Устройство для автоматического измерения параметров резонансных контуров
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1594447
Автор: Свирид
Текст
(088.8) свидетельств С 01 К 27/26 идетепьство С 01 К 27/26 СССР23.03.84.ССР1984. обрете 7 измонт тизированн резонансных тения явля вия. Устро по частоте тся и генер дулятор 2, уп ЩфДД 31:п 1"ЦД 11 ЩЩ"1ЛО ИР)ЕРГТГРМРМ И ОМЫТИЯМПРИ ГИИТ ССа"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОИЗМЕРЕНИЯ ПАРАИЕТРОВ РЕЗОНАНСНЫХКО.НТУРОВ относится к автомаерению параметровров. Целью иэобретевышение быстродейстодержит управляемыйтор 1, частотныйвляемьй аттенюатор 3 клеммы 4 для подключения объекта измерения 5, амплитудный демодулятор 6. блок 7 формирования нормированной характеристики второй производной, преобразователь 8 частота - напряжение, сравнивающий блок 9, времяамплнтудный преобразователь 10, синхронные демодуляторы 11, 12, вычитающий блок 13, аттенюатор 14, суммирующий блок 15, масштабный преобразователь 16, аналоговый делитель 17. При этом блоки 10-17 образуют подсистему обработки н преобразования измерительной информации. Устройство содержит также подсистему управления в составе. компаратор 18, импульсный дифференциа- с тор 19, парафазный усилитель 20, ограничители 21 и 22, элементы ИЛИ 23 и 24, КВ-триггеры 25 и 26, програм" мно-управляющий блок 27, цифровой вольтметр 28, генератор 29 запускающих импульсов и дифференцирующий блок 30. 2 ил,159 ния быстродействия измерений без снижения их точности, в него введены преобразователь частота-напряжение, диФФеренцирующий, суммирующий и вычитающий блоки, аттенюатор, аналого" вый делитель, масштабный преобразователь, второй КЯ-триггер, импульсный диФФеренциатор, цараФазный усилитель, первый и второй ограничители импульсов и циФровой вольтметр, при этом инФормационные входы первого и второго синхронных демодуляторов совместно с одним из входов сравнивающего блока подключены к выходу времяамплитудного преобразователя, а их управляющие входы соединены с прямыми выходами соответственно первого и второго ЙЯ-триггеров, Я-входы которых подключены через диФФеренцирующий блок к выходу генератора запускающих импульсов, В.-входы первого и второго КЯ-триггеров подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые взводы которых соответственно через первый и второй ограничители импульсов подключены к прямому и инверсному выходам параФазного усилится, вход которого через импульсный диФФеренциатор соединен с выходом компаратора, выходы первого и второго синхронных демодуляторов соответственно соеди" нены с первым и вторым входами вычитающего блока, выход которого через с. ( - 11 р Глм аттенюатор соединен с одним из входов суммирующего блока и непосрс 1(.твенно соединен с входом масштабп1преобразователя первый выход котоФрого соединен с делительным входоманалогового делгтеля, множительныйвход аналоговогс делителя подключенк выходу суммирующего блока, второйвход которого подключен к выходу перного синхронногс демодулятора, второй вход сравнивающего .блока с помощью преобразователя частота-напряжение подключен к выходу управляемого по частоте генератора, вход которого соединен с выходом сравнивающего блока, вход вемяамплитудногопреобразователя подключен к прямомувыходу второго ВЯ-триггера, а управ О ляющий вход управляемого аттенюатораподключен к третьему выходу блокаФормирования нормированной характеристики второй производной, инФормационныи и установочный входы циФрово вого вольтметра подключены соответственно к первому в второму выходампрограммно-.управляющего блока,: управ-.ляющий вход которого соединен с выходом второго ограничителя импульсов,а первый, второй и третий инФормационные входы подключены соответственнок выходу суммирующего блока, второмувыходу масштабного преобразователяи выходу аналогового делителя.Изобретение относится к радио- измерительной технике, предназначено для автоматического и высокоточного измерения резонансной частоты, добротности и/или полосы пропускания резонансных контуров с повышенным быстродействием и может быть использовано для измерения емкости,индуктивности, тангенса угла потерь и других параметров различных электрических цепей и элементов, а. также це:-астральной частоты настройки и полосы пропускания на определенных уровнях различных радиотехнических устройств, имеющих форму амплитудно- частотных характеристик в вцде резо-, нансных кривых с одним максимумом.Целью изобретения является повышение быстродействия без снижения 20 40 туров. 