Цифровой измеритель добротности

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцмалмстмческмк

Республик ()940087 (6т ) Дополнительное к авт. свил-ву М 659994 (22)Заявлено 19.12.80 (21) 3219689/18-21 (5! )М. Кл.

С 01 R 27/26 с присоелинением заявки М тооударствеииый комитет

СССР (2З ) Приоритет ао делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30. 06. 82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 02.07.82 (53) УДК 621 317 °.337(088.8) (72) Автор изобретения

Ю. В. Фил (7I ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗИЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ

Изобретение относится к области измерений электрических и магнитных величин, в частности к измерению добротности.

По основному авт.св. и 659994 известно устройство для измерения добротности, содержащее генератор переменной частоты, соединенный с одним из зажимов для подключения измеряемого контура, и электронно-счетный частотомер, вычислительный блок, блок управления, гетеродин и смеситель, причем выход генератора переменной частоты соединен с одним входом смесителя, другой вход которого соединен 15 с выходом гетеродина, а выход смесителя соединен с одним из входов устройства управления и с одним из входов частотомера, другой вход последнего соединен с первым выходом вычис- о лительного блока, второй выход которого соединен с другим входом вычислительного блока, выход устройства управления соединен с входом гетероди- на, а вход вычислительного блока соединен с другим зажимом для подключе ния измерительного контура, вычислительный блок содержит пиковый детектор, выход которого соединен с входом делителя напряжения, соединенного с одним из входов блока сравнения, выход последнего соединен с входом дифференцирующего блока, а другой вход блока сравнения соединен с входом пикового детектора, блок управления содержит формирователь импульсов, выход которого соединен с входом элемента совпадения, а выход последнего соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения:

Цель изобретения - упрощение процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель добротности, содержащий генератор переменной частоты, соединенный с одним из зажимов для подключения измеряемого контура, и электронно-счетный частото3 9400 (мер, вычислительный блок, блок управления, гетеродин и смеситель, причем выход генератора переменной частоты соединен с одним входом смесителя, ДРугой вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход смесителя соединен с одним из входов устройства управления и с одним из входов частотомера, другой вход последнего со" единен с первым выходом вычислитель- 1в ного блока, второй выход которого соединен с другим входом вычислительно"

ro блока, выход устройства управления соединен с входом гетеродина, а вход вычислительного блока соединен с другим зажимом для подключения измерительного контура, вычислительный блок содержит пиковый детектор, выход которого соединен с входом делителя напряжения, соединенного с одним иэ входов блока сравнения, выход последнего соединен с входом дифференцирующего блока, а другой вход блока сравнения соединен с входом пикового детектора, блок управления содержит формирователь импульсов, выход которого соединен с входом элемента совпадения, а выход последнего соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, введены блок формирования управляющего напряжения и генератор гармоник, вход генератора соединен с выходом гетеродина и с третьим входом электронносчетного частотомера, а выход генера-: тора гармоник соединен с вторым вхо35 дом смесителя,при этом управляющий выход генератора переменной частоты соединен с первым входом блока формирования управляющего напряжения, вто4О рой вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося на" пряжения, а выход блока формирования управляющего напряжения соединен с управл1кющим входом гетеродина, блок формирования управляющего напряжения

45 . содержит интегрирующую цепь, выход которой соединен с входом функционального преобразователя, а выход последнего соединен с первым входом суммирующего блока, На фиг. 1 изображена функциональнаяя элект ри че ская схема предла гаемого e TenR; на фиг. 2 - резонансная кривая измеряемого контура. 55

Цифровой измеритель добротности состоит из генератора 1 переменной частоты, измеряемого контура 2, вы87 4 числительного блока 3, гетеродина 4, смесителя 5, блока 6 управления, электронно- счетного частотомера 7.

Вычислительный блок 3 содержит пиковый детектор 8, делитель 9 напряжения, блок 10 сравнения и дифференцирующую цепь 11. Блок 6 управления состоит из генератора 12 линейно изменяющегося напряжения, которое управляет частотой гетеродина 4, формирователя 13 импульса, элемента 14 совпадения, а гетеродин 4 управляет частотой генератора 15 гармоник.

Блок 16 формирования управляющего напряжения содержит интегрирующую цепь 17, функциональный преобразователь 18 и суммирующий блок 19.

При наличии осциллографического индикатора устройство 6 управления может быть для упрощения исключено и заменено ручным управлением частотой гетеродина 4.

Цифровой измеритель добротности работает следующим образом.

