Высокочувствительное устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников

 

ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащее источник низкочастотного переменного .напряжения, индикатор, балластный резистор и соединенные последовательно раэделитеЛьньтй трансформатор, широкополоеньй усилитель, первый детектор , узкополосньЕЙ усилитель и второй детектор, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом , конец первичной обмотки разделительного трансформатора через балластный резистор соединен с общей шиной устройства и вторым входным зажимом, отличающееся тем, что, с целью повьппения чувствительности и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор пилообразного напряжения, смеситель и дифференцирующий элемент , причем вьгход второго детектора через дифференцирующий элемент соединен с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход (Л которого соединен с индикатором, а с: второй выход - с первым входом смесителя , выход которого соединен с среднш-j выводом первичной обмотки разделительного трансформатора, а выход источника низкочастотного переменного напряжения соединен с вторым входом смесителя. СП со ОС)

З А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) О 1).

4у)) 5 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ. И ОТКРЫТИЙ (21} 3661095/24-21 (22 05,11.83

Ь6) 30.04.85. Бюл. Р 16 (72) С.О.Острова, А.А,Закиев и М.В.Прокофьева (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А.Н.Туполева .(53} 621.317.33 (088,8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

11 761945, кл. 6 01 1) 29/26, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 200632,кл, Cj 01 R 29/26,1952 (прототип}. (54} (57) ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НУИОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХПОЛ1ОСНИКОВ, содержащее источник низкочастотного переменного .напряжения, индикатор, балластный резистор и соединенные последовательно разделительный трансформатор, широкополосный усилитель, первый детектор, узкополосный усилитель и второй детектор, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом, конец первичной обмотки разделительного трансформатора через балластный резистор соединен с общай шиной устройства и вторым входным зажимом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппеиия чувствительности и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор пилообразного напряжения, смеситель и дифференцирующий элемент, причем выход второго детектора через дифференцирующий элемент соединен с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход которого соединен с индикатором, а второй выход — с первым входом смесителя, выход которого соединен с средним выводом первичной обмотки разделительного трансформатора, а выход источника низкочастотного переменного напряжения соединен с вторым входом смесителя.

li53305

Изобретение относится к радиоэлектронике и используется преимущественно для контроля шумовых характеристик двухполюсников, например резисторов, с целью определения 5 их качества и прогнозирования на- . дежности.

Известно устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников, содержащее источник пилообразного напряжения, исследуемый двухполюсник и балластную нагрузку, подсоединенную к входу измерителя шума, выход которого соединен с входами блока сравнения, и линию задержки.

Выход блока сравнения нагружен через пороговый элемент на вход блока управления, выход последнего соединен с блоком первоначальной компен-. сации. На выходе порогового элемен- рц .та включен индикатор jl) .

Недостатками данного устройства являются малая чувствительность измерения, обусловленная использованием прямого метода измерения шумов д и сложная схема обработки сигнала, включающая громоздкую линию задержки для реализации большого времени задержки.

Наиболее близким к предлагаемому З0 является устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников, содержащее источник низкочастотного переменного напряжения, индикатор, балластный резистор и сое35 диненные последовательно разделительный трансформатор, широкополосный усилитель, первый детектор, узкополосный усилитель и второй детектор, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом, конец первичной обмотки разделительного трансформатора через балластный резистор соединен с общей шиной устройства и вторым входным зажимом (2) .

Tfo протекании через резистор одновременно с переменным током .от одного источника постоянного тока от ,другого источника,.равного по величи-50 не переменному, имеет место модуля-. ция избыточных шумов всех частот, причем частота огибающей равна частоте приложенного переменного напряжения. Промодулированные избыточные S5 шумы измеряемого резистора усиливаются широкополосным усилителем, поступают на вход детектора, затем на избирательный усилитель, синхронный детектор и измеряются вольтметром.

От генератора низкочастотного напряжения на синхронный детектор подается опорное напряжение.

Однако известное устройство характеризуется тем, что оно позволяет непосредственно замерять напряжение шума только при фиксированном напряжении нагрузки, равном сумме значений постоянного напряжения и среднего за период синусоидального напряжения, Однако часто при исследовании шумовых свойств двухполюсников необходимо знать, является ли крутизна нагрузочной характеристики шума O g = 5 (U„j постоянной на всем участке изменения напряжения нагрузки, а если изменяется, то при каком

1значении (I< начинается это изменение, Известное устройство не определяет место, в котором происходит изменение крутизны характеристики. Кроме того, оно. недостаточно чувствительно.