50 Времяамплитудный преобразователь 10, первый 11 и второй 12 синхронные демодуляторы, вычитающий блок 13, аттенюатор 14, суммирующий блок 15, масштабный преобразователь 1 б и аналоговый делитель 17 образуют подсистему обработки и преобразования измерительной информации. точности.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства для автоматическогоизмерения параметров резонансных контуров; на фиг,2 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства,Устройство (фиг,1) для автомати-,ческого измерения параметров резонансных контуров включает управляемый почастоте генератор 1, частотный модулятор 2, управляемый аттенюатор 3.,клеммы 4 для подключения исследуемого резонансного контура 5, амплитудный демодулятор б и блок 7 формирования нормированной характеристикивторой проиэводнои, который представляют собой подсистему формирования измерительной информации. Преобразователь 8 частота - напряжениеи сравнивающий блок 9 предназначеныдля осуществления операции линеаризации проходной характеристики управляемого по частоте генератора 1 сцелью обеспечения перехода к обработке и преобразованию получаемойизмерительной информации на постоянном токе и достижения ускоренногополучения, достоверной информации обискомых параметрах реэонансньгх конФормирование управляющих сигналовпроизводится с помощью подсистемыуправления, в состав которой входяткомпаратор 18, импульсный дифференциатор 19, парафазный усилитель 20,первый 21 и второй 22 ограничителиимпульсов снизу, первый 23 и второй24 элементы ИЛИ, а также первый 25и второй 26 ЕБ-триггеры,Программно-управляющий блок 27позволяет по наперед заданной программе автоматически распределитьпоследовательно во времени измерительную информацию, осуществитьиндикацию регистрируемых параметрови выработать сигналы для автоматического или ручного управления измерительным устройством в целом,Измерение и индикация искомыхпараметров обеспечиваются цифровымвольтметром 28, а синхронизацияработы всех функциональных блокови подсистем измерительного устройства осуществляется генератором 29 запускающих импульсов и дифференцирующим блоком 30,При этом управляемый по частотегенератор 1, частотный модулятор 2,управляемый аттенюатор 3 и одна изклемм 4 для подключения исследуемогорезонансного контура 5 соединены последовательно. Вторая клемма соединена с общей шиной устройства, а третьяклемма посредством амплитудного демодулятора б соединена с входом блока 7 формирования нормированной характеристики второй производной,первый выхоц которого соединен содним иэ входов компаратора 18. Второй вход компаратора 18 соединен собщей шиной измерительного устройства.Вход генератора 29 запускающихимпульсов соединен с третьим выходомпрограммно-управляющего блока 27, авыход соединен с первыми входами первого 23 и второго 27 элементов ИЛИи с установочными входами первого 11и второго 12 синхронных демодуляторов, программно-управляющего блока27 и блока 7 формирования нормированной характеристики второй производной, второй вход которого соединен с модуляционным входом частот-.ного модулятора 2.Информационные входы первого 11и второго 12 синхронных демодуляторов совместно с одним из входов5 1 О 15 ъ 0 25 30 35 40 45 50 55 Информационный.и установочный входы цифрового вольтметра 28 соединены соответственно с первым и вторым выходами программно-управляющего блока 27, управляющий вход которого соединен с выходом второго ограничителя 22 импульсов, а первый, второй и третий информационные входы соединены соответственно с выходом суммирующего блока 15, вторым выхоцом масштабного сравнивающего блока 9 соединены с выходом времяамплитудного преобразователя 10, а их управляющие входы соединены с прямыми выходами соответственно первого 25 и второго 26 ВБ-триггеров, Б-входы которых соединены через дифференцирующий блок 30 с выходом генератора 29 запускающих импульсов, В-входы первого 25 и второго 26 КЯ-триггеров соединены с выходами соответственно первого 23 и второго 24 элементов ИЛИ, вторые входы которых раздельно через первый 21 и второй 22 ограничители импульсов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам парафазного уси- лителя 20, вход которого через импульсный дифференциатор 19 соединен с выходом компаратора 18.