Устройство для измерения амплитудно-частотной характеристики усилителей
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЯ по авт. св. № 783715, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него между вторым входом фазометра и входом управляемого инерционного зве; на введено второе управляемое инерционное звено,а между выходом фазометра и управляющим входом инерционного з.вена введен делитель напряжения, при . этом второй выход последнего соединен с управляющим входом второго . инерционного звена.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСРУБЛИК (1% 03) 12 А
4(51) r, 01 R 27/28
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
no pEwM изОБ етений и ОткР1 тий (61) 783715 (21) 3539250/24-21 (22) 14.01.83 (46) 30,01.85. Бюп.. Р 4 (72) А.В.Матюков (71) Ордена Ленина физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе (53) 621.3 17.757 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР N - 783715, кл. G 01 R 27/28, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
УСИЛИТЕЛЯ по авт, св. Р 783715, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него между вторым входом фазометра и входом управляемого инерционного зве, на введено второе управляемое инерционное звено, а между выходом фазометра и управляющим входом инерционного звена введен делитель напряжения, при . этом второй выход последнего соединен с управляющим входом второго, инерционного зв на.
113 7L. 12 (1зобрете((Г(е относится к технике
1! з."!е.:»pEII Г<1(>! 1".3tË nEfEItli аь!П;(ИТУг(НО-<1аетот пой ха":.а-ктер(стики ЛЧК) линейных усилитснеи. 5 Г!о основному авт. св. Р 783715 известно устройство для измерения ЛЧХ усилителей, содержащее генератор, к выходу которого подк<(ючены первый вольтметр, один пз входов фазометра и выходная клемма устройства, ходная клемма которого соеди-. н"-па с вторым входом фазометра H c входом угравляемого инерционного .> П" it ЛГ.Г" > Г КГ»ТОР 01 !<О JliS(ft)<ГЕН К Г» ор ого поп!. т!,<г> 1 !»а я упр;>, !ц 1»"! Г;;,<;,:IE! <- » >"!„)< (Г-,:1Э..ГC nt ii>iii iГt ..:,".;<;ь(- ус(>лliз c>-. 20 г»6,"0 :О!!:Ic>itп::. t!01 >»<>! !«ос (ями ;:;>.::;)((ГГ(». :«01 О звена пе1»ного порядка, ",:. 1!» з обрат е „»(я — повьем((ение точп. стн:Iз):,Ч»е!1пй ЛЧХ ьп-:огокаскадных 2-" »п(1;с.!!(ь...» ус (лителей. .;.. . il>;i0CТПГBCТСГ1 TC:! . П»> -. )» -! <;»(((э(<ГЕ(» Е> (!г>! а(г«ЛГ(! УЦ!10— ;;;",;<О>" -:,>;-»а< ТСР1! г(,КИ yt И-П О!(Я :".с:.:;!.у вторым входом фазоь стра и H:c<. Дом управляемогÎ инерционного -., > <» а 11 Г) Г> г< <>» > 0 в т 0>) 0 е у т< г\ ат> <1 <т е (10 е it ii .» <Ио ГП(0,-.. > г<<> П 0 а !<л)> П У НЬГХО(> ОМ фаза:toT;»;1 . уп(»а(.ля(о!".,и вхо;(ON !перцпо.п:ого зве«а введен делитеTIE на.> > ПРГ!»Г(Е!Гг(1(,, ПРИ ЭТОМ ВТОРОЙ ВЫХОД ПОС"tc <=>t <» со,«ttilец с уп1»авлГ(!о(((1(м г>ХО дом второго ((пер(;!(о(п!Ого звена. 1Ь фиг. 1 изображена блок-схема у.:.. рой:.".THttt" па фпг, 2 — гра(Г)пк 3cIIIH- „-, си>мости отпо!Г!ения частот сопряжения (d„)( от значения параметра - Я.„ на 4»!(г. 3 — начальный участок фаза- (исто 1 но(>1 характеристики; на ф!(г, 4 — график "-ависимости 0(,;.! (бкп измерен((я от частоты для предлагаемого и известного устройств. Устройство содержит генератор 1, :!ер1>Г>(й вольтметр 2, подкл!оченный к >ь(ходу генератора 1, первое управ- 50 пяемое инерционное звено 3, второй "ольтметр f, подключенный к выходу у1(равляемого инерциогп(ого звена ;, )а<э Ометр 5, Один из входов KQTopol Î г(од(спючен к выходу генератора 1, ц ели т ель б напряжения, вх од кот ар ого подключен к выходу (Ъазометра 5, а "дип пз выходов — к управляющему входу первого управ>ляемого инерционного эве(!а 3, второе управляемое инерц:.!Онпое звено 7, вход которого ПОДКЛЮЧЕН К ВТОрОму ВХОДEE фаЗОМЕТ ра 5 и к входной клемме 8 устройства, выход подклю<(ен к входу первого управляемогo инерцио((IIOI o 3BQEI
