Прибор для снятия частотных характеристик линейных четырехполюсников

Соаз Советскит Социалистических РеспубликО П И С А Н И Е 28608 ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства 4) аявлено 25 Л 1. 1969 ( 1307621/присоединением заявки-риоритет -ъ 21 с, 46/ Комитет иизобретенийпри Совете МССС ел МПК 6 05 Ь 23/02УДК 621.317.757. (088,8 ткрыт ииот убликовапо 10.Х.1970. Бюлл та оп бликования описания 4 ь 34, Н. Чииков, В. В, Смеляков, М. Я, МДорошенко, В, Г. Мандрич, М. В. П аявптсл ПРИБОР ДЛЯ СНЯТИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИС ЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ В приборе реализован известный метод экспериментального определения частотнык характеристик, основанный на измерении мгновенных значений сигнала на выходе исследуемого объекта. Известно, что напряжение на выходе исследуемого объекта определяется выражением.Ун == Сз 1 псо + Возм 1,где С и В - вещественная и мнимая частотные характеристики, причемВ=Бе (О), С - У ц -2 .Для устранения влияния четных гармоник и постоянной составляющей, присутствующих в выходном сигнале объекта, на точность контроля необходимо производить дифференциальные измерения в моменты то=0 и со 1=тт, а7 ь 3 также при то 1= - и то 1= - ,2 2Тогда, если считать, что нечетные гармоники в исследуемом сигнале отсутствуют, результирующие напряжения на выходе объекта будут/е = К, (о) - с/ (, ) (2)Эти выражения положены в основу работы предлагаемого прибора, развернутая блоксхема которого приведена на чертеже. Прибор может быть использован в системах и объектах автоматического контроля, управления и регулирования.Ивестны устройства, содержащие кварцевый генератор, преобразователи код - аналог и 5 аналог-код, различитель квадрантов, триггеры, схемы ИЛИ и счетчики.Недостатками этик устройств являются чувствительность к помехам и нслинейным искажениям, сложность схемной реализации,Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем выходы преобразователя код - аналог соединены непосредственно с различителем квадрантов и через элемент ИЛ 1 Л и вентиль пуска с импульсным входом преобразователя аналог - код и дозирующим =четчиком, одновременно подключенным через триггер к вентилю пуска, а также попарно через две другие схемы ИЛИ, триггер и вентили к регистрирующим счетчикам, причем вентили связаны с выходом преобразователя аналог - код, вход которого через двухполупериодный выпрямитель и входное устройство соединен с выходом исследуемого четырехполюсника, подключенного к выкоду преобразователя код в анал.Это позволяет расширить частотный диапазон, повысить точность и быстродействие, упростить конструкцию устройства. остав прибора входят генератор сиимпульс может соответствовать любому из моментов при нее=0 - ;. - входного оинусои 2 " 2дального сигнала объекта 4. Пусть это будет импульс, когда о 4= -Тогда потенциалом триггера 12 открывается вентиль 14, и импульсы с выхода преобразователя 7, соответствую(т.щие У,- ), записываются в счетчик 16. В следующий момент времени при ж 1=л открыт вентиль 15, и импульсы с выхода преобразователя 7, соответствующие 0, записыва.ются в счетчик 17. В момент времени приЗт.д 1= -импульсы с выхода преобразователя 72через вновь открытый вентиль 14 поступают в счетчик 16, и, наконец, в момент времени при 1=2 л, что соответствует и 1=0, импульсы с гыхода преобразователя 7 снова записываются в счетчик 17 через открытый вентиль 15. Необходимость суммирования числовых эквивалентов мгновенных значений напряжений прои о 1=0 и о 1=л, а также при3 в 1= -"- и о= - - " вытекает из выражений (1) и2 2/ - /-У ( - ") и У ( -- ) имеют противоположные знаки.Все выходные импульсы вентиля 13 поступают также на дозирующий счетчик 18, Если обьем счетчика 18 выбран равным четырем, то в рассматриваемом случае при поступлении импульса, соответствующего М=2 л, триггер 11 возвращается в исходное состояние, запирая вентиль 13, К этому моменту времени, как следует из выражения (1), (2), в счетчиках 16, 17 будут зафиксированы соответственно числа.Л 1, =2 ИС, =кС 1И =ИВ, =кВ(к=2 д),т. е. показания счетчиков пропорциональны абсолютным значениям вещественной и мнимой составляющим комплексной амплитуды ььгходного напряжения исследуемого объектас учетом дискретности отсчета 3= - При необходимости с помощью дозирующего счетчика измерения можно производить за несколько периодов исследуемого напряжения.Определение квадранта, в котором находится вектор амплитуды исследуемого напряжения, производится различителем квадрантом, работа которого основана на определении диапазона, в котором находится фазовый сдвигмежду выходным и входным напряжениями исследуемого объекта 4. При этом фазовый сдвиг определяется между моментами переходов этих напряжений через максимальныс значения, что исключает влияние постоянной составляющей. Для определения моментов переходов исследуемого напряжения через экстремальные значения используется дискретный выявитель максимумов 2. Первый же импульс с его выхода через открытьгй. венсоидальных колебаний ГСК, измерительноеустройство ОУ и различитель квадрантов РК.