Устройство для измерения токовых шумов двухполюсников

 

Изобретение может быть использовано для измерения токовых шумов двухполюсников и их автоматической разбраковки. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей-достигается путем обеспечения измерения токовых шумов двухполюсников при разнополярном приложении постоянного напряжения и их автоматической разбраковки. Устройство позволяет осуществить три режима работы: режим калибровки, ручной, режим замера эффективного напряжения токовых шумов и режим автоматической разбраковки двухполюсников. Источник 1 постоянного напряжения подключается к испытуемому двухполюснику 4 и к входу последовательно соединенных конденсатора 9, ограничителя 10 амплитуды, широкополосного усилителя 11, многоступенчатого аттенюатора 20, избирательного усилителя 12, квадратичного детектора 13 и индикаторного блока 21 с помощью переключателей 3-1, 3-2, 3-4, балластных резисторов 5-1 и 5-2 и низкоомного проволочного резистора 6. Для осуществления режима калибровки служат источник 2 синусоидального напряжения калибровки, выключатель 7 и переключатель 8. Для осуществления режима автоматической разбраковки введены интегратор 14, электронный ключ 18, источник 19 опорного напряжения, переключатель 3-3, коммутаторы 15-1, 15-2, 16-1, 16-2, блок 17 разбраковки с выходными клеммами "больше" 22, "норма" 23 и "меньше" 24. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СоаЕЛИСТИЧЕСНИХ

КСПУБ ЛИК

„„SU„„1495836

А1 (51) 4 С 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРИТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4336236/24-21 (22) 30.11.87 (46) 23.07.89. Вюл. У 27 (71) Одесский политехнический институт (72) В.А.Парасочкин, Н.А.Баранов

Р.И.Поляновский и В.Г.Ткаченко (53) 621.317.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

:11 200632, кл. G 01 R 27/02,,)966.

Авторское свидетельство .СССР (Ф 1239651 кл. G 01 R 27/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКОВЫХ

ШУЮВ ДВУХПОЛЮСНИ КОИ (57) Изобретение может быть использо. вано для измерения токовых шумов двухполюсников и их автоматической разбраковки. Цель изобретения — рас- ширение функциональных возможностейдостигается путем обеспечения измере ния токовых шумов двухполюсников при разнополярном приложении постоянного. напряжения и их автоматической раз- браковки. Устройство позволяет осуществить три режима работы: релплм ка-, либровки, ручной, режим, замера зЬ..М фективного Hà-:ряжения токоьых шумов и режим автоматической разбраковки двухпглюсников. Источник 1 постоянного напряжения подключается к испытуемому дэухполюснику 4 и к входу последовательно соединенных конденсатора

9, ограничителя 10 амплитуды, широкополосного усилителя 11, многоступенчатого аттенюатора 20, избирательного усилителя 12, квадратичного детектора 13 и индикаторного блока 21 ;гомощью переключателей 3-1, 3-2, 3-4„ балластных резисторов 5-1 и 5-2 и низкоомно".о проволочного резистора 6.

Дпя осуществления режима калибровки служат источник 2 синусоидального на.пряжения калибровки, выключатель 7 н переключатель 8. Для осуществления режима автоматической разбраковки введены интегратор 14, электронньй

:ключ 18, источник 19 опорного напря жения, переключатель 3-3, коммутаторы 15-1, 15-2, 16-1, 16-2, блок 17 разбраковки с выходными клеммами

"Больше" 22, "Норма" 23 и "1 1еньше"

24 ° 3 ил. ж

1495836

Изобретение относится к измерительной техниКе и может быть использовано для измерения токовых шумов двухполюсников и автоматической их разбраковки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения измерения токовых шумов двухполюсников при 10 ! разнополярном приложении постоянного напряжения к двухполюсникам и их автоматической раэбраковки.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная 15 ! схема блока разбраковки; на фиг.3— временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства, Устройство содержит источник 1 ре-! гулируемого постоянного напряжения „ источник 2 синусоидального напряжения калибровки, первый 3-1, второй

3-2, третий 3-3, четвертый 3-4 переключатели, испытуемый двухполюсник 4, первый 5-1 и второй 5-2 балластные резисторы, низ ко омный пров оло чный р езис тор 6, выключатель 7, пятый переключатель 8, конденсатор 9, ограничитель 10 амплитуды, широкополосный усилитель 11, избирательный усилитель 12, квадратичный детектор 13, интегратор 14, первый 15- 1, второй

