Цифровой измеритель добротности

 

° Г (72) Авторы изобретения

В. В. Молочников и Н. П. Шалейко (7l) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ,!

Изобретение относится к радиоизме. рительной технике и может использо-! ваться для измерения параметров радйоэлементов, в частности для измерения добротности, емкости и индуктивности

В основу этих устройств положен метод вариации частоты.

Так, известно устройство, содержащее генератор высокой частоты, колебательный контур и индикатор уровня выходного напряжения колебательного контура. В данном устройстве резонансную частоту и полосу пропускания 2 5f колебательного контура определяют по изменению уровня его выходного напряжения в пределах полосы пропускания частот контура при поддержании в, этой полосе постоянного уровня его входного напряжения jl), Недостатком данного устройства является трудность поддержания постоянного уровня входного напряжения и точного измерения относительных изменений уровней выходного напря,жения колебательного контура в поло се пропускания. Кроме этого, указанное устройство непригодно для из.— мерения малых добротностей.

Известен также цифровой измеритель добротности f2J, содержащий генератор высокой частоты, измерительный контур с усилителем на выходе электронно-счетный частотомер, фазочувствительные блоки, настроенные на фазы

-45О, Оо, +45О, относительно тока пи тания контура, распределительное устройство и цифровой вычислитель. В основу известного измерителя добротности положен метод определения частот, соответствующих сдвигам фаз напряжения и тока -45, О, +45, а добротность вычисляется по формуле о

4+4so- 4- 45о

Недостатком известного измерителя добротности является невысокая точ824077 4

25

40

55 ность измерения в связи с тем, что в нем используются три фазочувствительных блока, каждый иэ которых вносит определенную погрешность измерения . Кроме это ro, использование одного генератора высокой частоты вносит относительно большую погрешность определения разности частот. Использование в известном устройстве цифрового вычислителя делает его относительно сложным устройством.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель добротности, содержащий генератор высокой частоты, измерительный блок с широкополосным усилителем на выходе, фазочувствителвный. блок, первый вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, широкополосный фазовращатель и цифровой измеритель, введены последовательно соединенные генератор низкой частоты, фаэоинвертор, первый ключ и балансный модулятор, второй ключ, делитель частоты и блок управления, причем второй вход балансного модулятора соединен с выходом генератора высокой частоты и входом делителя частоты, выход которого соединен с одним из входов цифрового измерителя, другой вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, а выход балансного модулятора оединен с одним из входов широкополос.ного фазовращателя, выход 0 которо- го соединен со входом измерительного блока и с одним из входов второго ключа, другой вход которого соединен с выходом + 45 широкополосного фазовращателя, выход второго ключа соединен со вторым входом фазочувствительного блока, лри этоМ управляю- . щие входы фазоинвертора и широкополосного фазовращателя соединены с выходом блока управления.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Выход генератора 1 высокой частоты подключен к первому входу балансного модулятора 2, ко второму входу которого через фазоинвертор 3 и первый ключ 4 подключен выход генератора 5 низкой частоты. К выходу балансного модулятора 2 через широкополосной усилитель 6 подключен вход фаэовращателя 7, указанные блоки образуют широкополосный фазовращатель 8. Выход 0 фазовращателя 7 соединен со входом измерительного блока 9, "одержащего колебательный контур, и со вторым входом второго ключа 10. Выход измерительного блока 9 через широкополосный усилитель ll подключен к первому входу фазочувствительного. блока 12, содержащего фазовый детектор 13 и индикатор 14. настройки. Ко второму входу фазочувствительного бло ка 12 подключен выход второго ключа

10, первый вход которого подключен к. о выходу +45 фазовращателя 7. Выход блока 15 управления .соединен с управляющими входами фаэоинвертора 3. и фаз овращателя 7. Первый вход цифрового измерителя 16 через делитель 17 частоты подключен к выходу генератора.l высокой частоты, а второй его вход подключен к выходу генератора

5 низкой частоты.

Устройство работает следующим образом.

