Аналоговый измеритель комплексного коэффициента передачи четьрехполюсников

432427 Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимое от авт. свидетельства -122) Заявлено 10.02.72 (21) 174550018-1 0 М. 1 хл. 6 01 г 29,00 с присосдццецисм заявк рстеенный комитет 32) Приоритет - Опубликовано 15 света Министров СССло делам изобретений и открытий 1 сЗ) УДК 621.31(54) АНАЛОГОВЫЙ ИЗМЕРИТ ОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ Ч Ь КОМП 1 РЕХПО СНОГО НИКОВ Изобретение относится к области радцоцзмерительной техники ц может быть применено при измерении азсплитудно-фазочастотных характеристик четырехполоснцков.Известен аналоговый измеритель комплексного коэффициента передачи четырехполюсников, содержащий опорный генератор и множительные устройства на операционных усилителях.Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно снабжено термопреобразователями, амплитудным детектором, магццтоэлектрическими логометрами и переключателем, причем нагрввателц термоцреобразователя подключены к выходам операционных 15 усилителей, а их термопары, включенные попарно и встречно, соединены со входами дифференциальных усилителей, выход каждого из которых через фильтр нижних частот соединен с одной из обмоток магнцтоэлсктрнче ских логометров, вход амплитудного детектора соединен с опорным входом прибора, а его выход - с нагревателем термопреобразователя, термопара которого через усилитель связана со вторыми обмотками магнцтоэлектрнческих логометров, а чврез переключатель - с нагревателем термопреобразователя.Это отличие позволяет повысить точность измерения и обеспечить независимость показаний прибора от значений опорного напря- З 0 кения, расширить функццоцальцые возможности и диапазон частот измеряемых сигналов.Функциональная схвма описываемого устройства приведена на чертеже, где: 1 - опорный генератор; 2 - выход опорного генератора Ьв, - Г,)п 511 й; 3 - Вход опорного генератора 1. = 1.сояо 1; 4,5 - опорные входы прибора; 6 - исследуемая система; 7 - вход исследуемой системы; 8 - выход исследуемой системы; 9 - сигнальньй вход прибора; 10, 11, 12, 13 - операционные усилители;14 - цнвертцрующие входы операционных усилителей; 15, 16, 17 - резисторы; 18 - неццвсртпрующце входы операционных усилителей; 19 - выходы операционных услитслсй; 20 - резистор; 21 - нагреватель термопрсобразоватсля; 22 - терлоцреобразователь;23 - термопара; 24 - вход дифференциального усилителя; 25 - дифференциальный усилитель; 26 - выход дцфференццальцого усилителя; 27 - фильтр нижних частот; 28 - рсзистор; 29 - обмотки магнцтоэлсктрцческого логомстра; 30 - магнцтоэлектрцческий лого- метр; 31 - вход амплитудного детектора;32 - амплитудный детектор; 33 - выход амплитудного детектора; 34 - нагреватель термопреобразователя; 35 - термопреобразователь; 36 - термопара термспреобразователя;37 - усилитель; 38 - резисторы; 39 - обмотки логсметра; 40 - переключатель.Схема работает следующим образом.ОПОРНОЕ НаПРЯжЕНИЕ Г 1 оп З 1 ПСО 1 С ВЫХОДа 2 генератора 1 поступает на опорный вход 4 приоора и на вход 7 исследуемой системы б. ОПОРНОЕ НаjРЯжЕНИЕ 11 оп СОЗ 1 О 1 С ВЫХОДа 3 ГЕ- нсратора 1 поступает на опорный вход 5 прибОРа. НаПРЯтКЕНИЕУизв 1 П (Ы+1 Р) С,ВЫХОДа 8, сдвинутое на угол 1 р по отношению к опорному напряжению, поступает на сигнальный вход 9 прибора.Операционные усилители 10, 11, 12 и 13 производят векторное сложение измеряемого н опорного напряжений, так что выходное напряжение 111 операционного усилителя 10 равно:1.11=К 1",У и з 1 П(И+1 Р)+11 оп з 1 п 1 ог 1; (1) выходное напряжение с 12 операционного усилителя 11 равно:2=К 2 Уизи З 1 П(1 О 1+1 Р) (акоп ЗП М; (2) выходное напРЯжение сиз опеРационного Усилителя 12 равно;11 з = Кз С из, З 1 п (1 о 1+ 1 Р) + (акоп СОЗв Г 1; (3) выходное напряжение 114 операционного усилителя 13 равно:14 = К 4 Уизи 1 П (оз 1+ Я) - 1 оп СОБОЭф (4) пде К К 2 Кз и К, - соопветспвенно,коэфф 14- циенты передачи операционных усилителей 10, 11, 12 и 13.Напряжение с выхода 19 операционнь 1 х усил 1 ителей поступает на нагреватели 21 тсрмопреобразователей 22, в результате чего на выходе термопар 23 термопреобразователей возникает термоэ.дс., значение которой пропорционально квадрату среднего за период значения тока, протекающего через нагреватель. Термопары термопреобразователей, включенных на выходе операционных усилителей 10 - 13, включены попарно и встречно, нри этом напряжения, поступающие на вход 24 дифференциальных усилителей 25, равны;а) для канала с операционными усилителямп 10 и 11:тС 18 = 1 8 (11 1 изм З 1 П (п 1 Г - 9) -,-Уопвпо 1 1)111 -от (6)- "11 пт 1., и 11:, 1 - 1111 ;об) для канала с операционными усилителями 12 и 13:тЦв - Кв( 3 . Изм З 1 П (о 11 1)Уоп СОЯо (Йот(6)- К,. К, и,з 1 п ( 1-1-) - и,псо .1(Рж,огде Кз - коэффициент передачи термопреобразователей 22.