Автоматический измеритель комплексных параметров
Г=Г. А. Дейнега и B. И. К юк ,4 - .
I ""- ь "о
j Отделение Всесоюзного научно-исследовательского; ф ктноконструкторского и технологического института йстЪ ников
1 тока 3. (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ
ПАРАМЕТРОВ
Изобретение относится к радиоизмери тельной технике и может быть использовано для измерения полных сопротивлений и и комплексных коэффициентов передачи преобраэрвателей электрических сигналов, а также для снятия амплитуднофа-. зочастных характеристик преобразователей механических сигналов и диапаэоНах низких и инфранизких частот.
Известен универсальный .амплитуднофазовый преобразователь СВЧ сигналов, содержащий генератор перестраиваемвВ частоты, мостовой измерительный блок, фаэосдвигаюшие цепи на базе шелей связи детекторных головок ориентированных определенным образом, три суммато- 1 ра опорного и измеряемого сигнала, четыре детектора-квадратора, четыре фильт ра нижних частот, сумматор для выделен ния . фазонеэависимого сигнала, два дифzo ференпиальных усилителя и электроннолучевой индикатор, (1).
Недостатками извес гного преобразователя являются большое время измерения в
2 диапазоне низких и инфранизких частот, се .ределяемое постоянной времени филыров нижних частот детекторных каскадов, малый коэффициент перекрыФми диапазона частот, не превышающий 30% апре деляемый свойствами фазосдаигакаиих цепочек, сложность схемы и- конструкции, определяемая наличием четырех детекторных головок и соответственно, четырех измерительных каналов для выделения постоянной составляюшей из измерительного сигнала.
Наиболее близким к изобретению является четырасдетекторный измеритель комплексных параметров, содержаший генератор перестраиваемой частоты, первый выход к6торого соединен с- входом иэмеркгельного блока, выход которого подключен к измерительным входам сумматоров четырех измерительных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные сумматор, детектор=ьюадратор, блок запоминания амплитудных значений сигналвв
10641 И со сбросом памяти, к опорным входам сумматоров подключены четыре дополнительных выхода генератора перестраиваемой частоты, выходы четырех блокоВ запоминания соединены соответственно с входами двух дифференциальных усилителей, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно-лучевого индикатора f2) .
Недостатком известного устройства является необходимость наличия четырф . опорных сигналов генератора перестраиваемой частогы. Наличие четырех измерительных каналов приводит к увели-, чению погрешности из-эа неидентичности, снижает надежность, усложняет регулировку ионастройку устройства. Время измерения известного устройства определяется измеряемым фаэовым сдвигом и фазовым сдвигом опорного сигнала, и составляет один период частоты следования измеряемого сигнала в диапазоне низких и инфранизких частот.
Цель изобретения — сокращение времени измерения в диапазоне низких и инфраниэких частот, уменьшение погрешности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в автоматическом измерителе комплексных параметров, содержащий генератор перестраиваемой настоты, первый выход которого соединен с входом измерительного бпока, выход которого подключен к измерительным входам сумматоров, соединенных с входами детекторов-квадраторов, блоков запоминания амплитудных значений сигналов к опорным входам первого и третьего сумма"торов подключены соответственно второй и третий выходы генератора перестраиваемой частоты, электронно-лучевой индикатор, два дифференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно-лучевого ин- . дикатора, выходы первого и второго бпока запоминания амплитудных значений, соответственно — с входами первого дифференциального усилителя, введены активный сумматор, усилитель постоянного тока, инвертор, причем измерительный azîä второго сумматора соединен с выходом инвертора, вход коз:орого сое динен с вгорым выходом генератора перестраиваемой частоты, входы активного сумматора соответственно соединены с выходами первого и второго бпо ков запоминания амплитудных значений, 45
С дополнительного выхода 3 генератора 1 перестраиваемой частоты, имеющего фазу О, сигнал поступает на опорный жод сумматора 8 и инвертора
7, а с дополнительного выхода 4, имен» шего фазу 90О, сигнал поступает на опорный вход сумматора 10. Сигнал с выхода 7 поступает на опорный вход сумматора 9, т.е. на опорных входах сумматоров 8 — IO имеет сигналы вида
Uо s n Ф;
0О ВМ(ы +-ЩО 1;
Оо З о(М +90 ) . вход усилителя постоянного тока соединен с выходом третьего блока заломинания амплитудных знамений, выходы активного сумматора и усилителя постоянного тоКа соогве"гственно соединены с входами второго дифференциального усилителя.
На чертеже представлена структурная схема устройства в режиме измереty ния комп сопротивлений.
Устройство содержит генератор 1 перестраиваемой частоты, например с выходами 2 - 4, измерительный блок
6, с исследуемым двухполюсником 5, $$ инвертор 7, сумматоры 8 — 10, детекторы-квадраторы 11 — 13, бпоки 14—
16 для запоминания амплитудных значе-, ний сигналов с автоматическим или ручным сбросом памяти, активный сумма20 тор: 17 с коэффициентом передачи 1, усилитель, постоянного тока 18 с коэффициентом усиления 2, дифференциальные усилителя 19 и 20, электронно-лучевой индикатор 21.
2S
Устройство работает следующим образом.