Устройство работает следующим образом. 1 (- — Г,Г(,Ь) 1---агс (Я -агс ого -„(2) t>) > и <<»Ь! с> ивг частота входного сигнала; коэффициент передачи усилителя; коз<(»(Г)ициент передачи усилителя при Ы =О; фазовый сдвиг усилитегде Ы К ля; частоты сопряжения инерционного звена вто- рого по ядка, Н> частотах Ы о и 2 и о праву(о часть выражения (2Г можно представить в ьиде разложения в ряд Маклорена с учетом только двух первых, неравных нулю, членов ряда Ко! тролпруемый ус((лптель своим -ElХ0Л0! i 1\ОД! .ЛЮ>1<("> TÑ>! К Вt!C»0!Ef(OII КЛЕММС > У 1 РОй!< ТD Фазометром осу!цестпляется измерение фазоього сдвига q» «a двух частотах <>) !1 ? Cpp 1(1»H s Гом (ас - 0-а (до вы ! »!Грается так, чтобы вслп;(па ((c(<) = » (1 1 Ыо (- ЦМ )составляла несколько процентов от (>» (ь)01. Далее, если амплитудно-частотную харак геристику усилителя 8111IpоксимировBTь амплитудно-частотной характеристикой ипер— цпопного звена второго порядка, а c)a 0- ас "0òHóip характеристику И Лазо-частотной характеристикой это —, го зв".íà,,то они могут быть представ лены в вице 3 () 1137412 И сключая иэ системы (3) частоту ц, получают уравнение относитель а, . >ы (Ы 1 Р О)1 ° f (4) » P 1Ь(2((и, -((2ы, ) о Ы1 15 решение которого в зависимости от значения правой части уравнения (4) приведено на фиг, 2. По ранее измеренным значениям ((ao) и (<2 a) рассчитывается значе-. ние ); правой части уравнения (4) и по графику на фиг. 2 определяется от ие vacToT conpszreinfa QB(j B3 На низких частотах G3>, удовлетворяющих условие я (< Мв„и усло- 5 вие Ц„<< ÈB, фазо-частотная характеристика усилителя линейно зависит от СО» а напряжение U@ на выходе фазометра 5 определяется выражением 30 М н1=- А + (5) 1 и Ь 03BZ I > где А — коэффициент пропорциональности. Это напряжение поступает на вход делителя 6 напряжения, Потенциометр делителя 6 напряжения вручную выставляется так, чтобы on производил деление напряжения U Ив в найденном отношении . При вв этом на одном выходе делителя 6 напряжения появляется напряжение 0< а на другом Ц, которые определяют=я следующими выражениями 45 Рва " Чв,+ " ва Эти напряжения поступают на управляющие входы, соответственно, первого управляемого инерционного звена 3 и второго управляемого инерционного звена 7, постоянные врем ни 4,,и t, 55 которых линейно зависят от напряжений 5 и О в соответствии с выражениями где  — коэффициент пропорциональности. Амплитудно-частотная характеристика контролируемого усилителя и двух инерционных звеньев, включенных последовательно, на низких частотах может быть представлена следующим математическим выражением Ко " (ын1= (8) Подставив в выражение (8) значения t,и 1 из (7) с учетом (5) и (6), можно получить следующее выражение М1= i Правые части выражений (9) и (1) имеют одинаковый вид, если выбрать 4 и=АВи 2 н ° (9) Измерение ампли гудно-частотных характеристик усилителей при помощи предлагаемого устройства позволяет увеличить точность измерений. Увеличение точности измерения достигается за счет того, что введение дополнительного инерционного звена и делителя 6 обеспечивает реализацию уст ройством аппроксимирующей функции (9), которая имеет более общий вид по сравнению с аппроксимирующей функцией прототипа, и следовательно,более точно приближает