15-2, третий 16-1, четвертый 16-2 компараторы, блок 17 разбраковки, электронный ключ 18, источник 19 35 опорного напряжения, многоступенчатый аттенюатор 20, индикаторный блок 21 и выходные клеммы "Больше" 22, "Норма" 23, "Меньше" 24, причем выход широкополосного усилителя 11 подключен 40 к входу цепи последовательно соединенных многоступенчатого аттенюатора 20, избирательного усилителя 12 и квадратичногo Ко торого соединен с первым входом ин- 45 тегратора 14 и входом индикаторного блока 21, второй вход интегратора 14 соединен с первым выходом электронного ключа 18, выход интегратора 14 соединен с подвижным контактом третьего переключателя 3-3, первый неподвижный контакт которого соединен с первыми входами первого 15-1 и второго 15-2 компараторов, второй неподвижный контакт третьего переключа-.55 теля 3-3 соединен с первыми входами третьего 16-1 и четвертого 16-2 компараторов. Вторые входы всех четырех компараторов соединены соответствен но с первым, вторым, третьим и четвертым выходами источника 19 опорных напряжений. Выходы компараторов соответственно соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока 17 разбраковки, пятый выход которого соединен с вторым выходом электронного ключа 18.

Первый, второй и третий выходы блока 17 разбраковки соединены с выходными клеммами "Больше" 22,"Норма"

23 и "Меньше" 24. Первый вывод конденсатора 9 соединен с подвижным контактом пятого переключателя 8, пер.вый неподвижный контакт которого соединен с подвижным контактом второго переключателя 3-2, первый неподвижный контакт которого соединен с первым выводом первого балластного резистора 5-1 и через первую пару контактов четвертого переключателя 3-4 с вторым выводом испытуемого двухполюсника 4, первый вывод которого соединен через первую пару контактов первоro переключателя 3-1 с первым выводом источника 1 регулируемого постоянного напряжения, второй вывод которого соединяется через вторую пару контактов первого переключателя

3-1 с вторым выводом испытуемого, двухполюсника 4, первый вывод которо- го соединяется через вторую пару контактов четвертого переключателя 3-4 с первым выводом второго балластного резистора 5-2 и с вторым неподвижным контактом второго переключателя 3-2.

Вторые выводы первого 5-1 и второго

5-2 балластных резисторов соединены с первым выводом низкоомного проволочного резистора 6, вторым неподвиж" ным контактом пятого переключателя 8 и неподвижным контактом выключателя

7, подвижный контакт которого соединен с первым выводом источника 2 синусоидального напряжения калибровки.

Второй вывод источника 2 синусоидального напряжения калибровки, третий вывод источника 1 регулируемого постоянного напряжения и второй вывод низкоомного проволочного резистора 6 подключены на общий провод общую шину . На входе широкополосного усилителя 11 подключен ограничитель 10 амплитуды.

Блок 17 разбраковки содержит элементы И 25-1 и 25-2, элементы ИЛИ-HE

26-1, 26-2, триггеры 27-1, 27-2, ,27-3, 27-4, элемент ИЛИ 28, элементы

5 14958 .И 29, 30, выходные клеммы индикации

"Больше" 22 (Вых. 1), "Норма" 23 (Вых. 2), "Меньше" 24 (Вьтх. 3), причем выход компаратора 15-1 соединен с

5 первыми входами элемента И 25-1 и

ИЛИ-НЕ 26-!, выход компаратора 16-2 соединен с вторыми входами элементов И 25-2, ИЛИ-НЕ 26-2, выходы элементов 25-1, 26-1, 25 2, 26-2 соединены с первыми входами, соответственно, триггеров 27-1, 27-2, 27-3, 27-4, вторые входы которых подключены к второму выходу электронного ключа 18, выход триггера 27- 1 соединен с пер- !5 вым входом элемента ИЛИ 28, выход триггера 27-2 соединен с первым входом элемента И 29, вь|ход триггера

27-3 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 28, выход триггера 27-4 соеди- 20 нен с вторым входом элемента И 29, выход элемента ИЛИ 28 одновременно соединен с первым входом элемента

ИЛИ-НЕ 30 и с выходной клеммой 22 (Вых.1) индикации "Больше", выход элемента И 29 одновременно соединен с вторым входом элемента ИЛИ-HE 30 и с выходной . клеммой 24 (Вых.3) индикации "11еньше", выход элемента ИЛИНЕ 30 соединен с выходной клеммой 23 (Вых.2) индикации "Норма".

