标准化单元电路。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
便携式自调谐失真度测量仪，包括壳体34、电路板35、调零钮36、调节钮37、频率选择钮38、电压选择钮39、失真钮40和失真度测量电路。失真度测量电路，包括输入放大单元电路1、线性检波器电路2、A/D变换器电路3、寄存器电路4、标准化单元电路5、缓冲放大器电路6、整形滤波单元电路7、计数器驱动电路8、四位半显示电路9、选择开关10、有效值检波器电路11、A/D变换器电路12、寄存器电路13、存储器电路14、选择开关15、存储器电路16、有源滤波单元电路17、幅值单元电路18、减法器电路19、误差放大器电路20、线性检波器电路21、窗口单元电路22、相位残差鉴别器电路23、相位比较器电路24、相位细调单元电路25、幅值残差鉴别器电路26、幅值比较器电路27、幅值细调单元电路28、功能选择按钮29、逻辑单元电路30、时钟单元电路31、自动量程单元电路32、电源33。其中标准化单元电路5，包括电阻R1-R19、电位器W1、电容C1、电容C2、变换器A/D、反向器NO1--NO6、与门AN1-AN3、模拟开关K1-K7、或门OR1-OR2、或非门OR1·NO1。R1、W1、R2串联，W1的滑动端接检波器Z1，Z1的输出端经R3接变换器A/D，其中C1、C2和R3搭成Ⅱ式滤波器，可得到平滑的直流信号。A/D有8位输出，其中128位输出脚接NO3的1脚；64位输出脚接NO1的输入端、OR2的2脚和K7的3脚；32位输出脚分别接K3的1脚、NO2的输入端和AN1的2脚；16位输出脚分别接K3的3脚、K2的1脚和AN2的3脚；8位输出脚分别接K3的3脚、K2的2脚、K1的1脚，OR1·NO1的1脚、K4的1脚；4位输出脚分别接K3的4脚、K2的3脚、K1的2脚；2位输出脚分别接K2的4脚和K1的3脚；1位输出脚接K1的4脚。NO1的输出端接AN1的1脚和AN2的1脚。NO2的输出端接AN2的2脚。AN1的3脚接OR1的2脚和K6的1脚。AN2的4脚接OR1的1脚、OR2的1脚和K5的1脚。OR1的3脚接OR1·NO1的2脚和K1、K2、K3的5脚。OR2的3脚接OR1·NO1的3脚和K1、K2、K3的6脚。OR1·NO1的4脚接AN3的2脚，AN3的3脚接K11的1脚。K1、K2、K3的7脚分别接NO6、NO5、NO4的输入端，NO6、NO5、NO4的输出端分别接K10、K9、K8的1脚。K10的3脚接K9的2脚，K9的3脚接K8的2脚。R12、R13、R14、R15串联。R14接K11的2脚、K10的2脚和R15。R12接K8的3脚、K11的3脚和检波器F1的3脚，F1的3脚经R10接F1的1脚。R15接F2的1脚，并经R16接F2的3脚，F2的2脚经R17接地，F2的3脚接R18，R18经R19接地。F1的2脚经R11接地，F1的1脚经R9分别接K7、K6、K5、K4的2脚、D1的负极和R4，R4接R1。D2的负极接地。K7、K6、K5、K4的3脚接地。线路中的D1、D2为输入过载保护。
标准化单元电路的作用是将630mV-20V的交流输入信号转变成1.0V左右的归一化信号。(见图3)输入信号经电阻R1、R2和电位器W1分压，衰减至1/10，经检波器Z1检波，经电容C1、C2和电阻R3搭成的π式滤波器得到平滑的直流信号，将其送至变换器A/D，该变换器有8位输出，这里仅用其中的7位，对于2.0V直流电压其转换灵敏度为每个码代表15.7mV。转换器输出64位码时，电路将通过双向模拟开关K7使输入信号经电阻R4和R8作1/6衰减，其它依次为32位码作1/8衰减控制，16位码作1/4衰减控制，8码作1/2衰减控制。分别通过模拟开关K4、K5、K6实现控制。在衰减控制中有“高位优先”功能，高位选择是由反向器NO1、NO2和与门AN1、AN2完成，例如64，32同时高电位，64可直接控制模拟开关K7，但64由反向器NO1，使与门AN1。输入为低，则32无论高低，AN1输出总为低，使得模拟开关K6不再动作，K4、K5开关控制与之相同。当与门AN1、AN2只少有一个为高时或门OR1，输出为高，又当与门AN1和32有一个为高的或门OR2为高，若或门OR、OR2和8位输出均为低时则或非门OR1·NO1，输出为高，这时如果128输出为低反向器NO3输出为高，则与门AN3输出为高，即为欠量程信号，并由其接通双向模拟开关K11。或门OR1、OR2的输出可形成2位二进制编码，用以控制四选一模拟开关K1、K2及K3。OR1为低，OR2的输出为高时则K3将32输出端电平换到反向器NO4，K2将16的电平接到反向器NO5，K1将8的电平接到反向器NO6，并且分别控制放大器F2的输入电阻，实际上是控制了放大器F2的放大倍数。其放大倍数取决于开关K8、K9、K10、K11的状态。当或门OR1、OR2输出电平均低时，K3接通4，K2接通2、K1接通1。
