Устройство для измерения амплитудно-частотной характеристики усилителя

 

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное. к авт. свид-ву (22} Заявлено 291178 (21} 2689854/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 301180, Бкзллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 30.1180 (51)м К 3

G 01 R 27/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 6 21. 31 7 ..757(088.8) (72) Авторы изобретения

В.A Цветков, В.С. Новиков и Ю.И. Антонов (71} Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК УСИЛИТЕЛЯ

Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик усилителя относится к измерительной технике и может быть применено для технологического и классификационного контроля частотных характеристик линейных интегральных усилительных микросхем.

Известно устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), которое содержит последовательно соединенные генератор, исследуемый четырехполюсник и осциллографический индикатор (13 .

Недостатком этого устройства явля- f5 ется низкая точность измерения амплитуднЬ-частотных характеристик исследуейых усилителей в области высоких час .от. р звестно также устройство для из- 20 мерения АЧХ, которое содержит генератор входного сигнала и вольтметры для измерения входного и выходного напряжения исследуемого усилителя f2).

Недостатком устройства является низкая точность измерения АЧХ усилителей в области высоких частот и значительная трудоемкость измерений.

Цель изобретения — автоматизация измерений области высоких частот. 30

Цель достигается тем,что в устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик усилителя, содержащее генератор, к выходу которого подключены первый вольтметр и одна входная клемма устройства, второй вольтметр, введены управляемое инерционное звено и фаэометр, один вход которого соединен с выходом генератора, а другой вход фазометра подключен к второй входной клемме устройства и к входу управляемого инерционного звена, при этом выход фазометра соединен с управляющим входом управляемого инерционного звена, выход которого подключен к входу второго вольтметра.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1, первый вольтметр 2, исследуемый усилитель 3, фазометр 4, управляемое инерционное звено 5, второй вольтметр 6.

Гармонический сигнал с выхода генератора 1 измеряется вольтметром 2 и поступает на вход исследуемого усилителя 3 и фаэометра 4. Если исследуемый усилитель 3 является инерционным звеном первого порядка, то его

783715 амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики описываются выражениями

К (V) ()

1 (Ц)/u3g)

Cg + (43)

) Э (2) где Д вЂ” частота входного гармонического сигнала,"

К вЂ” коэффициент усипения усилителя

К вЂ” коэффициент усиления усилителя на частоте 1000 Гц; д - верхняя граничная частота усилителя, .Р— угол сдвига фазы между входным и выходным напряжением усилителя.

Если частота входного гармонического сигнала фиксирована и равна Ш„, то ныракениг (t ) и (=I запишутан к и„)= (;

K (3)

i:g Р (4) ) (4)

Измерение амплитудно-частотной характеристики проводим при таких

Значениях 03и, при которы.". эыполняет-, сН соотношение (5)

Ы

Тогда выражения (3) и (4) примут

В их, К ((7) ) ; К (5)

- - у (ц ) = Р(д . = — "". (7)

4 Я

При появлении фазового сдвига (Q) между входным и выходным напряжением исследуемого усилителя 3 на выходе фазометра 4 появляется пропорциональное ему напряжение, которое, воздействуя íа управляющий вход управляемого инерционного звена 5 изменяет его постоянную времени с по закону ь = А"Р (и) > = А (я)

Коэффициент передачи управляемого инерционного звена 5 при этом равен

1 1 + (Ь. „ )1

Подставив в э = выражение значение из выражения (8), p чим;

:Е т<, о (А н Р. );Я ° ,9)

Измеренный с помощьа вольтметров

2 и б коэффициент передачи исследуемого усил.птеля 3 и управляемого инерционного звена 5 ранен произведению выражений (б) и (9).

К (Я ) - K(Q)M=

1+(А,@ Р

Приравняв значения коэффициента усиления К (ld) усилителя (1) и коэффициента передачи предлагаемого устройства (10) К„ (к), найдем соотношение между частотами Ы и Иц при () = " g () -" и (11)

Иэ выражейия (11) следует, что ч = Р.

Если величина А не слишком мала, то амплитудно-частотная характеристика предлагаемого устройства Kg,(id>) на высоких частотах соответствует амплитудно-частотной характеристике исследуемого усилителя и) при частотах 0, на несколько порядков меньших Q.

При измерении амплитудно-частотной характеристики по предлагаемой схеме снимается характеристика

Ку (Ы ), а потом по формуле (11) она пересчитывается в истинную амплитудно-частотную характеристику усилителя К (Ld) .

Из формулы (11) получаются соотношения между верхней граничной частотой, частотой единично" î усиления о3„ усилителя, верхней граничной частотой Ь3цЬ и частотой единичного усиления Ыр,, измеренных в предлагаемом устройстве, M = A + b, М,=Ам „ Во время всех измерений должно выполняться условие (5), Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик усилителя позволяет производить измерение амплитудно- астотных характеристик в области высоких частот на значительно более низких частотах, что значительно уменьшает составляющие погрешности измерений, связанные с необходимостью учета распределенных паразитных индуктивностей и емкостей монтажных цепей, с воэможностью образования стоячих волн L измерительном тракте и необходимостью точи:ro согласования выходного сопротивления генератора и входного сопротивления вольтметров с волновым сопротивлением иэмерительных линий„ возможностью излучения электромагнитных волн и возникновения через него паразиткой связи выхода усилителя с входом зависимостью от частоты величин активных сопротивлений и параэиткых индуктивностей резистивных делителей входного и выходного напряжений и соединиельных проводов.

Увеличение точности измерения амплитудно-частотных характеристик s области высоких частот позволяет установить менее жесткие нормы на параметры широкополосных высокочастотных линейных интегральных усилителей в области высоких частот при их технологическом и классификационном контроле и увеличить процент выхода годных усилителей.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик усилителя, содержащее генератор, к выходу которого подключены первый вольтметр и одна входная клемма устройства, второй вольтметр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации измерений в области высоких частот, 783715

Составитель Л.Муранов

Редактор Т.Рыбалова Техред A.Ùånàíñêàÿ Корректор М.Коста

Заказ 8539/48 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в него введены управляемое инерционное звено и фаэометр, один вход которого соединен с выходом генератора, а другой вход фаэометра подключен к второй входной1 клемме устройства и к ьходу управляемого инерционного звена, при этом выход фазометра соединен с управляющим входом управляеМого инерционного звена, выход которого подключен к входу второго вольтметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 476521, кл. С 01 и 27/28, 1971.

2. ГОСТ 19799-74 (прототип).