Устройство позволяет Ьсуществить следующие режимы работ: режим калибровки; ручной режим замера эффективного напряжения токовых шумов как при

35 прямом прохождении постоянного тока через двухполюсник, так и при обратном (двухполярный замер ; режим автоматической разбраковки двухполюснико в °

Режим калибровки устройства осуществляется перед установкой режима измерений токовых шумов путем подачи сииусоидального напряжения заданИОй амплитуДы от истОчника 2 синусОи 45, дального напряжения калибровки на низкоомный проволочный резистор б при замкнутом положении выключателя 7.

Через подвижный и второй неподвиж- 50 ный контакты переключателя 8 конденcamp 9 подключается к первому выво" ду низкоомного проволочного резистора б. Многоступенчатый аттенюатор 20 в исхОднОм положении для калиС рОвки устанавливается на заданное (максимальное) затухание. Электронный ключ

18 устанавливается в автономный автоматический режим работы. На вторые в.-:оды комларатор в I >-! 5 -;:, - - 1, lO-2 coc>òâñòi.òÊÅØII> Ппдапз> i;т п.,,>яника 19 опорных напряжений уст зн >вс> >ные значения опорных напряжений . UH-. нусоидальное напряжение >(r>:".èápîllêè через разделительный конденсатор 9 подается на вход широкополосного усилителя 1. Пройдя последовательно «ерез тракт усиления (блоки 11, 20 и 12) (временные диаграммы 1, 2, фиг. 3) и преобразуясь в квадратич- ном детекторе 13 (временная диаграмма 3, фиг. 3) и интеграторе 14 (временные диаграммы 4, 5, фиг. 3), сигнал калибровки поступает через подвижный и первый неподвижный контакты переключателя 3-3 на первые входы компараторов 15-1 и 16 — 1. Если сигнал калибровки, прошедший усилительньй тракт, на входе комиараторов окажется ниже уровня срабатывания компараторов (временная диаграмма 5, позиция 1, фпг. 3 ), на выходах компараторов 15 — 1 и 16 — 1 будут сохраняться уровни напряжений логических 0 следовательно, на выходе логического элемента И 25-1 (фиг.2) будет уровень логического "0" и с триггера 27-1 будет выдан на первый вход логического элемента ИЛИ 28 уровень напряжений логического 0 . Так как первые входы компараторов 15-2, 16-2 отключены и на них не поступает сигнал от интегратора, на выходах компараторов 15-2, 16-2 также будут уровни напряжения логических "0, следовательно, через аналогичную цепь (25-2, 27-3) на второй вход логического элемента ИЛИ

28 будет выдан уровень напряжений логического "0 и с выхода логического элемента 28 будет выдан также уровень напряжения логического "0, индикатор

"Больше" (Вых. 1) не cpa6атывает.

Поскольку на первый и второй выходы логического элемента ИЛИ-НЕ 26-1 подаются уровни напряжения логических "0", на выходе элемента 26-1 будет выдан уровень напряжения логи» ческой "1", в результате триггер 27-2 выдаст также уровень напряжения логической "1" на первый вход логического элемента И 29. Аналогично сработает цепь (26-2, 27- 4), и на второй вход логического элемента И 29 будет выдан уровень напряжения логической

"1". На выходе элемента И 29 установится уровень напряжепия логической

"1", который поступает одновременно

14958 36 на второй вход логического элемента

ИЛИ-НЕ 30 и на индикатор "Меньше" и выходную клемму 24 (Вых,3) . Незави симо от того, что подается на первый вход элемента 30, на выходе er о будет установлен уровень напряжения логи— ческого "011 и, следовательно, индика тор "Норма" (Вых. 2) не сработает,, сработает только индикатор "Меньше"

1 ! (Вых,З), на который выдается уровень ,напряжения логической "1" (временная

1 диаграмма 6, фиг.3) . Этим фиксирует1 ,ся недостаточный уровень начального

: усиления измерительного тракта (11, 20, 12, 13, 14) .

Если сиг ал калибровки на входе

1 компараторо» выше уровня срабатывания компараторов (временная диаграм ма 5, позиция 3, фиг,З), на выходе ! компараторов 15-1, 16-1 воз никае т ,уровень напряжения логической "1"

1следовательно, на выходе логического

1 элемента И 25-1 установится уро1

l l 11 ,вень напряжения логическои 1, . 25

:воздействующий на первый вход тригге-

Ipa 27-1. На выходе триггера 27-1 ус,тановится уровень напряжения логичес,кой "1", С выхода триггера 27-1 уроl j 11 вень напряжения логическои 1 по— ступает на первый вход логического элемента ИЛИ 28, следовательно, на

:выходе логического элемента ИЛИ 28 установится уровень напряжения логической "1" независимо от того, что

35 будет поступать на его второи вход.