амплитудночастотную характеристику реального усилителя. Устройство проверено экспериментально. В качестве генератора 1 ис» пользуется стандартный генератор Г3-36А, к выходу которого подключен первый вольтметр 2(Ц434 1), один вход фазометра 5 (Ф2-13) одна входная клемма и первое управляемое инерциИзмеренное вольтметрами 2 и 4 на-. пряжение, характеризующее амплитудночастотную характеристику t (Ин) при помощи (10) пересчитывают в область высоких частот6д Устройство обеспечивает повышение точности измерений АЧХ, поскольку реализуется аппроксимирующая функция (9) более общего вида. 1137412 Idpy Яву 9 он:1Ое звено 3, к выходу которого подключен второй вольтметр 4 (HI(7-9), С целью повьш1ения, точности измерения измеритель,дополнительно содержит делитель 6 напряжения, вход кото- рого подключен к выходу фазсметра 5, один выход подключен к управляющему входу управляемого инерционного звена 3, а другой выход - к управляющему входу второго управляемого инерци. 19 онного звена 7, причем вход второго управляемого инерционного звена 7 подключен к другому входу фазометра 5, а его выход — к входу первого управляемого инерционногс звена 3, 15 Делитель 6 напряжения устройства Сс!-" ОIГ ИХ ВХОДНОГО ДO»II»!/BI O ПО » ЕН" цис Eerpa I!II!!II"И-500 Ом, псдвижны11 контакт которого является Одним выходом делителя 6 напряжения, и д»»Афере!!1!11ал!»Нсгс усилителя !УТ 153Л (, IIIEВерсный вход которого соединен с псдВ11жнь!и контактом входного делящегo 11îò åíöèñìåòðà „а прямой вход — с Входной клеммой входного делящегo 2.5 пстенциометра. причем Входная клеьи!а входного делящего потенциометра яв-ляется входом делителя напряжения, псцвижный контакт входного делящего пстенциометра является одним выходом ЗО делителя напряжения, а выход д :,Ьференциального усилителя — другим Выходом делителя напряжения ° Каждое из управляемых инерциснгн:ж звеньев представляет собой последовательное соединение управляемого интегратора с постоянной времени, регулируемой в пределах 10 — !0 с .0 « (микросхема 1УТ j 53A L), и управляемого делптеля напряжения с диапазоном регул11рования 40 дб (ьикрссхема УТ (53A1) . причем у1!равл11ющ1е входы управляемого интегратора и упраьляемого делителя напряжения соединены и точка соединения является управляющим входом угравляемого инерционного звена. Иа ф11г. 4 I логарифмическом масштабе изображены кривые зависимости относительной ошибки измерения амплитудно-частотной характеристики трехкаскаднorо усилителя от частоты: 1 -.;,. †:-! предлагаемого устройства; 2 --;.,: я изяеoтного устройства,. На у-1астке от 3 1!! ц ДО 28 1 Гц ошибки измере::ия ссоих устройств o;;à»çIIE.ìû и О П Р ЕД ЕЛЯ !ОТ С -E П О Г Р Е !! 1! О С Т Я !!» Рт»» СЛ»Н1»Ж приборов, Входящих в устройство. На у»1астке от 28 МГц дс 100 11Гц Ошибка измерения известнсгс устройства резко нарастает и на частоте 100 МГц более чем в 20 раз превышает ошибку измерения предлагаемого устройства. Это резкое снижение точности носит модсгл ный характер и связано с сущесгвенным отклонением аппроксимирующей фу11кц1!и IIзвестнсго устройства От амплитудно-частотной характеристики контрслируемсгo усилителя. Так!!м образом., точность измерения предлагаемого устройства на частоте 100 НГц более чем в 20 раз превьш!ает тач1!ость измерен1»я прототипа. 1137412 <(o) Рог. 3 Ыу/фl - 20 Составитель Л.Муранов Редактор И.Касарда Техред Т.Маточка Корректор, М.Леонтюк Заказ 10518/34 Тираж 748 Подписное ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 1!осква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4