Выходы первого 11 и второго 12 синхронных демодуляторов соединены с соответствующими входами вычитающего блока 13, выход которого через аттенюатор 14 соединен с одним из входов суммирующего блока 15 и непосредственно соединен с входом масштабного преобразователя 16, первый выход которого соединен с делительным входом аналпгового делителя 17. Множительный вход аналогового делителя 17 соединен с выходом суммирующего блока 15, второй вход которого соединен с выходом первого синхронного демодулятора 11.Второй вход сравнивающего блока 9 через преобразователь 8 частота - напряжение соединен с выходом управляемого по частоте генератора 1, вход которого соединен с выходом сравнивающего блока 9. Вход времяамплитудного преобразователя 10 соединен с прямым выходом второго КБ-триггера 26, а управляющий вход управляемого аттенюатора 3 соединен с третьим выхоАдом блока 7 Формирования нормированной характеристики второй производной. преобразователя 16 и выходом аналогового делителя 17.Устройство для автоматического измерения параметров резонансных контуров работает следующим образом.Все подсистемы и функциональные блоки измерительного устройства (фиг,1) с помощью генератора 29 запускающих импульсов приводятся в исходное состояние при подключенном к клеммам 4 исследуемом резонансном контуре 5, представляемом в виде четырехпопюсника, вход которого соединяется с первой клеммой, общая шина - с второй клеммой, а выход с третьей клеммой. Запускающий импульс (фиг.2 а) генератора 29, поступая через первый 23 и второй 24 элементы ИЛИ на Р-входь: первого 25 и второго 26 Ю-триггеров, своим передним фронтом устанавливает последние в исходные состояния с образованием нулевых потенциалов на их прямьк выходах, что переводит в режим хранения информации первый 11 и вто"рой 12 синхронны демодуляторы. Этотимпульс, поступая непосредственно на установочный вход программно-управляющего блока 27, своим передним Фронтом устанавливает последний в исходное состояние, возобновляется на втором выходе данного блока и передается на установочный вход цифрового вольтметра 28, приводя его также в исходное состояние.Одновременно запускающий импульс (фиг.2 а), воздействуя на протяжении своей длительности на установочные входы блока 7 Форьжрования нормированной харакТеристики второй произ водной, первого 11 и второго 12 синхронных демодуляторов, переводит данные Функциональные блоки в режим разряда собственных емкостных элементов памяти, независимо от наличия в них информации (как правило, в первоначальный момент времени она отсутствует). Из-эа того,что в данный момент времени на прямом выходе второго РЯ-триггера 26 потенциал отсутствует, времяамплитудный преобразователь 10 также находится в режиме саморазряда.В результате разряда емкостных элементов памяти блок 7 Формирования чормированной характеристики второй производной приобретает максимальный. коэффициент передачи, а времяамплитуд 1594447ный преобразователь 10, первый 11 ивт рой 12 синхронные демодуляторьнулевой уровень выходных напряженийОбразуемое при этом напряжение натретьем выходе блока 7 воздействуетна управляющий вход и переводит управляемый аттенюатор 3 в. режим максимального коэффициента передачи.Нулевой потенциал, получаемый навыходе времяамплитудного преобразователя 10, сравнивается с выходнымнапряжением преобразователя 8 частота-напряяение в сравнивающем блоке 9,Разностное напряжение, образуемоена выходе данного блока, воздействуетна управляемый по частоте генератор1 и смещает его частоту в областьнижнеи границы частотного диапазонаработы измерительного устройства, которая определяется схемотехническимирешениями генератора 1,Напряжение несущей управляемогопо частоте генератора 1, взаимодействуя в частотном модуляторе 2 с синусоидальным напряжением, поступающимна модуляционный вход с второго выхода блока 7 формирования нормированной характеристики второй производной, приобретает частотную модуляциюс малой девиацией и воздействует науправляемый аттенюатор 3, который,реализуя максимальный коэффициентпередачи из-за того, что на его управляющем входе действует соответст 35вующее напряжение с третьего выходаблока 7, передает этот сигнал посредством клемм 4 на вход исследуемого резонансного контура 5 и такимобразом подготавливает к работе подсистему Формирования измерительнойинформации,Исследуемый резонансный контур 5,обладая собственной резонансной частотой, как правило, отличной от исходной частоты несущей управляемогопо частоте генератора 1 не пропускает частотно-модулированный испытательный сигнал на свой выход и,следовательно, не образует полезкпсигналов на выходе амплитудного