Устройство для измерения частотных характеристик электрических цепей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Социапистнчвснин

Республик iii957123 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 23. 02.81 (21) 3250379/18-21 . (51)M. Кл.

G 01 R 23/12 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гбеудпрстееиный комитет

СССР но лелем изобретений и открытий

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 (53) УДК621. 317. . 7(088. 8) Дата опубликования описания 07.09 .82 (72) Авторы изобретения.

В. В. Волохин и Б. П. Химиченко !

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (51т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано .для измерения параметров комплексного коэффициента неравномерности частотных характеристик электричес5 ких цепей, в том числе и.коэффициента передачи.

Известно устройство для автоматического измерения параметров ампли1О тудно-частотных характеристик четырехполюсника, содержащее последовательно соединенные генератор качающейся частоты, исследуемый четырехполюсник, детектор выходного сигнала, измерительный блок, к другому входу которого подключен выход детектора входного сигнала, входом соединенного со входом исследуемого четырехполюсника (1) .

Однако такое устройство имеет низкую чувствительность и не позволяет измерять фазовые соотношения в элект. рических цепях.

Наиболее близким по техняческой сущности к предлагаемому является устройство для измерения частотных характеристик электрических цепей, содержащее последовательно соединенные генератор качающейся часто" ты, первый стробоскопический.преобразователь, блок фазовой автоподстройки частоты и генератор строб-импуль-сов, выход которого подключен к входам синхронизации первого, второго и третьего стробоскопических преобразователей, сигнальный вход второго иэ которых соединен через основной аттенюатор с выходом генератора качающейся частоты, выход второго стробоскопического преобразователя соединен с первым входом блока измерений, а сигнальный вход третьего стробоскопического преобразователя подключен к выходу исследуемой цепи f2) .

Однако известное устройство имеет низкую точность измерения из-эа

3 957123 влияния выходного сопротивления исследуемой цели на коэффициент преобразования подключенного к ней стробоскопического преобразователя, и, следовательно, на точность измерения параметров частотных характеристик, а также вследствие нестабильности коэффициента передачи стробоскопического преобразователя во времени и в диапазоне температур. о

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Эта .цель достигается тем, что в устройство для измерения частотных характеристик электрических цепей, 15 содержащее последовательно соединенные генератор качающейся частоты, первый стробоскопический преобразователь, блок фазовой автоподстройки частоты и генератор строб-импульсов, выход которого подключен к входам синхронизации первого, второго и третьего стробоскопических преобразователей, сигнальный вход второго из которых соединен через основной аттеню- 5 атор с выходом генератора качающейся частоты, выход второго стробоскопического преобразователя соединен с первым входом блока измерений, а сигнальный вход третьего стробоскопического преобразователя подключен к выходу исследуемой цепи, введены переключатель, последовательно соединенные усилитель, дополнительный аттенюатор и сумматор, вход которого под35 ключен к выходу основного аттенюатора, при этом выход сумматора соединен с входом исследуемой цепи, выход которой подключен к первому входу переключателя, второй вход которого

40 соединен с выходом усилителя, вход последнего подключен к выходу третьего стробоскопического преобразователя а выход переключателя соединен с втоt рым входом блока измерений.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения частотных характеристик электрических цепей; на фиг., 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, стробоскопический преобразователь 2, блок 3 фазовой автоподстройки частоты, генератор 4 строб-импульсов, стробоскопические преобразователи 5 и 6, атте55 нюатор 7, блок 8 измерений, исследуемая цепь 9, усилитель 10, аттенюатор

11, сумматор 12, переключатель 13.

Устройство для измерения частотных характеристик электрических цепей работает следующим образом.

Сигнал частотой Сд с выхода генератора 1 качающейся частоты подается на вход стробоскопического преобразователя 2 и через аттенюатор 7 на вход стробоскопического преобразователя 2 и через аттенюатор 7 на вход стробоскопического преобразователя 5 и сумматора 12, с выхода которого сигнал поступает на исследуемую цепь 9. Этот же сигнал, через исследуемую цепь 9 подается на вход стробоскопического преобразователя б.

Перенесенный стробоскопическим преобразователем б на промежуточную частоту Са„, которая является калибровочной для исследуемой цепи 9, сигнал усиливается усилителем 10, через аттенюатор 11 поступает на качающийся вход сумматора 12, алгебраически суммируется с сигналом текущей частоты EO,поступающим с выхода аттенюатора 7, проходит через исследуемую цепь 9 (фиг. 2а) и снова преобразуется стробсскопическим преобразователем 6. На выходе стробоскопического преобразователя 6 формируется сигнал 06 промежуточной частоты (фиг. 2б}, мгновенные значения которого пропорциональны сумме мгновенных значений входных сигналов текущей и промежуточной частот в моменты стробирования импульсами генератора

4 строб-импульсов (фиг. 2в).