Сработает индикатор "Больше" (Вых11) (временная диаграмма 17, фиг.3) . Поскольку на первый вход логического элемента ИЛИ-НЕ 30 поступит уровень

tl 11

40 напряжения логической 1, то на выходе элемента 30 установится уровень напряжения логического 0 независи11 11 мо от того., что будет подано на в торой е го вход, при этом индикатор

"Норма" (Вых . 2) не сработает . Поскольку не первый и второй входы ло гическо го элемента ИЛИ-HE 2 6 - 1 поступ ают с компар а торов 1 5 - 1, 1 6 - 1 уровни напряжения логической " 1 ", на выходе элемента 2 6 - 1 установится уровень на50 пряже ния логического "0" . Следов ательно, на выходе триггера 27-2 будет сохраняться уровень напряжения логического "0", поступающий на пер- ,вый вход логического элемента И 29, 55 Независимо от уровня напряжения на втором входе последнего, на выходе логического элемента И 29 установится уровень напряжения логического

"0", вследствие чего не сработает индикатор "Меньше" (Вых. 3) . Калибровка заключается в том, что изменяя положение регулировки Усиление 1 усилителя 12„ добиваются такого уровня сигнала калибровки на входе компара-. торов (фиг.3, позиция 2), чтобы устойчиво срабатывал компаратор 15-1 и не срабатывал компаратор 16-1, В результате этого на выходе логических элементов ИЛИ 28 и И 29 установится уровень напряжения логического "011, поэтому на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 30 установится уровень напряжения логической "1", следовательно, сработает только индикатор "Норма" (Вых . 2), этим фиксируется завершение калибровки в 1-м положении переключателя 3-3.

Аналогично протекают процессы при замыкании подвижного и второго неподвижного кантактов переключателя

3-3 и установки заданного уровня синусоидального напряжения на выходе генератора.

При этом калибровка осуществляется путем изменения уровней опорных напряжений с третьего и четвертого выходов источника 19 опорных напря жений так, чтобы сработал устойчиво компаратор 15-2 и не срабатывал бы компаратор 16-2, контроль этого осуществляется по устойчивому срабатыванию индикаторов "Норма" (Вых.2 7, не- срабатыванию индикаторов Меньше (Вых.3) и "Больше" (Вых.1). На этом режим калибровки завершается.

При ручном режиме замера эффективного напряжения токовых шумов выклю чатель 7 устанавливается в разомкнутое состояние, к входным клеммам подключается контролируемый двухполюсник. Переключатели 3-1 — 3-4 устанавливаются в первое положение, переключатель 8 устанавливается во второе

;положение, соответствующее первому замеру токовых шумов двухполюсника 4 .при прохождении через него постоянно го тока в прямом направлении ° По предварительному замеру сопротивления двухполюсника 4 в прямом направлении устанавливается, соответственно, величина сопротивления балластно ro резистора 5-1 . Элек тронный ключ

18 устанавливается в автономный автоматический режим работы. На выходе источнчка 1 ре гулируемо го по стоянного напряжения устанавливается рас— четное значение напряжения, Наблюдая за индикаторами "Меньше" (Вых. 3), "Норма" (Вых.2) и "Больше (Вых.1), с помощью многоступенчатого аттенюатора 20 устанавливают такое эатухание, при котором надежно будет срабатывать индикатор "Норма" (Вых. 1) . Соответствующему значению затуханий многоступенчатого аттенюатора 20 по габлице определяют величину эффективного напряжения токовых шумов двухполюс— ника при прямом замере.

Для замера токовых шумов двухполюсника при прохождении постоянного тока через двухполюсник в обратном направлении выключают источник pery15

25

Аналогично, изменяя величину эату- 30 лируемо ro постоянно го напряжения, переключат ели 3-1 — 3-4 ус танавлив ают во второе положение, устанавливают величину сопротивления балластного резистора 5-2, соответствующую сопротивлению двухполюсника 4 в обратном направлении. Устанавливают расчетное значение напряжений на выходе источника 1 регулируемого постоянного напряжения (электронный ключ находится в автономном автоматическом режиме) . хания многоступенчатого аттенюатора