демодулятора 6. В результате на информационном входе блока 7 формированиянормированной характеристики второйпроизводной сигнал отсутствует и этоспособствует сохранению максимальныхкоэффициентов передачи как блокатак и управляемого аттенюатора 3 втечение некоторого интервала времени, даже и после окончания действия запускающего импульса (фиг,2 а),Операции нормирования амплитудно- частотной характеристики и характеристики второй производной в устройстве осуществляются одновременно за минимально возможный интервал времени, заключенный между началом работы устройства и моментом появления пер - вой экстремальной точки на характеристике второй производной (до наступления момента первого перехода через нуль данной характеристики). Это достигается за счет реализации регулирующего блока в подсистеме нормирования блока 7 формирования нормированной характеристики второй производной в виде последовательного соединения двух идентичных регулирующих блоков с угловыми коэффициентами характеристик управления, равными угловому коэффициенту аналс гичной характеристики управляемого аттенюатора 3. При этом операции нормирования наг;рямую подвергается лишь характеристика второй производной путем обеспечения сквозного коэффициента передачи всей подсистемы Формирования измерительной информации, независящего от величины добротности исследуемого резонансного контура 5. Операция же нормирования амплитудно-частотной характеристики в данном случае осуществляется косвенно, так как распределение коэффициентов передачи между всеми блоками, участвующими в регулировании сквозного коэффициента передачи подсистемы формирования измерительной информации, происходит равномерно.По окончании переходных процессов в рассматриваемых подсистемах и Функциональных блоках и истечении длительности запускающего импульса (Фиг.2 а) блок 7 Формирования нормированной характеристики второй производной, первый 1 и второй 12 .синхронные демодуляторы, возвращаясь в исходное состояние, разрывают соответствующие цепи разрядов емкостных элементов памяти и подготавливаются к приему информации. Одновременно с этим в мо,ент окончания действия запускающего импульса (фиг,2 а) на выходе дифференцирующего блока 30 формируется остроконечный импульс (фиг.2 б), который приводит в действие подсистему управления и другие1594447 1 Офунк иио ннные б. н ки ими пищального руемой во временной области под влиустройства. Полученный импульс (фиг,2 б), воздействуя на Я-входы, опрокидывает первый 25 и второй 26 РБ-триггеры собразованием на их прямых выходахединичных потенциалов (фиг.2 в,г соответственно). Появление данных сигнапов, с одной стороны, открываетдля приема информации первый 11 ивторой 12 синхронные демодуляторыи тем самым подготавливает к работеподсистему обработки и преобразования измерительной информации, а сдругой стороны, начинает преобразование импульсного сигнала (фиг,2 г) с прямого выхода второго ВБ-триггера 26 во времяамплитудном преобразователе 10, на выходе которого возникает лийейио нарастающее напряжение(фиг.2 д). Это .напряжение воздейст. 20 но сравниваясь с напряжением преобразователя 8 частота-напряжение, образует корректирующее напряжение, которое воздействует на вход управляемого по частоте генератора 1 и вызывает изменение его частоты до тех пор, пока выходные напряжения преобразователей 8 и 10 не станут равными.Для реализации операции линеари- ч 30 35 зации проходнои характеристики управляемого по частоте генератора 1 в динамическом режиме его работы необходимо выполнить соответствующие 40 начальные условия, которые сводятсяк выбору достаточно большого коэффициента передачи в петле отрицательной обратной связи системы регу 45 лирования (достигается в основномза счет использования в качествесравнивающего блока одного из стандартных операционных усилителей скоэффициентом передачи в несколько 50 десятков или сотен тысяч раз), После выполнения данных начальных условий операция линеаризацииосуществляется в непрерывном динамическом режиме и всякое отклонение, в том числе и вызванное изме 55 нением температуры окружающей среды,реальных характеристик генератора 1от идеализированной прямой, формивует на информационные входы первого11 и второго 12 синхронных демодуляторов и поступает на один из входовсравнивающего блока 9, где непрерывянием линейно нарастающего напряжения (фиг,2 д) времяамплитудного преобразователя 10, сопровождается, как описано, образованием по цепи отрицательной обратной связи такого корректирующего напряжения на вьжоде сравнивающего блока 9, пропорционального разности напряжений между мгновенными значениями линейно нарастаю- . щего напряжения и напряжений, преобразованных с помощью преобразователя 8 реальных характеристик генератора, которое необходимо для получения линеаризованных и термостабилиэированных проходных характеристик управляемого по частоте генератора 1.