Автоматический измеритель полных сопротивлений

 

О П И С А Н И Е ((((907462

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистические

Республик (бl ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 170400 (21) 2912073/18-09 с присоединением заявки М(23) О риоритет

Опубликовано 23.0232. Бюллетень 1(й(7

Дата опубликования описания 230282 (5l)M. Кд.

G 0l К 27/04

Ркудерстеенны1 кемнтет

СССР нв делам наебретеннй н еткрытнй (53) УДК 621. 317 (088.8) (72) Автор изобретения

М.М,Власов (71 ) Зая вител ь (g4) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛНЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ

Изобретение относится к технике радиоизмерений.

Известен автоматический измеритель полных сопротивлений, содержащий последовательно соединенные источник линейно-частотно-модулированного сигнала и смеситель, другой вход которого служит для подключения исследуемого < бъекта, а также индикатор (13, Однако известный автоматический измеритель не обеспечивает высокую точность.

Цель изобретения - повышение точности, Поставленная цель достигается тем, что автоматический измеритель полных сопротивлений, содержащий последовательно соединенные источник линейно-частотно-модулированного сигнала и смеситель, другой вход которого служит для подключения исследуемого объекта, а также индикатор, введены квадратурный балансный демодулятор, два блока выборки и запоминания, четыре перемножителя, два сумматора, инвертор и последовательно соединенные задающий генератор и фазорасщепитель, при этом каждый иэ

S двух выходов смесителя, который выполнен квадратурным, подключены к соответствующим входам индикатора через квадратурный балансный демоду1О, лятор, синфазный выход фазорасщепи теля подключен к первому входу первого блока выборки и запоминания и к первым входам первого и четвертого перемножителей, а квадратурный

1S выход фазорасщепителя подключен к первому входу второго блока выборки и запоминания и к первым входам вто- рого и третьего перемножителей, выход первого блока выборки и запоминания подключен к третьему входу квадратурного балансного демодулятора через последовательно соединенные второй перемножитель, инвертор и первый сумматор и к четвертому

9О7462 4 входу квадратурного балансного демо.дулятора через последовательно соединенные четвертый перемножитель и второй сумматор, а выход второго блока выборки и запоминания подключен к второму входу первого сумматора через первый перемножитель и к второму входу второго сумматора через третий перемножитель, причем второй выход источника линейно"частотно-модулированного сигнала подключен к вторым входам первого и второго блоков выборки и запоминания, а третий выход источника линейно-частотно-модулированного сигнала соединен с входом задающего генератора, На чертеже приведена структурная схема автоматического измерителя.

Автоматический измеритель полных сопротивлений содержит последователь но соединенные источник 1 линейно-. частотно-модулированного сигнала и смеситель 2, другой вход которого служит для подключения исследуемого объекта 3, а также индикатор 4,квадратурный балансный демодулятор 5, два блока 6 и 7 выборки и запоминания, четыре перемножителя 8 — 11, два сумматора 12 и 13 инвертор 14 и последовательно соединенные задающий генератор 15 и фазорасщепитель

16, при этом каждый из двух выходов смесителя 2, который выполнен квадратурным, подключены к соответствующим входам индикатора 4, через квадратурный балансный демодулятор 5, синфазный выход фаэорасщепителя 16 подключен к первому входу блока 6 выборки и запоминания и к первым вхо дам перемножителей 8 и ll, а квадратурный выход фазорасщепителя 16 подключен к первому входу блока 7 выбор ки и запоминания и к первым входам перемножителей 9 и 10, выход блока

6 выборки и запоминания подключен к третьему входу квадратурного балансного демодулятора 5 через последовательно соединенные перемножитель 9, инвертор 14 и сумматор 12 и к четвер тому входу квадратурного балансного демодулятора 5 через последовательно соединенные перемножитель 11 и сумматор 13, а выход блока 7 выборки и запоминания подключен к второму входу сумматора 12 через перемножитель 10, причем второй выход источника 1 линейно-частотно-модулированного сигнала подключен к вторым входам блоков 6 и 7 выборки и запомина15

20 .25

35 ф0

g5

SP

55 ния, а третий выход источника 1 линейно-частотно-модулированного сигнала соединен с входом задающего генератора 15.

Автоматический измеритель работа= ет следующим образом.

Квадратурный смеситель 2 выделяет квадратурные сигналы разностной комбинационной составляющей падающего и отраженного от исследуемого объекта 3 сигналов источника 1 линейночастотно-модулированного сигнала, представляющие собой промодулированные по амплитуде и фазе частотной характеристикой комплексного коэффициента отражения исследуемого объекта 3 периодически повторяющиеся (с периодом повторения линейно-частотно-модулированного сигнала) усеченные гармонические колебания. Средняя мгновенная частота усеченных гармонических колебаний пропорциональна скорости изменения частоты линейночастотно-модулированного сигнала источника 1 и расстоянию между квадратурным смесителем 2 и плоскостью отражения сигнала исследуемым объектом 3. Выходные сигналы квадратурного смесителя 2 подаются на квадратурный балансный демодулятор 5, который осуществляет их смещение с опорными квадратурными сигналами,получаемыми на выходах сумматоров 13 и 12, и выделение квадратурных составляющих раэностной комбинационной составляющей этих сигналов фаэовым способом. Таким образом, выходные сигналы квадратурного балансного демодулятора 5 представляют собой постоянные напряжения действительной и мнимой части комплексного коэффициента отражения исследуемого объекта