20, добиваются устойчивого срабатывания индикатора "Норма" (Вых.2). Соотся требуемый уровень затухания, двухполюсник 4 переключается для измерения токовых шумов таким образом, чтобы первый замер осуществлялся при прямом прохождении постоянного тока через двухполюсник 4, а второй замер осуществлялся при обратном прохождении постоянного тока через двухполюсник 4, на первом и втором выходах источника 1 регулируемого напряжения устанавливаются заданные постоянные напряжения и запускается устройство автоматического переключения. Работа

50 ветствующему значению затухания многоступенчатого аттенюатора 20 по таблице определяют величину эффективного напряжения токовых шумов двухполюсника при обратном замере. В режиме автоматической раэбраковки выключатель 7 устанавливается в разомкну- 40 тое состояние, согласно таблицы для контролируемого двухполюсника 4 по известному номиналу его сопротивления выставляются значения балластных резисторов 5-1 и 5-2, и многоступен- 45 чатым аттенюатором 20 устанавливает" устройс тва в ре;-;име ав томатнчес кой разбраковки иллюстрируется ФHã. 3.

На временной диаграмме 6 «>«r. 3) представлена временная характеристика "11еньше" прн уровне сигналя на выходе интегратора ниже уровнй с абатывания компараторов. На временных диаграммах (7 — 12) представлены временные состояния "Вых.3", "Вых.2", "Вых.1" при уровне сигнала первого замера "Норма", второго (при обратном прохождении постоянного тока через двухполюсник) — "Больше". На временнйх диаграммах (13 — 18) представлены временные состояния Вых.3", "Вых.1", "Вых,2" при уровне сигнала первого замера — "Больше", второго— пНорма".

Фор мул аиэобретения

Устройство для измерения токовых шумов двухполюсников, содержащее последовательно соединенные конденсатор и широкополосный усилитель, а также иэ бира тельный усилитель, квадратичный детектор, регистрирующий блок, первый и второй переключатели, источник регулируемого постоянного напряжения, балластный резистор и клеммы для подключения испытуемого двухполюсника, о т л и ч а щ щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерения токовых шумов двухполюсников при разнопрлярном приложении постоянного напряжения к двухполюсникам и их автоматической разбраковки, введены второй балластный резистор, многоступенчатый аттенюатор, интегратор, электронный ключ, три переключателя, источник опорного напряжения, четыре компаратора, блок разбраковки, источник синусоидального напряжения калибровки, низкоомный проволочный резистор, вы» ключатель, выходные клеммы блока раз11 1! браковки соответственно Больше

"Норма", "Меньше" и ограничитель амплитуды,причем выход широкополосного усилителя через многоступенчатый аттенюатор подключен к входу избирательного усилителя, выход которого через квадратичный детектор соединен с входом регистрирующего блока и с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с первым выходом электронного ключа, а выход—

ll 14958 с подвижным контактом третьего переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, 5 а второй неподвижный контакт — с первыми входами третьего и четвертого компараторов, вторые входы четырех компараторов соединены соответственно с первыми, вторым, третьим и четвер, тым выходами источника опорных на—, пряжений, выходы компараторов соот.ветственно соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока разбраковки, пятый вход которого соединен с вторым выходом электронного ключа, первый, второй и третий выходы блока разбраковки соответственно являются выходами сигналов нБольше

"Норма" и "Меньше" устройства, пер- 20 вый вывод конденсатора соединен с подвижным контактом пятого переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с подвижным контактом второго переключателя, первый непод- 125 вижный контакт которого соединен с первым выводом первого балластного резистора и через первую пару контак-, тов четвертого переключателя — с вто рой клеммой для подключения испытуе- 30 мого двухполюсника, а первая клемма

12 соединена через первую пару контактов первого переключателя с первым выходом источника регулируемого постоянного напряжения, второй выход которого соединен через вторую пару контактов первого переключателя с второй клеммой для подключения испытуемого двухполюсника, а первая клемма подключена через вторую пару контактов четвертого переключателя к первому выводу второго балластного резистора и второму неподвижному контакту второго переключателя, вторые выводы первого и второго балластных резисторов вместе соединены с первый выводом низкоомного проволочного резистора, вторым неподвижным контактом пятого переключателя и неподвижным контактом выключателя, подвижный контакт которого соединен с первым выводом источника синусоидального напряжения калибровки, второй вывод источника синусоидального напряжения калибровки, третий вывод источника регулируемого постоянного напряжения и второй вывод низкоомного проволочного резистора соединены с общей шиной, а на входе широкополосного усилителя включен ограничитель амплитуды э

1495836

Сброс

Составитель Н.Михалев

Редактор АЛ!андор Техреду.Олийнык Корректор И.Горная

Заказ 4270/48 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101