По мере возрастания линейно нарастающего напряжения (фиг,2 д), а следовательно, и увеличения частоты несущей управляемого по частоте генератора 1, а также образования частотно- модулированного испытательного сигнала в частотном модуляторе 2 и беспрепятственной его передачи через управляющий аттенюатор 3 на вход исследуемого резонансного контура 5, подключенного к клеммам 4,приступает к работе подсистема формирования измерительной информации. При приближении частоты несущей частотно-модулированного испытательного сигнала к полосе пропускания исследуемого резонансного контура на его выходе появляется сложный, изменяющийся по времени по амплитуде в соответствии с формой амплитудно-частотной характеристики частотно-модулированный сигналЭтот сигнал, взаимодействуя в амплитудном демодуляторе 6, образует на его выходе ряд гармонических составляющих модулирующего сигнала, в том числе и вторую, пропорциональную второй производной от амплитудно- частотной характеристики, которые беспрепятственно передаются на входъ блока 7 формирования нормированной характеристики второй производной. Блок 7 формирования нормированной характеристики второй производной, осуществляя синхронную фазонечувствительную селекцию только второй гармонической составляющей, образует синусоидальный сигнал в виде отфильтрованной копии второй гармоники с сохранением ее фазовых соотношений, 11159который затем, подвергаясь операциифазочувствительной модуляции, превращается в постоянное напряжение, пропорциональное второй производной отамплитудно-частотной характеристики,Получаемое постоянное напряжениеприводит в действие блок 7 по выполнению операции нормирования характеристики второй производной, приэтом коэффициенты передачи, управляемого аттенюатора 3 и блока 7 изменяФтся таким образом . чтобы в установившемся режиме максимальный уровеньСигнала, пропорциональный характеристике второй производной, устанавли- "валсянезависимо ат величины измеряемой добротности исследуемого резоНансного контура 5 вблизи значенияОпорного напряжения П (фиг.2 д), задаваемого внутри блока 7,В результате выполнения операциинормирования образуемый на первомвыходе блока 7 сигнал может совер-.щать колебательный процесс (фиг.2 д)вблизи уровня опорного напряженияО , который, не выходя за границуо фДопуска, заканчивается не позднеемомента времени С, когда характеристика второй производной достигаетПервой экстремальной точки (максимума). С этого момента времени блок 7и, следовательно, управляемый аттенюатор 3 переходят в режим фиксированного коэффициента передачи иВ дальнейшем характеристика второйПроизводной приобретает нормированный вид (полный вид нормированнойхарактеристики второй производнойпоказан на фиг,2 е сначала штриховойЛинией, а спустя время- сплошнойлинией, составляющей продолжениекривой переходного процесса нормирования).Образуемый на первом выходе блока 7сигнал (фиг, 2 е), пропорциональный нормированной характеристике второй производной, поступает на инверсньпвход компаратора 18, В момент времени , (фиг,2 е), соответствующий переходу через нуль нормированной характеристики второй производной, этоткомпаратор срабатывает, активизируяработу подсистемы управления и формируя на своем выходе перепад напря-.жения положительной полярности, который в последствии превращается в прямоугольный импульс (фиг,2 ж) с длительностью, равной времени пребывания444712 второй производной ниже нулевогоуровня (второй вход компаратора 18 соединен с общей шиной устройства). Полученный перепад напряжения на выходе компаратора 18, подвергаясь операции дифференцирования в импульсном дифференциаторе 19, усиления в парафазном усилителе 20, ограничения 55 1 Оснизу в первом 21 и втором 22 ограничителях импульсов, появляется в видеостроконечного импульса (фиг,2 з) лишьна выходе первого ограничителя 21.