Способ измерения фазового угла крутизны коэффициента обратной связиавтогенераторов

 

О П И С А Н И Е <1ц.э2в25

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 02.07.74 (21) 2041797/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.76. Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 06.04.77 (51) М. Кл.

С-01 R 25/00

Государственный квинтет

Совета Инннстров СССР по делам нзобретеннй н отнрытнй (53) УДК

621.317.373 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Я. Бромфман и В. И. Поздняков (71) Заявитель Северо-Западный заочный политехнический институт (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО УГЛА КРУТИЗНЫ КОЭФФИЦИЕНТА

ОБРАТНОЙ СВЯЗИ L С вЂ” АВТОГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для ускоренного и облегченного измерения фазового угла крутизны коэффициента обратной связи L < — автогенераторов, которое необходимо при теоретических исследованиях и инженерных расчетах частоты автогенераторов, ее стабильности и энергетических расчетов ав тогенераторов на радиолампах и полупроводниковых приборах.

Известньй способ -измерения фазового угла, 10 основанньй на анализе фигур Лиссажу, не обладает достаточной точностью (1) .

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ измерения фазового угла кру- 15 тизны коэффициента обратной связи 1 С- генераторов, основанный на зависимости частоты автогенератора от растройки вторичного контура (2) .

Однако этот способ имеет низкую точность 20 одиночного цикла измерений и недостаточное быстродействие.

Цель изобретения — повышение точности одиночного цикла измерений и увеличение в результате этого быстроты измерения за счет исключения многократных циклов измерения и других трудоемких операций. ,Пля этого по предлагаемому способу производят измерение величин напряжений на первичном и на вторичном контурах при такой настройке вторичного контура, которая обеспечивает то же значение генерируемой частоты, что и при замкнутом накоротко вторичном контуре, затем, подстраивая вторичный контур в резонанс, измеряют максимально достижимое напряжение на вторичном контуре и напряжение на первичном контуре, после чего по известным соотношениям определяют искомьй фазовьй угол.

На фиг. 1 показана зависимость частоты автогенератора от обобщенной расстройки вторичного контура; на фиг. 2 — функциональная схема реализации предлагаемого способа измерения фазового угла.

По предлагаемому способу определение фазового угла крутизны коэффициента обратной связи производят в двухконтурном автогенераторе, в который превращается любой автогенератор после подсоединения к нему с помощью реактивного элемента связи дополнительного (вторичного) колебательного контура

535825

Как известно, фазовый угол крутизны коэффициента обратной связи LC — автогенератора можно найти, если определить расстройку вторичного контура, при которой частота автогенератора в результате перестройки вторичного контура, изменяясь по закону, аналогичному проведенному на фиг.1, принимает то же значение, что и при замкнутом накоротко вторичном контуре (горизонтальная пунктирная прямая). При этом получают точку а.

Этой точке соответствует значение где Vk S-искомый фазовый угол крутизны коэффициента обратной связи, определенной с учетом всех высших гармоник колебания.

Значение можно определить из следующих о соображений.

Поскольку в общем случае не равно нулю, то при этом на вторичном контуре можно зафикси- 20 ровать напряжение U(. Максимальной величины Uo это напряжение достигает при настройке вторичного контура в резонанс, т. е. при О.

Известно, что если подать на колебательный контур сигнал от источника с большим внутренним И сопротивлением (от генератора roxaI=const),то напряжение на контуре в зависимости от расстройки его будет изменяться по следующему закону

Иэ этого выражения следует, что если измерить напряжение U g при неизвестной расстройке и напряжение Un при резонансе ((= 0), то неизвестную расстройку можно определить из следующего равенства:

Поскольку реальный генератор не представляет собой идеального источника тока, этот результат необходимо уточнить, измерив изменение напряже- 40 ния на первичном контуре.

Указанная последовательность операций может быть реализована в схеме, приведенной на фиг. 2.

Дополнительный (вторичный) контур 1 подсоединяется к исследуемому автогенератору 2 с помощью реактивного элемента связи 3. Величина связи подбирается достаточно малой, а именно такой, чтобы при перестройке вторичного контура частота генерации изменялась плавно, без скачков, т.е. отсутствовало "затягивание частоты" или качественно так, как показано на фиг. 1.

Милливольтметр 4 измеряет напряжение на первичном контуре автогенератора, а милливольтметр 5 — напряжение надополнительном (вторичном) контуре.

Частотомер 6 контролирует частоту автогенератора.

Ключ К дает возможность закорачивать вторичный контур

Измерение фазового угла крутизны коэффициента обратной связи по пердлагаемому спосо60 бу производят в следующеи последовательности.

Ключом К закорачивают дополнительньгй (вторичный) контур и измеряют частоту автогенератора .

Ключом К включают вторичный контур. При перестройке этого контура можно наблюдать кривую, аналогичную приведенной на фиг. 2.

Задача заключается в том, чтобы найти точную настройку вторичного контура, при которой частота автогенератора, изменяясь между двумя своими экстремальными отклонениями от исходной часто. ты т, проходит через значение Г, Расстройка вторичного контура при этом будет равна о. Необходимо определить это значение.

Не изменяя настройки вторичного контура с помощью милливольтметра 5 измеряют величину напряжения на вторичном контуре U, а с помощью милливольтметра 4 — величину йапряжения

О „на первичном контуре автогенератора.

Плавно подстраивают вторичный контур 1 в резонанс до получения на его зажимах максимально достижимого напряжения Ц .При этом замечают направление подстройки вторичного контура относительно его первоначальной настройки. Измеряют также напряжение U íà первичном контуре при достижении максимального напряжения Ц на контуре вторичном, Искомую расстройку определяют из выражения

Знак расстройки определяют с помощью нао правления подстройки вторичного контура для достижения на нем резонанса. Например, если для подстройки его в резонанс пришлось увеличивать его резонансную частоту (уменьшать емкость или иидуктивность), то как следует из известного равенства

Знак расстройки положительный (здесь т

z частота первоначальной настройки вторичного контура).

В противном случае отрицательно. о

Искомый фазовый угол определяют из выражения

Ч =-о сЬр (При испытании автогенератора известным спо собом потребовалось бы провести не менее 15 циклов измерений и провести дальнейшую математическую обработку результатов. На это потребовалось бы около двух часов.

Предлагаемым способом было найдено значение p r зв результате одного цикла измерений, на что потребовалось около 6 мин.

Таким образом, предлагаемый способ позволил сократить необходимое для измерения время в 20 раз.

532825

Составитель М. Барашков

Техред M. Ликович

Редактор Т. Иванова

Корректор T. Чаброва

Заказ 5436/209

Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ измерения фазового угла крутизны коэффициента обратной связи 1 С вЂ” автогенераторов, основанный на зависимости частоты автогенератора от расстройки вторичного контура, о тли чаю шийся тем, что, с целью повышения точности одиночного цикла измерений и увеличения в результате этого быстроты измерения за счет исключения многократных циклов измерения и других трудоемких операций, произ- р водят измерение величин напряжений на первичном и на вторичном контурах при такой настройке вторичного контура, которая обеспечивает то же значение генерируемой частоты, что и при замкнутом накоротко вторичном контуре, затем, подстраивая вторичный контур в резонанс, измеряют максимально достижимое напряжение на вторичном контуре и напряжение на первичном контуре, после чего по известным соотношениям определяют искомый фазовый угол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. "Измерения в электронике", т.2,под. ред.

Б.А. Доброхотова, "Энергия", 1965 г., стр. 14 — 18.

2. Авт. св. ¹ 415604, М.кл. С 01 R 25/04 от

5.06.72 (прототип) .