Частота f гетеродина 4 примерно тют в.n раз меньше средней частоты f.„nö генератора 1 переменной частоты. Генератор 15 гармоник формирует широкий спектр гармоник, в том числе и гармоники с номером ид . Так как полоса свипирования генератора 1 переменной частоты при измерении добротности невелика, то в этой полосе оказывается только одна гармоника и частоты гете родина 4. Управляющее напряжение генератора 1 переменной частоты в виде значительной по величине постоянной составляющей, определяющей среднюю частоту, и незначительной пилообразной составляющей, определяющей полосу свипирования, подается на интегрирующую цепь 17, на выходе которой выделяется постоянная составляющая управляющего напряжения генератора 1 переменной частоты, определяющая его среднюю частоту, которая, подается через функциональный преобразователь 18 на первый вход суммирующего блока 19.

На второй вход суммирующего блока .19 поступает пилообразное напряжение с выхода генератора линейно изменяющегося напряжения, период которого значительно больше периода свипирования генератора 12. На выходе суммирующего блока переменной частоты формируется напряжение управления частотой гетеродина 4, которое состоит из двух частей: постоянной составляющей, on5 940087 6 ределяющей среднюю частоту гетероди- 2hf — полоса измеряемого контура 2 на 4 и зависящей от постоянного на- на уровне 0,7. пряжения, подаваемого с выхода ин- При измерениях величин доброттегрирующей цепи 17, и незначитель- ностей Q > 100, что практически всегной пилообразной составляющей, опре- з да выполняется в СВЧ диапазоне, велиделяющей полосу перестройки гетероди- чиной 0,5 можно пренебречь (погрешна 4, формируемой из пилообразного . ность при этом определяется выраженапряжения. При перестройке средней нием о = 3), в этом случае покачастоты генератора 1 леременной часто- зания электронно-счетного частототы в широком диапазоне частот (напри- 1о мера 7 й= - - и Q = N - -n Ъ к мер, в диапазоне октавы) его управля- Выбирая n = 10 (где k = 1,2), ющее напряжение воздействует на ге- в зависимости от рабочего диапазона теродин 4 таким образом, что всегда частот измерений получаем выполняется условие азгпу гет п

В общем случае характеристики перестройки генератора 1 переменной частоты f Ä= „(И,) и гетеродина 4 20

f = g<(U ) не совпадают (Ч „Pk p ) .

Для поддержания указанного выше соотношения служит функциональный преобразователь 18.

Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения через блок 16 формирования управляющего напряжения медленно изменяет частоту гетеродина 4 в пре.делах полосы качения генератора 1 переменной частоты (с учетом номера ис- ЗО пользуемой гармоники no} до тех пор, иока частота гетероднна 4 не станет равной частоте, находящейся на уровне 0,7 левого склона резонансной кривой измеряемого контура, что определяется работой вычислительного бло.ка 3 и блока 6 управления (фиг. 2), т.е. Г1 = n fÄ где f — частота, находящаяся на уровне 0,7 левого склона резонансной кривой измеряемо- go го контура. В момент времени, соответствующий частотной точке на уровне 0,7 правого склона резонансной кривой, вычислительный блок 3 запускает электронно-счетный частотомер 7, на входы которого в этот момент подаются с выходов гетеродина 4 и смесителя 5 сигналы с частотами и 2Мв. Электронно-счетный частотомер 7, работающий в режиме измерения отношения двух частот, покажет цифровую величину гщ» 1 о о

2д|р ио2ато ио 242о ио и где Q - -добротность; резонансная частота измеряемого контура 2;

Q = N.10"

Таким образом, измеряемое значение добротности Q в 10 " раэ больше показаний электронно-счетного часто- томера 7.

Для увеличения точности отсчета величин добротностей Q = 100 Ф1000, а также для исключения операции умножения показаний частотомера íà 10" можно использовать множитель периода электронно-счетного частотомера 7 ви = 10, соответствующий Ио, при этом показания электронно-счетного частотомера 7 будут соответствовать измеряемому значению добротности.

Формула изобретения

1, Цифровой измеритель добротности по авт.св. М 659994, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения, в него введены блок формирования управляющего напряжения и генератор гармоник, причем вход генератора гармоник соединен с выходом гетеродина и с третьим входом электронно-счетного частотомера, а выход генератора гармоник соединен с вторым входом смесителя, при этом управляющий выход генератора переменной частоты соединен с первым входом блока формирования управляющего напряжения, второй вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выход блока формирования управляющего напряжения соединен с управляющим вхо; дом гетеродина.

2, Измеритель по и. l, о т л ич а ю шийся тем, что блок фор- мирования управляющего напряжения содержит интегрирующую цепь, выход которой соединен с входом функционального преобразователя, а выход1последнего соединен с первым входом суммирующего блока.

9400S7

Я = o Угет

Фиг.2

Коста г У л 8

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Л. Сотникова

Ре8актор А. Маковская Texpeg М.Гергель Корректор М °

Заказ 4661/67 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва N-35 Ра шская наб. . 4/5