Этот импульс, постлая через первый 15элемент ИЛИ 23 на 1,-вход возвращаетв исходное состояние первый РЛ-триггер 25 с образованием на его прямомвыходе нулевого потенциала (фиг.2 в),переводящего первьп 1 синхронный демо дулятор 11 в режим хранения информации. К данному моменту времени(фиг,2 е) в первом синхронном демодуляторе 11, точно так же как и во втором синхронном демодуляторе 12, нако пилась информации в виде напряжения.П, (фиг.2 д), которая все это времяпоступала на их информационные входыс выхода времяамплитудного преобразователя 10.Выходное напряжение (Фиг,2 д) времяамплитудного преобразователя 10,продолжая нарастать, активизируетработу подсистемы обработки и преобразования измерительной информациии вызывает увеличение напряжения навыходе второго синхронного демодулятора 12 и образование разностногонапряжения на выходе вычитающего блока 13. Данное разностное напряжение,с одной стороны, поступает на аттенюатор 14 и подвергается в нем ослаблению в два раза с последующим суммированием в суммирующем блоке 15 снапряжением У (фиг.2 д), хранящимся 45 в первом синхронном демодуляторе 11,а с другой стороны, воздействует намасштабный преобразователь 1 б и, подвергаясь в нем операции масштабногопреобразования, передается на егопервый выход с масштабным коэффициентом, равным 12, а на второй выход -с масштабным коэффициентом, определяющимся в соответствии с Формулой11= г ( -- , - 1)1(1)для выбранного уровня уотсчета полосы пропускания. Получаемые сигналына выходе суммирующего блока 15 и3159первом выходе масштабного преобразователя 16, взаимодействуя в аналоговом делителе 17, образуют напряжение,пропорциональное отношению уровнейданных сигналов. Напряжения с выхода. суммирующего блока 15 и аналоговогоделителя 17, а также с второго выходамасштабного преобразователя 16 воздействуют на соответствующие информационные входы программно-управляющегоблока 27.Описанный процесс в подсистемеобработки и преобразования измерительной информации будет продолжатьсядо тех пор, пока напряжение (Фиг.2 е)на первом выходе блока 7 Формированиянормированной характеристики второйпроизводной не преодолеет вторую экстремальную точку (минимума) и не достигнет второй точки перехода черезнуль нормированной характеристики второй производной. При вторичном переходе через нуль нормированной характеристики второй производной в моментвремени(Фиг,2 е) компаратора 18,возвращаясь в исходное состояние,заканчивает Формирование импульса(фиг.2 ж) на своем выходе, Отрицательный перепад этого импульса, подвергаясь описанной обработке в подсистемеуправления с дифференцированием в импульсном дифференциаторе 19 и инвертированием в парафазном усилителе 20,появляется на выходе второго ограничителя 22 импульсов в виде остроконечного импульса (Фиг.2 и), Этот импульс, поступая непосредственно науправляющий вход программно-управляющего блока 27 и через второй элементИЛИ 24 на В-вход второго КЯ-триггера26, запускает в работу программноуправляемый блок 27 и возвращает висходное состояние РЯ-триггер 26 собразованием на.его прямом выходенулевого потенциала (фиг.2 г), вызываюпего перевод второго синхронногодемодулятора 12 в режим хранениянакопленной информации, а времяамплитудного преобразователя 10 - в режимсаморазряда собственного накопительного элемента,К моменту времени й (Фиг,2 е) вовтором синхронном демодуляторе 12 накопилась информация в виде напряжения11 (Фиг,2 д), в точности соответствующего второй координате перехода черезнуль характеристики второй производ- .ной. Это напряжение совместно гнад =м (Е -Е )= вв- (2)ИЖг- )7 3КоУ где К - коэффициент преобразованиячастоты в напряжение преобразователя 8 частота-напряав жение, В/Гц; 15 И 20 )- полоса пропускания измеряемого контура;при этом резонансная частота измеряемого контура й +Гг Гг-ЕХг.о 22Пг 2(3)КУоЗО а искомая добротность измеряемогоконтура определяется при И 7.=22,25 Г, Е+Гг(4) й 2 (П,-Ц,) создает на выходах суммирующегоблока и аналогового делителя 17 достоверную информацию об искомых параметрах исследуемого резонансного контура: резонансной частоте Г и добротности О, а на втором выходе масштабного преобразователя 16 - достоверную информацию об искомой полосепропускания на определенном уровнеП,.