Способ измерения добротности резонансной системы

 

т HVHO &нет@ив.уфд .Ф

Союз Советских

Социалистииескин

Республик (1l) 681392 (6!),Пдполннтельное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21 04.76(21) 2349177/1621

2 (Ы М. Кл.

G01 Я 27/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гоеудврстеенньй комитет ссср не делам нэееретеннй н отнрытнй

Опубликовано 25.08.79.Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 28.08,79 (Я) QK 621.317 (088. 8) (72) Автор . иэобретения

H. B. Рыжиков (71) Заявитель

Центральный научно-исследовательский институт связи. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ,ЮБРОТНОСТИ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к области измерения электрических величин.

Известен способ измерения. добротно сти резонансной системы, при котором резонансную систему возбуждают сигналом с выхода генератора качаюшейся частоты, измеряют резонансную частоту и ширину полосы пропускания резонансной системы и по отношению резонансной частоты к ширине полосы пропускания судят о добротности резонансной системы (1j.

Погрешность измерения добротности по известному способу велика и зависит от неравномерности частотной характеристики генератора качаюшейся частоты и величины измеряемой добротности резонансной системы, так как в случае низкодобротных резонансных систем резонансная кривая становится пологой и трудно определить резонансную частоту и щирину полосы пропускания .,с достаточной степенью точности.!

Наиболее близким к изобретению является способ измерения добротности резонансной системы, при котором резонансную систему возбуждают одиночным импульсом, под действием которого

5 на выходе исследуемой резонансной системы возникает процесс свободных затухающих колебаний, подсчитывают количество колебаний между двумя заданными уровнями и по их количеству судят о добротности резонансной системы t2j.

Погрешность измерения добротности по этому способу невысокая и зависит как от величины добротности и резонансной частоты исследуемой колебательной системы, так и от точности установки заданных фиксированных уровней, между которыми подсчитывается количество колебаний, 20

Целью изобретения является повьпление точности измерения добротности резонансной системы.

681392

$»»

Достигается это тем, что в способе измерения добротности резонансной системы, согласно которому на резонанс,ную систему подают возбуждающие импупьсы, затухающее копебание, возникшее на выходе резонансной системы, выпрямляют, выпрямпенный сигнап с выхода резонансной системы дифферен= цируют, формируют из дифференцированного сигнала два сигнала, один из которых пропорционален дпитепьности переднего фронта, а другой - длитепьности заднего фронта одного из полуиериодов сигнала на выходе резонансной системы и по отношению суммы сформированных сигналов к их разности опредепяют добротность резонансной систеМЫ.

На фиг. 1 представпена структурная электрическая схема дпя осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2временные диаграммы сигнапов, поясняюшие способ измерения добротности резонансной системы;

Устройство дпя измерения добротности резонансной системы содержит последоватепьно соединенные генератор 1 возбуждающих импульсов, исследуемую

Резонансную систему 2, двухпопупериодный Выпрямитель 3, диффвренциатор 4 и ограничитель 5. К выходу ограничителя

5 параллельно подключены два канапа 6 и 7, в одном из которых анализируется задний фронт, а В друГом -переднийфронт сигнапа на выходе резонансной системы 2 соответственно. Каждый иэ каналов содержит дискриминатор 8, 9,, ключ 10, 11 и измеритель 12, 13 длитепьности

HMIIymcoB соответственно. Управпяющий вход ключа 10 соединен с выходом генератора 1 возбуждающих имнупьсов, а выход - с управляющим входом кпюча 11. Выходы измерителей 12 и 13 длительности импупьсов подключены к соответствующим входам сумматора 14 и блока вычитания 15, выходы которых связаны с соответствующими входами блока делейия 16.

Устройство для измерения добротн сти резонансной системы работает спедуюшим образом. С выхода генератора 1 возбуждающих импупьсов на вход исследуемой резонансной системы 2 поступают импульсы (фиг. 2а). Под действием импульсов на выходе исследуемой резонансной системы 2,возникают свободные затухающие колебания (фиг, 26), которые поступают на двухпопупериодный выпрямитель 3, Двухпопупериоаное выпрям- ление преобразует сигнап с. выхода исспедуемой резонансной системы 2 в сигнап, у которого соответствующие фронты попупериодов имеют один и тот же знак производной, что значительно упрощает их разделение. Кроме того, двухпопупериодное выпрямпение поэвопяет устранить влияние фазы сигнапа, подаваемого на устройство дпя измерения дрбротности, которое, в свою очередь, приводит к иэм»енению знака производной.