3, промодулированные частотной характеристикой этого коэффициента отражения, с плоскостью отсчета фазы, совмещенной с плоскостью отражения линейно-частотно-модулированного сигнала исследуемым объектом 3, которые подаются затем на индикатор 4 с полярной системой координат, Опорные квадратурные сигналы на выходах сумматоров 12 и 13 формируются из сигнала задающего генератора 15, частота которого предварительно устанавливается равной средней мгновенной частоте усеченных гармонических колебаний на выходах квадратурного смесителя 2, задавая тем самым плоскость отсчета фазы полных сопротив5 907162 лений исследуемого объекта 3. Фаэорасщепитель 16, перемножители 8ll, блоки б и 7 выборки и запоминания, сумматоры 12 и 13 и инвертор

14 со своими связями представляет 5 собой автоматический фазовращатель, реализующий известные тригонометрические уравнения:

5 f fl (+ 9) =5 1пd, со51Ь" cosg. 5 1п$>

Формула изобретения

Автоматический измеритель полных сопротивлений, содержащиЙ последовательно соединенные источник линейночастотно-модулированного сигнала и смеситель, другой вход которого служит для подключения исследуемого объекта, а также индикатор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены квадратурный балансный демодулятор, два Ьлока выборки и запоминания, четыре перемножителя, два сумматора, инвертор и последовательно соединенные задающий генератор и фаэорасщепитель, при этом каждый из двух выходов смесителя, который выполнен квадратурным, подключены к соответствующим входам индикатора через квадратурный балансный демодулятор, синфазный выход фазорасщепителя подключен к первому входу первого блока выборки и запоминания и к первым входам первого и четвертого перемножителей, а квадратурный выход фазорасщепителя подключен к первому входу второго блока выборки и запоминания ,и к первым входам второго и третьего перемножителей, выход первого Ьлока выборки и запоминания подключен к третьему входу квадратурного балансного демодулятора через последовательно соединенные второй перемножитель, инвертор и первый сумматор и к четвертому входу квадратурного балансного демодулятора через последовательно соединенные четвертый перемножитель и второй сумматор, а выход второго блока выборки и запоминания подключен к второму входу первого сумматора через первый перемножитель

cos(с, 9)=cosс . cosQ+5fп . 5fп, Фазорасщепитель 16 формирует иэ гармонического сигнала задающего генератора 15 сдвинутые в квадратуре гармонические сигналы, которые затем подаются на первые входы соответствующих перемножителей 8 - 11, реализуя сомножители тригонометрических уравнений с углом 6,. Квадратурные гармонические сигналы фазорасщепителя 16 подаются также на первые входы соответствующих блоков 6 и 7 выборки и запоминания, которые в момент прихода импульсов обратного хода развертки линейно-частотно-модулированного сигнала с второго выхода источника 1 запоминают потенциалы квадратурных гармонических сигналов фазорасщепителя 16 и сохраняют на своих выходах до прихода следующего импульса. Потенциалы на выходах блоков

6 и 7 выборки и запоминания пропорциональны синусу и косинусу угла гармонического колебания, имеющего место в моменты окончания импульсов обратного хода развертки частоты источника 1. Эти потенциалы реализуют сомножители тригонометрических уравнений с углом . В результате на выходах сумматоров 12 и 13 получаются периодически повторяющиеся с периодом линейно-частотно-модулированного сигнала усеченные гармонические колебания с автоматически установленным начальным (в момент начала развертки линейно-частотно-модулированного сигнала) значением фазы соответственно

0 и 90 . Эти сигналы, имеющие постоянный начальный сдвиг фаэ относительно начального сдвига фаз сигналов на выходах квадратурного смесителя 2, используется в качестве опорных. Чтобы плоскость отсчета фазы измеряемого полного сопротивления не изменялась при перестройке скорости изменения частоты источника 1, т.е ° чтобы частота гармонического сигнала задающего генератора 15 равнялась средней

55 мгновенной частоте укороченных гармо" нических колебаний на выходах квадратурного смесителя, задающий генера" тор 15 выполнен частотноуправляемым по сигналу, пропорциональному скорости изменения частоты линейно-частотно-модулированного сигнала с третьего выхода источника 1.

Автоматический измеритель полных сопротивлений по сравнению с известным обеспечивает более высокую точность измерения вследствие формирования опорной плоскости отсчета фазы на низкой частоте.

7 907462 8 и к второму входу второго сумматора Источники информации

) через третин перемножитель, причем принятые во внимание при э ие при экспертизе второй выход источника линейно-частотно-модулированного сигнала подклю- 1, Machle С., Epprecht чен к вторым входам первого и второ" оп Neasurements with Broadband го блоков выборки и запоминания, à Frequency Hodu)ation Us ng Long третий выход источника линейно-час- Transmission Lines. - " !ЕЕЕ fyansтотно-модулированного сигнала соеди- actions on ИТТ - 14 ", (1 10, 1966 нен с входом задающего генератора. .(прототип), ВНИИПИ Заказ 582/53 Тиран 719 Подписное

Ь филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4