Полученная информация с помощьюпрограммно-управляющего блока 27 всоответствии с выбранной заранеепрограммой его работы2 перераспределяется последовательно во времени и с его первого выхода передается на информационный вход цифровоговольтметра 28 для измерения и индикации. При этом в программно-управляющем блоке 27 в момент поступле 4447 4пряжением П хранимым в первом сикхронном демодуляторе 11 и в точностисоответствующим первой координате перехода через нуль характеристики второй производной, в результате описанного преобразования в подсистемеобработки и преобразования измерительной информации в соответствии с математическими соотношениями1594447 10 ния на его управляющий вход первоо короткого импульса (Фиг 2 и) с выход второго ограничителя 22 импульсов Формируется импульс (йиг.2 к), определяющии общее время индикации С5 (фиг,2 б) искомых параметров, а также импульсы (Фиг.2 л), определяющие время индикации одного параметра, и короткие импульсы (фиг,2 м) управления цифровым вольтметром 28; При поступлении первого короткого импульса (фиг.2 м) с второго выхода программноуправляемого блока 27 на установочный вход цифрового вольтметра 28 последний вторично сбрасывает своие нулевые показания и, спустя некоторый интервал времени, определяющийся собственной схемотехникой, производит измерения поступающей на его инфор мационный вход информации с последующей индикацией измеренной величины до тех пор, пока не образуется следующий управляющий импульс.Одновременно с процессами, протекающими в программно-управляющем блоке 27 и в цифровом вольтметре 28, в момент времени Тт(фиг.2 е), когда время- амплитудный преобразователь 10 переходит в режим саморазряда собственно го накопительного элемента, напряжение на его выходе начинает убывать по экспоненте (Фиг.2 д), что приводит К автоматическому снижению частоты несущей управляемого по частоте ге 35 Нератора 1 и, следовательно, уменьшению напряжения на первом выходе блока 7 формирования нормированной характеристики второй производной, которое только что достигло нулевого уровня, В результате происходящих процессов отрицательный перепад напряжения (фиг.2 ж), едва появившийся на выходе компаратора 18, превращается в положительный, образуя в общем импульсе "просечку" весьма малой длительности (по сравнению с интервалом времени С нахождения нормированной характеристики второй производной ниже нулевого уровня), которая определяется временем распространения информации в рассматриваемых Функциональных блоках.Получаемый положительный перепад напряжения после обработки в импульсном дифференциаторе 19 и парафазном55 усилителе 20 проявляется на выходах первого ограничителя 21 импульсов и первого элемента ИЛИ 23 в виде вторго строконечнго импульса (фи; .2 з),однак его действие не оказыва. гвлияния на состояние первого К тггера 25 и не нарушает работу подсистемы управления в целом.Дальнейшее уменьшение частоты управляемого по частоте генератора 1в соответствии с убывающим по экспоненте к нулю напряжением (фиг,2 д)времяамплитудного преобразователя 10сопровождается изменением сигналана первом выходе блока 7 Формирования нормированной характеристикивторой производной, форма которого(фиг,2 е) с точностью до масштабногокоэффициента, учитывающего скоростьперестройки частоты несущей частотно.модулированного испытательного сигнала, представляет собой зеркальноеотображение полученной ранее характеристики второй производной,В момент времени С (Фиг,2 е), когда нормированная характеристика второй производной в третий раз переходит через нуль, на выходе компаратора 18 снова образуется отрицательныйперепад напряжения, заканчивающий вцелом Формирование импульса положительной полярности, который послеобработки в импульсном дифференциаторе 19 и парафазном усилителе 20 появляется уже на вькодах второго ограничителя 22 импуль"ов и второго элемента ИЛИ 24 в виде второго остроконечного импульса (Фиг.2 и), однакоего действие не сказывается на состоянии как программно-управляющего блока 27, так и второго КЯ-триггера 26 иподсистемы управления в целом,При приближении второй производной (фиг,2 е) к своему экстремальномузначению на участке характеристикивьше нулевого значения (точка максимума) возможно срабатывание подсистемы нормирования блока 7 Формированиянормированной характеристики второйпроизводной и осуществление описанной операции подстройки коэффициентов передачи блока 7 и управляемогоаттенюатора 3, однако этот процессне имеет никакого значения, так какпроисходит за пределами рабочего интервала времени, когда подсистема Формирования измерительной информациипо существу возвращается в исходноесостояние. По истечении определенного интервала времени, когда выходное напряжение времяамплитудного10 15 20 3035 40 45 преобразователя 10 и напряжение напервом выходе блока 7 приблизятся кнулевому значению, частота несущейуправляемого по частоте генератора 1,возвратится