Сигнал с выхода двухпопупериодного выпрямителя 3 (фиг. 2в) подаемся на дифференциатор 4. С выхода дифференциатора 4 сигнап (фиг. 2г), соответствующий производной сигнала (фиГ. 2в) у поступает на вход ограничителя 5. Энак производной опредепяется соответствующим фронтом дифференцируемого попупериода сигнапа, причем производная равна нулю в моменты времени, когда сигнал с выхода исследуемой резонансной сис» темы 2 достигает своего максимума ипи минимума. При этом оказывается, что днитепьность сигнала определенной полярности на выходе дифференциатора 4 равна длительности соответству1ошего фронта дифференцируемого попупериода. .Ограничитель 5 формирует прямоугопьный сигнал (фиг. 2д), у которого амплитуды положительных и отрицательных полупериодов равны, а длительности про порциональны;.дпитепьностям соответ,ствующих фронтов попупериодов сигнала с вьжода исследуемой резонансной системы 2.

C выхода ограничителя 5 сигнал постутиет на входы дискриминаторов 8 и 9.

Дискриминатор 8 выделяет поспедоватепьность импульсов (фиГ. 2ж), дл итель»IIocTb которых пропорциональна длитель ности заднего фронта, и дискриминатор

9 — поспедовательность импупьсов (фиг. 2е), длитепьность которых пропорцианапьна длитепьности переднего фронта попупериодов сигнала на выходе исследуемой резонансной системы 2. .По сигналу генератора 1 возбуждающих импульсов ключ 1О открывается и первый импульс (фпг. 2з) поспедоватепьности с выхода дискриминатора 8 подается на вход измерителя 12 дпите.TT-ности. По переднему фронту измерив лого импупьса (фиг. 2и) открывается кпIO I I 3 и Второй импульс поспедоватепьности с выхода дискри>линатора 9

» поступает на вход измерителя 13 дпи681392 тельности. По заднему фронту измеряемых импульсов ключи 10 и 11 закрываются и отключают измерители 12 и 13 длительности от дискриминаторов 8 и 9 соответственно.

Измерение длительности первого импульса последовательности с выхода дискриминатора 9 нежелательно, так как первый передний фронт сигнала с выхода исследуемой резонансной системы 2 подвержен воздействию импульсов возбуждения.

В результате этого воздействия происходит затягивание переднего фронта, что может привести к погрешности измерения.

С выхода измерителей 12 и 13 длительности сигналы, пропорциональные длительности переднего и заднего фронтов полупериодов сигнала с выхода исследуемой резонансной системы 2, поступают на соответствуюшие входы сумматора 14 и блока вычитания. Выходы сумматора 14 и блока вычитания 15 соединены с соответствуюшими входами блока деления 16. На выходе блока деления 16 сигнал пропорционален измеряемой добротности исследуемой резонансной системы 2 согласно соотношению

h4q+ а+

-AC

2 3 где М - длительность переднего фронта полупериодов сигнала с выхода исследуемой резонанскной системы 2;

5t — длительность заднего фронта полу2 периодов сигнала с выхода исследуемой резонансной системы 2;

6 добротность исследуемой резонансной с истемы 2.

Формула изобретения

Способ измерения добротности резонансной системы, согласно которому на резонансную систему подают возбуждаюшие импульсы, возникшее на выходе

f0 резонансной системы затухаюшее колебание выпрямляют, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, выпрямленный сигнал с выхода рес,онансной системы дифференss цируют, формируют из дифференцированного сигнала два сигнала, один из которых пропорционален длительности переднего фронта, а другой — длительности заднего фронта, одного из полупериодов

>Ф сигнала на выходе резонансной системы и по отношению суммы сформированных сигналов к их разности определяют добротность резонансной системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии )4% 4832148, кп. 110 .Н7, 1968.

2. Кушнир Ф. В, Савенко В, Г.

Злектроизмерения Э, М.О. 1975, с. 219.