当与门AN3高电平时，模拟开关K11接通，为欠量程状态，F2的放大倍数为3.19，与K8、K9、K10同时接通等效。
电路中二极管D1、D2为输入过载保护，R18、R19为1/2分压电阻，信号经F1、F2两次反相则输出信号与输入信号同相。
例如被测电压为18.8V、经1/10衰减为1880mV，经检波馈至A/D变换器，其转换灵敏度为每码15.7mV，A/D变换器输出为120码则有64+32+16+8=12064直接使模拟开关K7接通，信号经R4、R8分压衰减为1/16，即有18800mV×1/16=1175mV这时，由于“高位优先”使K4、K5、K6不再接通。
或门OR2由于64位码而输出高电压使K3选通32，K2选通16，K1选通8，经反向器NO4、NO5、NO6使模拟开关K8、K9、K10控制端为低，则三个开关均断开，此时放大器F2的放大倍数为1.7，其输出为1175mV×1.7=1997.5mV经电阻R18、R19分压，将其衰减为1.0V左右的信号输出，这里已将18.80V的输入信号转换成为1.0V的输出信号，完成了信号的标准化过程。
权利要求1.便携式自调谐失真度测量仪，包括壳体(34)、电路板(35)调零钮(36)、调节钮(37)、频率选择钮(38)、电压选择钮(39)、失真钮(40)和失真度测量电路，失真度测量电路，包括输入放大单元电路(1)、线性检波器电路(2)、A/D变换器电路(3)、寄存器电路(4)、标准化单元电路(5)、缓冲放大器电路(6)、整形滤波单元电路(7)、计数器驱动电路(8)、四位半显示电路(9)、选择开关(10)、有效值滤波器电路(11)、A/D变换器电路(12)、寄存器电路(13)、存储器电路(14)、选择开关(15)、存储器电路(16)、有源滤波单元电路(17)、幅值单元电路(18)、减法器电路(19)、误差放大器电路(20)、线性检波器电路(21)、窗口单元电路(22)、相位残差鉴别器电路(23)、相位比较器电路(24)、相位细调单元电路(25)、幅值残差鉴别器电路(26)、幅值比较器电路(27)、幅值细调单元电路(28)、功能选择按钮(29)、逻辑单元电路(30)、时钟单元电路(31)、自动量程单元电路(32)、电源(33)；调零钮(36)、调节钮(37)、频率钮(38)、电压选择钮(39)、失真钮(40)、功能选择钮(29)、数码管(8)均设置在壳体(34)的控制面板(41)上；失真度测量电路的其它电器元件设置在电路板(35)上，电路板(35)固定在壳体(34)内，其特征在于所述的标准化单元电路(5)，包括电阻R1-R19、电位器W1、电容C1、电容C2、变换器A/D、反向器NO1-NO6、与门AN1-AN3、模拟开关K1-K7、或门OR1-OR2、或非门OR1·NO1，R1、W1、R2串联，W1的滑动端接检波器Z1，Z1的输出端经R3接变换器A/D，其中C1、C2和R3搭成Ⅱ式滤波器，可得到平滑的直流信号，A/D有8位输出，其中128位输出脚接NO3的1脚；64位输出脚接NO1的输入端、OR2的2脚和K7的3脚；32位输出脚分别接K3的1脚、NO2的输入端和AN1的2脚；16位输出脚分别接K3的3脚、K2的1脚和AN2的3脚；8位输出脚分别接K3的3脚；K2的2脚、K1的1脚，OR1·NO1的1脚、K4的1脚；4位输出脚分别接K3的4脚、K2的3脚、K1的2脚；2位输出脚分别接K2的4脚和K1的3脚；1位输出脚接K1的4脚；NO1的输出端接AN1的1脚和AN2的1脚；NO2的输出端接AN2的2脚；AN1的3脚接OR1的2脚和K6的1脚，AN2的4脚接OR1的1脚、OR2的1脚和K5的1脚；OR1的3脚接OR1·NO1的2脚和K1、K2、K3的5脚，OR2的3脚接OR1·NO1的3脚和K1、K2、K3的6脚，OR1·NO1的4脚接AN3的2脚，AN3的3脚接K11的1脚，K1、K2、K3的7脚分别接NO6、NO5、NO4的输入端，NO6、NO5、NO4的输出端分别接K10、K9、K8的1脚，K10的3脚接K9的2脚，K9的3脚接K8的2脚，R12、R13、R14、R15串联，R14接K11的2脚、K10的2脚和R15，R12接K8的3脚、K11的3脚和F1的3脚，F1的3脚经R10接F1的1脚，K15接F2的1脚，并经R16接F2的3脚，F2的2脚经R17接地，F2的3脚接R18，R18经R19接地；F1的2脚经R11接地，F1的1脚经R9分别接K7、K6、K5、K4的2脚。
专利摘要便携式自调谐失真度测量仪,包括壳体和失真度测量电路,失真度测量电路包括标准化单元电路。该电路包括R
文档编号G01R23/20GK2431570SQ0021243
公开日2001年5月23日 申请日期2000年6月27日 优先权日2000年6月27日
发明者陈进民 申请人:陈进民