Измеритель добротности резонансного контура

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения параметров резонансных контуров. Целью изобретения является увеличение точности измерения при высоком быстродействии путем измерения границ полосы пропускания по огибающей выходного сигнала контура. Измеритель содержит генератор 1 высокочастотного сигнала, амплитудный модулятор 2, измерительный резонансный контур 3, генератор 4 модулирующего сигнала, фазовые детекторы 5 и 7, детектор 6 огибающей и блок 8 измерения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 0", R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Е

1 (21) 4652012/21 (22) 06,01,89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Особое конструкторское бюро "Омега" (72) Ш.С.Мефтахутдинов (53) 621.317,337 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 824077, кл, G 01 R 27/26, 1979, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАНСНОГО КОНТУРА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использо„„Я „„1689873 А1 вано в приборах для измерения параметров резонансных контуров. Целью изобретения является увеличение точности измерения при высоком быстродействии путем измерения границ полосы пропускания по огибающей выходного сигнала контура.

Измеритель содержит генератор 1 высокочастотного сигнала, амплитудный модулятор 2, измерительный резонансный контур

3, генератор 4 модулирующего сигнала, фазовые детекторы 5 и 7, детектор 6 огибающей и блок 8 измерения. 1 ил.

1689873

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть ис; пользовано в приборах для измерения параметров резонансных контуров.

Цель изобретения — увеличение точно- 5 сти измерения при высоком быстродействии.

На чертеже представлена структурная электрическая схема измерителя.

Измеритель содержит генератор 1 вы- 10 сокочастотного сигнала, амплитудный модулятор 2, измеряемый резонансный контур

3, генератор 4 модулирующего сигнала, фазовые детекторы 5 и 7, детектор 6 огибающей, блок 8 измерения, клеммы 9 и 10 для 15 подключения объекта измерения, Измеритель работает следующим обра. зом.

На вход амплитудного модулятора 2 с выхода генератора 1 высокочастотного сиг- 20 нала подается сигнал, который подвергается амплитудной модуляции под действием генератора 4 модулирующего сигнала. Под действием напряжений на управляющих . входах частота генератора 1 высокочастот- 25 ного генератора может изменяться в диапазоне ожидаемых резонансных частот измеряемого резонансного контура 3, а частота генератора 4 модулирующего сигнала может изменяться в диапазоне, равном по- 30 ловине ожидаемых значений полосы пропуска ния.

На вход резонансного контура 3 поступает амплитудно-модулированный сигнал, который можно записать в следующей фор- 35 ме:

U> = U (1+ McosQt cosri> t, где м- частота генератора 1;

Q- частота генератора 4;

M — коэффициент модуляции, 40

Uo — амплитуда высокочастотного сигнала на выходе генератора 1, Для удобства рассмотрения начальные фазы сигналов генераторов 1 и 4 выбраны равными нулю. 45

Огибающая входного сигнала резонансного контура 3 описывается выражением

Utg = Uo (1 + М cos Qt;

Входной и выходной сигналы резонанс- 50 ного контура 3 сравниваются по фазе на частоте генератора 1 высокочастотного сигнала в фазовом детекторе 5. Сигнал рассогласования по фазе, образующийся на выходе первого фазового детектора 5, изме- 55 няетчастоту генератора 1 высокочастотного сигнала таким образом, чтобы свести к нулю разность фаэ входного и выходного сигналов резонансного контура 3, при этом частота генератора 1 становится равной резонансной частоте контура 3.

Представим сигнал на входе резонансного контура 3 в виде суммы гармонических составляющих;

U М

U,=U,соьЫ+ со (co+а)K+

Lto Ni

cog (CD -O) где (в+ И)- верхняя боковая частота; (и — Q) — нижняя боковая частота.

Фазочастотная характеристика резонансного контура имеет центральную симметрию относительно частоты резонанса, следовательно, верхняя боковая частота на выходе резонансного контура получает положительный, а нижняя боковая частота отрицательный фазовые сдвиги, и сигнал на выходе резонансного контура, представленный суммой гармонических составляющих, без учета неравномерности амплитудной характеристики описывается выражением

uaM p = U o c o s D + — c p s ((Q t p ) $ + y j y

2 где - фазовый сдвиг на верхней и нижней боковых частотах, вносимый контуром.

Мгновенное значение выходного сигнала резонансного контура запишется в виде

0г =0о(1+ Mcos (Qt p) соэиt, а мгновенное значение огибающей выходного сигнала резонансного контура в виде 0го= 0о(1 — Мсоз (Qt — p).

Таким образом, фаза огибающей на выходе резонансного контура сдвинута относительно фазы огибающей на входе контура на угол р, величина которого определяется крутизной фаэовой характеристики резонансного контура и частотой модулирующего сигнала.

Детектор 6 огибающей выделяет из выходного сигнала резонансного контура 3 огибающую (частоту модулирующего сигнала), которая сравнивается по фазе с огибающей входного сигнала резонансного контура 3, Поскольку фаза огибающей на входе резонансного контура 3 равна фазе генератора 4 модулирующего сигнала, последний используется в фазовом детекторе

7 для сравнения с огибающей выходного сигнала. Сигнал рассогласования на выходе фазового детектора 7 изменяет частоту генератора 4 модулирующего сигнала таким образом, чтобы разность фаэ огибающих

1689873

Вычисление добротности осуществляется в блоке 8 измерения, Составитель А. Шикерун

Техред М.Моргентал Корректор М, Демчик

Редактор Е. Папп

Заказ 3811 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 входного и выходного сигналов резонансного контура 4 свести к 45 . В этом случае частота генератора 4 модулирующего сигнала устанавливается равной половине значения полосы пропускания резонансного контура 3.

Обращение к конкретному выполнению второго фазового детектора 7 показывает, что он имеет в своем составе блок установки, на который подается напряжение, соответствующее разности фаз входных сигналов в 45, что позволяет получить на его выходе равное нулю напряжение при указанной разности фаз. Следует отметить, что подобное выполнение фазового детектора 7 не является единственно возможным. В частности один из сигналов, поступающих на входы фазового детектора 7, может быть предварительно повернут по фазе на угол 45, в этом случае фазовый детектор 7 выполняется по традиционной схеме без уставки, и при разности фаз 45 между его входными сигналами его выходной сигнал равен нулю.

Таким образом, в процессе работы устройства частота генератора 1 устанавливается равной резонансной частоте контура 3, а частота генератора 4 модулирующего сигнала устанавливается равной половине значения полосы пропускания контура 3, что позволяет вычислить добротность по формуле

2Н

Ф ормула изобретения

5 Измеритель добротности резонансного контура, содержащего генератор высокочастотного сигнала, клеммы для подключения резонансного контура, соединенные с соответствующими входами первого фазового

10 детектора, генератор модулирующего сигнала, выход которого соединен с первым входом блока измерения, второй вход которого соединен с выходом генератора высокочастотного сигнала, отличающийся

15 тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены амплитудный модулятор и последовательно соединенные детектор огибающей и второй фазовый детектор, при этом вход детектора огибающей

20 соединен с второй клеммой для подключения резонансного контура, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего сигнала и модулирующим входом амплитудного модулятора, вход не25 сущей которого соединен с выходом генератора высококачественного сигнала, а выход амплитудного модулятора соединен с первой клеммой для подключения резонансного контура, выходы первого и второго

30 фазовых детекторов соединены с управляющими входами соответственно генератора высокочастотного сигнала и генератора модул ирующего сигнала.