Коэффициент передачи операционных усилителей выбирают равными, так чтоК 1 =К 2=Кз=К 4=К(8) (9) где Ко= К, К - коэффициент пропорциональности.Далее напряжения с 18 и ь 1, усиливаются дифференциальными усилителями 25, проходят через фильтр нижних частот 27 и через резистор 28 поступают на обмотки 29 магнитоэлектричеоких логометров 30, При этом токи, протекающие через э-: обмотки, будут равныа) для канала с операционными усилителями 10 и 11:7 8 (1где К, - коэффициент передачи дифференциального усилителя;Кв - коэффициент передачи фильтранижних частот;Л 1 - сопротивление резистора 28.Напряжение на выходе 33 амплитудного детектора 32 рав 1 но: 35(12) где К, - коэффициент передачи амплитудного детектора 32.Далее напряжение сает поступает на вход (34) тсрмопреобразователя 35, при этом напряжение на его выходе (3 б) будет: В К 1 О" 7 КВ КО 0 оп(13) 55 где К 11 - коэффициент передачи усилите ля 37;Л 2 - сопротивление резисторов 38.Угол отклонения указателя (стрелки) магнитоэлектрического логометра а п 1 ропорционален отношению токов, протекающих через его обмотки, потому для канала с операционными 55 усилителями 10 и 11 имеем; 45где К 1, - коэффициент передачи термопреобразователя 35.С выхода термопреобразователя напряжение 118 чеРез пеРеключатель 40, котоРый на ходится в положении а, уоил 1 итель 37 и резисторы 38 поступает на обмотки 39 магнитоэлектрических логометров. При этом токи,протекаю 1 цие по этим оомоткам, будут равны:(1 б) Кп К 7 1 и 12 При этом показания логометров не завигдс к 12 =- -- , -коэффициент про- сят от значения опорного напряжения,К 9 1 О 11 г15 порциональности. Кп = 1 "- - модуль коэффициента передачи 1 изи оп исследуемой системы. Предмет изобретения ККоК,. г(17) В этом случае угол отклонения стрелки логометра канала с операционными усилителями 10 и 11 будет равен: 11 К 7 КиКо Оизи 1 опСОз 1 Р 2 =- К 1 зУисог;(18) Таким образом, показания а 1 логометра канала с операционными усилителями 10 и 11 пропорциональны действительной составляющей вектора коэффициента передачи иосле 1 дуемой системы, а показания ссг логометра канала с операционными усилителями 12 и 13 пропорциональны мнимой составляющей этого вектора и не зависят от значения опорного напряжения Уоп,Для расширения функциональных возможностей в приборе предусмотрен режим, при котором показания прибора пропорциональны ортогональным составляющим вектора напряжензия на выходе исследуемой системы, при этом переключатель 40 переводится в положение в.Тогда выходное напряжение У 7 амплитудного детектора, минуя термопреобразователь 35 через усилитель 37 и резистор 38 поступает па обмотки 39 логометров. При этом токи, протекающие по этим обмоткам, будут равны: Выбирают К 9 К 19=1, при этом К 12=К 1 з ишкалы логометров однозначно градуируются в значениях ортогональных составляющих коэффициента передачи и выходного напряжения 20 исследуемой системы. Для расширения частотного диапазонаприбора в область инфранизких частот в схеме установлены фильтры ниж 1 них частот 27, 25 которые могут исключаться из схемы прп исследовании сигналов на частотах более 5 Гц. зо Аналоговый измеритель комплексного коэффициента первдачи четыреъполюсн 1 гков, содержащий опорный генератор и множительное устройство на операционных усилителях, отличающийся тем, что, с целью повышения точ ности измерения, обеспечения независимостипо 1 казаний прибора от значения апорното напряжения, расширвния функциональных возможностей и дпапазона частот измеряемых сигналов, он снабжен термопреобразователя ми, амплитудным детектором, магннтоэлектричвскими логометрами и пврвключателвм, причем нагреватели термопреобразователя подключены к выходам операционных усилителей, а их термопары, включенные попарно и 45 встречно, соединены со входами дифференциалыных усилителей, выход каждого из которых через фпльтр нижних частот соединен с одной из обмоток магнитоэлектрических лого- метров, вход амплитудного детектора соеди нен с опорным входом прибора, а его выход -с нагревателем термопреобразователя, термопара которого через усилитель связана со вторыми обмотками магнитоэлектрических логометров, а через переключатель - с нагрева телем термопреобразователя.Составитель А, Беляев Редактор С. Хейфиц Текрец Т. Курнлко Корректор В. Гутман Заказ 424/900 Изд.1721 Тираж 678 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип, Харьк, фил. пред. Патент