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение функциональных возможностей устройства, Поставленная цель достигается тем., что в устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников, содержащее источник низкочастотного переменного напряжения, ин дикатор, балластный резистор и соединенные последовательно разделительный трансформатор, широкополосный усилитель, первый детектор, узкополосный усилитель и второй детектор, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом, конец первичной обмотки разделительного трансформатора через балластный резистор соединен с общей шиной устройства и вторым входным зажимом, введены генератор пилообразного напряжения, смеситель и дийЪеренцирующий элемент, причем выход второго детектора через дифференцирующий элемент соединен с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход которого соединен с индикатором, а второй выход - с первым входом смесителя, выход которого соединен с средним выводом первичной обмотки раздели.тельного трансформатора, а выход источника низкочастотного переменного напряжения соединен с вторым входом смесителя.

1153305

На фиг,1 изображена блок-схема устройства для контроля шумовых характеристик двухполюсников, на фиг.2 — нагрузочная характеристик» шума исследуемого двухполюсника;на фиг.3 — напряжение нагрузки после месителя;на йиг,4 — напряжение на выходе узкополосного усилителя1на фиг.5 — напряжение на выходе второго детектора",на фиг.б — напряжение на 10 выходе дифференцирующего элемента.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, источник 2 низкочастотного переменного напряжения, смеситеяь 3, Разделительный трансформатор 4, широкополосный усилитель 5, первый детектор 6, узкополосный усилитель 7, второй детектор 8, дифференциальный элемент 8, индикатор 10, .балластный резистор 11 измеряемый двухполюсник 12, .- Генератор пилообразного напряжения подключен к .входу смесителя 3, на второй вход которого подключен источник 2 низкочастотного перемен25 ного напряжения, выход которого соединен со средней точкой первичной обмотки разделительного трансформатора 4, один выход которой нагружен на измерительный двухполюсник 12, второй вывод — на балластный резистор 11, а вторичная обмотка трансформатора 4 соединена с последовательно включенными широкополоснрм усилителем 5., детектором 6, узкополосным усилителем 7, вторым детектором 9, дифференцирующим элементом 9, который подключен к входу генератора 1 пилообразного напряжения, второй выход которого соединен с индикатором 10. 40

Устройство работает следующим образом.

На смеситель 3 подаются пилообразное напряжение от генератора 1 и низкочастотное переменное напряжение от источника 2. Суммарное напряжение (фиг.З) поступает на среднюю точку разделительного трансформатора, в результате чего s первичной обмотке протекают электрические токи в разном направлении через измеряемый двухполюсник 12 и балластный резистор 11, В результате на выводах двухполюсника возникает шумовое напряжение, изменяющееся по закону протекающего тока. В балластном резисторе, представляющем собой проволочное сопротивление, шумы отсутствуют. При равенстве плеч разделительного трансформатора 4 токи нагрузки вычитаются и во вторичную обмотку трансформируются.токовые шумы, которые усилива ются широкополосным усилителем 5, детектируются, поступают на вход узкополосного усилителя, настроенного на частоту низкочастотного переменного напряжения. При достижении нагрузкой значения 0„„, при котором происходит изменение крутизны нагрузочной myMoaoA характеристики двухполюсника (фиг.2), происходит изменение огибающей модулированных шумов (фиг.4), на выходе дифференцирующего элемента 9 вырабатывается импульс (Фиг.6 ), который останавливает пилообразное напряжение от генератора 1, и индикатор фиксирует напряжение нагрузки, соответствующее изменению крутизны нагрузочной шумо.вой характеристики.

Практически реализация предлагаемого устройства возможна из типовых радиотехнических блоков. Например, в качестве генератора пилообразного напряжения используется прибор Г6-27, в качестве источника 2 низкочастотного переменного напряжения прибор ГЗ-47 (частота модуляции выбрана Гц = 1 Гц), смеситель 3 представляеч собой два резистивных делителя напряжения с общим плечом, разделительный трансформатор представляет собой промышленный трансформатор, широкополосный усилитель 5 собран на промышленной микросхеме серии

К140 с полосой пропускания 0,1 Гц, дифференциальный элемент собран на и С элементах.

Устройство позволяет измерять нагрузочную шумовую характеристику и определять напряжение, при котором характеристика меняет крутизну, с чувствительностью на порядок выше.

1)53305 йю

Коиряжекйе нагрузим

1 1 53305

Цнл

Нолряженш нагрузко фиг. 5 7лчу

Нолряжемие нагрузки

ВНИИПИ Заказ 2502/39 Тирам 748 Подписное филиап ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4