Сигнал вида 0 Мпш где U<- ампО литуца; (м — круговая частота; — время с основного выхода 2 генератора 1 поступает на измерительный блок 6 с исследуемым двухполюсником 5. С выхода измерительного блоке 6 сигнал
К13 0051н (ш Ь+Ч)
3$ где К вЂ” коэффициент передачи измери1 тепьного 6IoKa 6;
U0 — модуль измеряемого параметра. исследуемого двухполюсника 5; - фаза измеряемого комплексного параметра исследуемого двухполюсника 5 поступающая на измерительные входы сумматоров 8 — 10.
1004013 d
Таким образом, напряжения, посту- -. Напряжение на выходе усилителя попакицие на входы детекторов-квадрато- стоянного тока 18 имеет вид. ров 11 — 13 имеют вид
»» „„=к„К т0 в1п»шв+Ч»тй»» в»пшв, вык»В с А .î(Г х»в1п «)
u „- X X -О s n(aot+V)+X u 1 „Напряжение с выхода усилителя постоВХ 2" 1 2 0 3 0 ". янного тока 18 и с выхода активного
«(ш+ + ВХа И0 З0 20 е ое о К(ЮФ. + 900), вид где К вЂ” коэффициент передачи суммато P ддя измеряемо о сигнала; ВЬ)Х20 ОЬЬ1Х18 ЦВЬ Х11=4КС (ДОО 51П K3 — коэффициент передачи сумматоосле подачи сигналов О и ров для опорного сигнала. 15, Вых19 } Можно принять К =.К вЂ” К, а К„=1 ;(.)Вых 20 на электронно-лучевой индикаК2 КСт К1 тор 21 получаем на экране световое пятНа выхсд ах детекторов-квадраторов 11-13 амплитуды .напряжений описыно, радиус отклонения которого or центра трубки Й характеризует модуль коэффициваются следукщими выражениями ента отражения, а угол отклонения рац = К К у ( ВЬ»Х И С 4 0 . коэффициента отражения а 540+5 -) . «хн»+стев -„— — соц -) г в и 4«йв»»х Вых19 ьых20 N A c = К К О +ф -Zgp f S)n " . К чувствительность индикатора; узза Vs О :" ра»еыгсИ -»ат«осв х»в «нам ы "сбч о = ». Вых fS о =и g»» »ат +2ГВ1по»уВ»п к. Таким образом. преплагаемый автоматический измерителе комплексных .к uut+ arctic + параметров обеспечивает измерение на т+ в в + сов инфранизких частотах . -::. за время, не рд К коэффициент передачи сигнала З более 3/8 периода частоты следованиЯ 4 детекторов-квадраторов. измеряемого сигнала в широком диапаНа в од боков запоминания 14- зоне частот. Кроме того, за счет сокр»амп,пгт,ы напряжений постоянного шения измерительных к палов с четырщс тока описывакФР"я следукяцими выраже ниями щ сигналов генератора перестраиваемой частоты уменьшается погрешность изме2 2в ч рения, расширяется номенклатура привях я ВЬ я с д p.(3 Х I1 меняемых ге»»ераторов перестраиваемой й»» В ) частоты»например генераторы типа asian С 0 Д 0 . бц Г6-15, Г6 26). С помоШью предлагае0 =К К 0 1+ +2 " И Мого устройства можно ramie измеря 3. 21 2 ЬЬВ16 С А 0 3 комплексные коэффициенты передачи преобразователей электрических сигнаВычитанием Овых 1б(и Цвь)мб на лов (четырехз олюсников) а также ференциальном усилителе 19 на его вы 5 щ комплексные коэффициенты преобразоваходе получаем напряжение гелей механических сигналов (сейсмоприемников, микрофонов, гидрофо»»ов н г.д.) sbl5 9- выхи вьи4 » с д о На выходе активного сумматора 17 напряжение и»»еег вид Ц О . 2 2 2 54Ix17 Обь|«1++Овьпю "с "дО0("+7 .Ф о р м у л а и з о б р е г е н и я l ! Автоматический измеригель комплексных парамегров, содержащий генератор перестраиваемой частоты,, пери»»» выход Составитель Л. Сотникова Редактор Н. Воловик Техред Л.Пекарь Корректор И. Шулла Заказ 1876/57 Тираж 708 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 1 А049 которого соединен с входом измеригельного блока, выход которого подключен к измерительным входам сумматоров, соединенных с входами детекторов-квадратс pos, подключеннь1х к входам блоков запоминания амплитудных значений сигналов, к опорным входам первого и третьего сумматоров подкпючены соответственно второй и третий выходы генератора перестраиваемой частоты, электронно- tO лучевой индикатор, два дифференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электронно-лучевого индикатора, выходы первого и второго блока заломи- 3$ нания амплитудных значений соответственно соединены с входами первого дифференциального усилителя, о т л и ч а юat и и с я тем, что, с целью сокращения времени измерения на низких и ин- щ франиэких частотах „и уменьшения погрешности измерения, введены активный сумматор, усилитель постоянного 13 8 тока, waeprop, причем измерительный вход второго сумматора соединены с выходом инвертора, вход которого соединен с вторым выходом генератора перестраиваемой частоты, входы активного сумматора соответственно соединены с входами первого и второго блоков запоминания амплитудных значений, вход усилителя постоянного тока сое1 динен с выходом третьего блока запоминания ампдитудньи значений, выходы активного сумматора и усилителя постоянного "гока соответственно соединены с входами второго дифференциального усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вопросы радиоэлектроники, сер. РТ, 1971 вьш. 7,, с. 57-61. 2. Авторское свидетельства . СССР M 781711 кл. Q 01 R 27/02, 11.12.78 (прототип) .