в область нижней границычастотного диапазона работы измерительного устройства, а коэффициентыпередачи блока 7 и управляемого аттенюатора 3 начнут постепенно увеличиваться па мере того, как будет происходить собс;венный разряд (в ожидании принудительного) элемента памятиподсистемы нормирования и изменениенапряжения нг третьем выходе блока 7 формирования нормированной характеристики второй производной (на диаграммах, представленных на фиг.2, этотпроцесс не отражен),Процессы, протекающие в программно-управляющем блоке 27, в дальнейшем сводятся к следующему, По истечении первого полупериода (фиг.2 л), определяющего время индикации одногопараметра, например резонансной частоты Г , на первом выходе программноуправляющего блока 27 в соответствиис предусмотренной программой появляется информация о другом искомомпараметре, например добротности Яили полосе пропускания П, , а на втором выходе - второй остроконечныйимпульс (фиг,2 м), который, воздействуя на установочный вход, снова приводит в действие цифровой вольтметр28 по выполнению операции сброса предыдущих показаний и измерения подведенной информации с последующей ееиндикацией,Учитывая те обстоятельства, чтопервый 11 и второй 12 синхронныедемодуляторы не в состоянии скольугодно долго хранить измерительнуюинформацию, программно-управляющийблок 27 в предлагаемом устройствецелесообразно использовать преимущественно в автоматическом режиме работы, в отличие от такого режима егоработы в устройстве 2 , при которомдопускалось многократное представление информации о двух последовательно регистрируемых параметрах без потери ее достоверности и без повторного запуска в работу измерительногоустройства в целом. В предлагаемом, устройстве возможно многократноепредставление измерительной информации без повторного запуска устройства в целом, однако ее достоверность будет снижаться по мере увеличениячисла повторений и степень сниженияэтой достоверности может служить мерой для оценки качества исполненияпервого 11 и второго 12 синхронныхдемодуляторов, определяющих одну иэосновных составляющих результирующейпогрешности измерений искомых параметров,В связи с этим по истечении времени индикации 7 (фиг,2 б) двух.измеряемых параметров в момент начала формирования второго положительного перепада (фиг.2 л) на третьемвыхоце программно-управляющего блока 27 появляется короткий импульс(фиг,2 н). который запускает в работугенератор 29 запускающих импульсов,Последний, формируя на своем выходеочередной (второй) прямоугольный импульс (фиг,2 а), возвращает в исходное (нулевое) состояние все функциональные блоки и подсистемы измерительного устройства в целом и программно-управляющий блок в частности,Формула изобретения Устройство для автоматического измерения параметров резонансных контуров, содержащее времяамплитудный преобразователь, программно-управляющий и сравнивающий блоки, два элемента ИЛИ, первый КЯ-триггер, два синхронных демодулятора и последовательно соединенные управляемый по частоте генератор, частотный модулятор, управляемый аттенюатор, клеммы для подключения исследуемого резонансного контура, амплитудный демодулятор, блок формирования нормированной характеристики второй производной и компаратор, один вход которого соединен с общей шиной устройства, а также генератор эапускакщих импульсов, вход которого подключен к третьему выходу программно-управляющего блока, а .выход соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с установочными входами первого и второго синхронных демодуляторов, программно-управляющего блока и блока формирования нормированной характеристики второй производной, второй выход которого соединей с модуляционным входом частотного модулятора, о т л и ч а ю - щ е е с .я тем, что, с целью повыше
СмотретьЗаявка
4144169, 10.11.1986
МИНСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
СВИРИД ВЛАДИМИР ЛУКИЧ
МПК / Метки
МПК: G01R 27/26
Метки: контуров, параметров, резонансных
Опубликовано: 23.09.1990
Код ссылки
<a href="https://patents.su/10-1594447-ustrojjstvo-dlya-avtomaticheskogo-izmereniya-parametrov-rezonansnykh-konturov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для автоматического измерения параметров резонансных контуров</a>
Предыдущий патент: Автогенераторный преобразователь электропроводности жидкости
Следующий патент: Устройство для измерения индуктивности
Случайный патент: Устройство для снижения уровней вибрации и шума железнодорожного пути метрополитена