При равенстве амплитуд сигналов текущей и промежуточной частот на входе стробоскопического преобразователя б, выходной сигнал преобразователя 6 стремится к нулю. Фактически в стробоскопическом преобразователе б производится сравнение сигналов разных частот. 3а счет того, что сумматор 12, исследуемая цепь 9, стробоскопический преобразователь 6, усилитель 10 и аттенюатор 11 представляют собой замкнутую компенсационную систему авторегулирования по промежуточной частоте, сигнал промежуточной частоты на входе стробоскопического преобразователя 6 всегда будет поддерживаться равным по амплитуде сигналу текущей частоты и, результатам измерения частотных характеристик, следовательно, не будет зависеть от выходного сопротивления исследуемой цепи 9.

7123 б

Выходной сигнал усилителя пропорционален комплексному коэффициенту неравномерности частотной характеристики исследуемой цепи 9 и не зависит от коэффициента передач и их изменений стробоскопического преобразователя 6 и усилителя 10.

5 95

При подключении блока 8 через переключатель 13 к выходу исследуемой цепи 9 устройство работает в режиме измерения коэффициента передачи исследуемой цепи. В режиме измерения комплексного коэффициента неравномерности частотных характеристик блок

8 подключается через переключатель

13 к выходу усилителя 10.

В этом режиме коэффициент передачи стробоскопического преобразователя 6 не входит в результат измерения, что повышает точность измерения.

Покажем, что выходной сигнал усилителя 10 пропорционален коэффициенту неравномерности амплитудно-частотной характеристики.

Сигнал некомпенсации на выходе стробоскопического преобразователя

6 описывается выражением

1

"1О "6 К(О (2) формула изобретения (4)

1о" к к7итк„ вЂ” К,PU,К (О) — U К ы)К ) (1)

Ф где К (4)) — комплексный коэффициент

9 передачи исследуемои цепи 9 на текущей частоте генератора 1 качающейся частоты;

К (ы) — комплексный коэффициент

9п передачи- исследуемой цепи 9 на промежуточной частоте;

К

6 — коэффициент передачи преобразователя 6.

Уравнение для сигнала на выходе усилителя 10 запишется в следующем виде где К вЂ” коэффициент усиления усилиtO теля 10.

Подставив (1) и (2) получим

1 ь 9() 10 (3)

"

6 9п где U - сигнал на выходе аттенюато7 ра 7.

Из выражения (3) следует, что при выполнении условия

К вЂ” коэффициент компенсации атте11 нюатора 11.

К (ы) 1 ц

U - U

К са К„9О К„, ° . = К ((к)) — °

9П 1 !

Следовательно, на измеряемый комп" лексный коэффициент неравномерности частотной характеристики не влияет

15 нестабильность коэффициента передачи стробоскопического преобразователя

6, коэффициента передачи усилителя

10 и выходного сопротивления исследуемой цепи 9, что значительно в (1 + К6К9п (Я) К(0 К(1 ) Раэ повышает точность измерения по сравнению с известным устройством.

В отличие от известного, предлагаемое устройство имеет расширенные

25 функциональные возможности — оно позволяет непосредственно измерять комплексный коэффициент неравномерности частотных характеристик, тогда как в известном для определения этого параметра требуется проведение ряда дополнительных операций, вычислений и аппаратурных затрат, причем получа" емый результат обладает, как показано выше, более низкой точностью, чем в

З5 предлагаемом устройстве.

Кроме того, предлагаемое устройство обладает более высокой помехоустойчивостью, по сравнению с извест" ным, вследствие того, что сигналы

40 текущей частоты и промежуточной взаимно коррелированы и погрешность измерения зависит от нестабильности генератора качающейся частоты.

Устройство для измерения частотных характеристик электрических цепей, содержащее последовательно соединенные генератор качающейся частоты, первый стробоскопический преобразователь, блок фазовой автоподстройки частоты и генератор строб-импульсов, выход которого подключен к входам синхронизации первого, второго и третьего стробоскопическик преобразователей, сигнальный вход второго из

7 95712 которых соединен через основной аттенюатор с выходом генератора качающейся частоты, выход второго стробоскопического преобразователя соединен с первым входом блока измерений, а сигнальный вход третьего стробоскопического преобразователя подключен к выходу исследуемой цепи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него 1в введены переключатель, последовательно соединенные усилйтель, дополнительный аттенюатор и сумматор, вход которого подключен к выходу -основного аттенюатора, при этом выход суммато3 8 ра соединен с входом исследуемой цепи, выход которой подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом усилителя, вход последнего подключен к выходу третьего стробоскопического преобразователя, а выход переключателя соединен с вторым входом блока измерений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

М 525898, кл. G 01 R 27/28, 25.08.76.

2. Авторское свидетельство СССР

N 363928, кл. G 01 R 23/12, 25.12.72.

957123

Фиг.2

Сост авитель Е. Винокурова

Редактор Г. Волкова Техред М. Гергель Корректор Е. Рошко

Заказ 6591/33 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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