При закрытом ключе 4 закрытом ка0

Э нале -45 ключа 10 и открытом канале . его ОО на измерительный блок 9 через балансный модулятор 2, широкополосный усилитель 6 и фазовращатель 7 от генератора 1 высокой частоты подается., напряжение с заданной несущей частотой f . Измерительный блок 9 настраивают на заданную несущую частоту f0 °

При резонансе колебательного конту ра измерительного блока 9 напряжение на его выходе и на выходе широкополосного усилителя 11 будет сдвинуто по отношению к опорному напряжению, подаваемс»му на фазочувствительный блок 12 с выхода фаэовращателя 7 на о

90, при этом амплитудно-фазовая характеристика фазочувствительного блока 12 проходит через нуль. Таким образом, момент настройки в резонанс фиксируется фазочувствительным блоком 12 по прохождении его амплитуднофазовой характеристики через нуль., При открытом ключе 4, открытом канале 450 ключа 10 и закрытом его канале 0 производится расстройка колебательного контура измерительного блока 9 по частоте генератором 5 низкой частоты. В этом, режиме работы устройства на выходе балансного модулятора 2 получают напряжение с частотой f =t + F. При этом частота изменения знака составляющей определяется частотой инвертирования фазы на

8240

Формула изобретения

30 о

2Г+ 45о

0 и 180О фазоинвертором 3, управляемым блоком 15 управления, частота управляющих импульсов которого должна

ЧпР О 1 Мин При расстройке ко лебательного контура измерительного блока 9 на «+45 напряжение на его выходе и на выходе широкополосного усилителя 11 будет сдвинуто по отношению к входному напряжению измерительного блока на =90og 45о при этом 1О опорное напряжение, поступающее с выхода «+ +45О фазовращателя 7 через ключ

10 на второй вход фазочувствительного блока 12, изменяет фазу с помощью блока 15 управления соответственно 13 на+ 45о. При указанном соотношении фаз выходного напряжения измерительного блока 9 и опорного напряжения амплитудно-фазовая характиристика также проходит через нуль. Таким об- 20 разом, момент определения частоты растройки, соответствующий сдвигу фаз выходного напряжения измерительного блока по отношению к опорному напряжению на + 45о, фиксируется фазо- 2s чувствительным блоком 12, также как и при резонансе, по прохождении его амплитудно-фазовой характеристики через нуль.

Делитель 17 частоты делит. частоту выходного напряжения генератора 1 высокой частоты на 2, а цифровой измеритель !6 производит непосредственный отсчет добротности

Предлагаемый цифровой измеритель

40 добротности экспериментально опробован на частоте 1 кГц — 100 кГц и обеспечивает точность измерения добротности колебательного контура не хуже « " О, IX.

t цифровой измеритель добротности, содержащий генератор высокой частоты, измерительный блок с широкополосным усилителем на выходе, фазочувствительный блок „первый вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, широкополосный фаэовращатель, цифровой измеритель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные генератор низкой частоты, фазоинвертор, первый ключ и балансный модулятор, второй ключ делитель частоты и блок управления, причем второй вход балансного модулятора соединен с выходом генератора высокой частоты и входом делителя частоты, выход которого соединен с одним из входов цифрового измерителя, другой вход которого соединен с выходом генератора низкой частоты, а выход балансного модулятора соединен с одним из входов широкополосного фазовращателя, выход

0 которого соединен со входом измерительного блока и с одним из входов второго ключа, другой вход которого соединен с выходом 45 широкополосноо го .фазовращателя, выход второго ключа соединен со вторым входом фазочувствительного блока, при этом управляющие входы фазоинвертора и широкополосного фазовращателя соединены с выходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грохольский А.Л. Измерители добротности — куметры. Новосибирск, "Наука", 1966, с ° 43.

2. Авторское свидетельство СССР

11 - 243715, кл. G 01 R 27/26, 02.04.68

{прототип).

824077

Составитель Л. Сотникова

Редактор В. Данко Техред Ж.Кастелевич Ко ректорМ. Шароши

Заказ 2101 65 Тираж 732 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035 Москва Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

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