Генератор синусоидальных колебаний содержит кварцевый генератор 1, делитель частоты2 с переменным коэффициентом деления и 5преобразователь код-аналог 3.Напряжение с выхода ГСК поступает наисследуемый объект 4, а с выхода объекта 4через входное устройство 5 на измерительноеустройство и р а зличитель квадр а нтов.Измерительное устройство состоит из двухполупериодного выпрямителя 6, преобразователя аналог - код 7, схем ИЛИ 8 - 10, триггеров 11 и 12, вентилей 13 - 15, регистрирующих счетчиков 16 и 17 с индикацией, дозирующего счетчика 18, кнопок 19 Сброс и 20Пуск. Счетчики 16 и 17 суммирующие.После нажатия кнопки 20 Пуск начинается процесс измерения вещественной и мнимойчастотных характеристик измерительным устн20роиством и определение квадрантов, в котором находится вектор выходного напряжения,с помощью различитсля квадрантов.: В состав различителя квадрантов входятдискретный выявитель максимумов 21, триггеры 22 - 26, вентиФФ 27 - 30 и индикаторныелампочки 32 - 35,В исходном состоянии, которое задаетсякнопкой 19 Сброс, показания счетчиков 16,17 пулевые, вентили 13, 30 запсрты потенциалами триггеров 11, 22 и 23 соответственно.Импульсы, соответствующие моментам перехода входного сигнала исследуемого объектачерез нули и максимумы приИ=О, - "- - " через схему ИЛИ 8 поступают с преобразователя 3 на импульсныйвход вентиля 13, Эти же импульсы используются для управления работой вентилями 14 и15 с помощью триггера 12. При этом импуль 40сы, соответствующие моментам, когда о)=-"-иЗл- подаются через схему ИЛИ 9 наодин вход триггера 12, открывая вентиль 14 изакрывая вентиль 15, а импульсы, соответствующие моментам, когда сц 1=0 и й 1=л, подаются через схему ИЛИ 10 на другой входтриггера 12, закрывая вентиль 14 и открываявентиль 15. Поскольку вентиль 13 заперт, запускающие импульсы со схемы ИЛИ 8 не 5 Опроходят на преобразователь 7 и он не работает. На вход преобразователя 7 поступает через входное устройство 5 и выпрямитель 6 выходное напряжение исследуемого объекта 4.Входное устройство 5 служит для развязкиисследуемого объекта 4 и измерительных цепей прибора и для селекции входного напряжения по амилиудс с помощью делителя напряжения.Принцип действия прибора заключается в ьОследующем. При нажатии кнопки 20 Пускопрокидываются триггеры 11, 22 и открываются вентили 13 и 27.Первый же импульс с выхода вентиля 13 поступает па запуск прсобразователя 7. Этот 65286018 Предмет изобретения Составитель Г. М. Романченкоанзор Л. А. Утехина Тсхред Л. В. Куклина Корректор В. И, Жолудев Заказ 81121 НИ 1 ПИ Комитета Тираж 480делам изобретений и открМосква, Ж.35, Раушская наб., д ьп сно Совете Министров5 ытпи п астная типография Костромского управления по печати 5тиль 27 (после нажатия кнопки 20 Пуск) опрокидывает триггер 23, открывая вентили 28 - 30. В исходном состоянии прибора горит индикаторная лампочка 32, соответствующая нахождению вектора амплитуды в первом квадранте. Если 0 .- гр 90 (1 квадрант), то через схему ИЛИ 31 первым проходит импульс при оз 1= - который возвращаеттриггеры 22 и 23 в исходное состояние, и процесс определения квадранта прекращается. Если 90(;. 180 (11 квадрант), либо 180(р (111 квадрант), либо 270(-:; 360 (17 квадрант), то импульс при со 1=0, либо призра 1= -либо при оз=л соответственно проходит через вентиль 28, либо 29, либо 30, опрокидывая соответствующий триггер 24, 25 или 2 б. Кроме того, каждый из этих импульсов поступает через схему ИЛИ 31 на триггеры 22 и 23, возвращая их в исходное состояние. На этом процесс определения квадранта прекращается, Номер квадранта, в котором находится вектор амплитуды и исследуемого напряжения, индицируется одной из лампочек 33, 34 и 35 (для 11, 111 и ГЧ квадрантов соответственно).Иногда в точках ср=0, 90, 180, 270 и 360 может возникнуть неопределенность в определении квадранта, но она легко разрешается,поскольку в этом случае одна из составляющих нулевая. 5Прибор для снятия частотных характеристик линейных четырехполюсников, содержащий кварцевый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, преобра зователи код в анал и аналог в к, входноеустройство, различитель квадрантов, вентили, триггеры, схемы ИЛИ, дозирующий и регистрирующие счетчики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродейст вия, расширения частотного диапазона и упрощения конструкции прибора, в нем выходы преобразователя код в анал соединены непосредственно с различителем квадрантов и через элемент ИЛИ и вентиль пуска с им пульсным входом преобразователя аналог -код и дозирующим счетчиком, одновременно подключенным через триггер к вентилю пуска, а также попарно через две другие схемы ИЛИ, триггер и вентили к регистрирующим 25 счетчикам, причем вентили связаны с выходомпреобразователя аналог - код, вход которого через двухполупериодный выпрямитель и входное устройство соединен с выходом исследуемого четырехполюсника, подключенно- ЗО го к выходу преобразователя код - аналог.