Измеритель добротности колебательных контуров

ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) 3 а я влено 0 6,0 9.76 (21) 2402461 1)М. Кл,Гесудеротеееей комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(58) УДК 621.317, ,337(088.8) 72) Автор изобретен ид Минский радиотехнический инст) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОКОНТУРОВ Изобретение относится к радиоизма му входу которого через усилитель рительной технике, предназначено для . )тодключен генератор ступенчатого напряизмерения добротности колебательных жения и блок измерения второй производсистем с повышенной точностью и быстро- ной, состоящий из трех синхронных демо- действием, может быть использовано для . чуляторов, первые входы которых обьедиизмерения емкости, индуктивности, тан- иены и подключены к исследуемому кон 5генса угла потерь различных элементов. гуру, а вторые входы соединены с соотИзвестно устройство для измерения ветствующими выходами генератора студобротности радиотехнических систем, пенчатого напряжения, суммирующего содержащее измерительный контур, вход- устройства, аттенюатора и вычитающего10ной и выходной согласующие элементы, устройства, причем выход первого демодва широкополосных усилителя, блок авто- дулятора соединен с одним из входов выматической регулировки амплитуды, два читающего устройства, выходы второго ключа, блок регистрации момента воз- и третьего демодуляторов соединены со буждения Ц .15,входами суммирующего устройства, выход которого через аттенюатор соединенНедостатком устройства является низ- со вторым входом вычитающего устройст кая точность измерения. ва. Кроме этого, в состав устройстваНаиболее близким к изобретению ты- входит второе вычитающее устройство, ническим решением является устройство выход которого через блок поиска соеди для измерения добротности и резонансных нен с генератором, управляемым по часконтуров, содер)жащее последовательно тоте, а входы - с выходами соответственсоединенные генератор, управляемый по но второго и третьего синхронных демо частоте, частотный модулятор, ко второ дуляторов, а также индикатор и последо30 3 73 О 4ватвльно соединенные второй аттенюатори третье вычитаюшее устройство, выходкоторого через переключатель соединенс усилителем 2.Недостатком устройства является низ 5кая точность измерения, обусловленнаяметодической погрешностью, связанной сопределением второй производной.Целью иэобретения является повышениеточности измерения добротности колебательных систем.Указанная цель достигается за счет, тогочто в измеритель добротности колебательных контуров, содержащий генератор, перестраиваемый по частоте, соединенный содним входом частотного модулятора,другой вход которого через усилитель сое/динен с выходом генератора ступенчатогонапряжения, а выход через исследуемыйконтур соединен с амплитудным детекто- .ром, выход последнего и выходы генератора ступенчатого напряжения соединеныс соответствующими входами блока из. мерения второй производной по частоте,состоящего из трех синхронных демодуляторов, при этом выход первого демодулятора соединен с одним из входов первого блока вычитания и с одним иэ входов первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом второгосйнхронного демодулятора и с другимвходом первого блока вычитания, а выход первого сумматора через первый-атФенюагор соединен с одним из входов.второго блока вычитания, другой вход ко "торого соединен с выходом третьегосинхронного детектора, выход первогоблока вычитания через устройство поис" ка соединен со: входом генератора пере-.страиваемой частоты, второй аттенюаторсоединен с одним из входбв третьегоблока вычитании, выход которого черезпереключатель соедийен с управляющим"входом-усилителя и индикатор, введенывторой сумматор третий аттенюатор чет 45вертый синхронный дембдулятор и четвертый блок вычитания, причем восход последнего соединен с другим входом третьегоблока вычитания, один входсоединен свйходом второго синхронного демодулятора, один из входов четвертого блока вычитайия соединен с выходдм второго син-хронного демодулятора, а другой входчетвертого блока вычитания соединен с" "выходом третьего аттенюатора, вход которого соединен с выходом второго сум матора;"одМн"вход пжледнего соединен с - вйходом третьего демодулятора а другойиход - с выходом четвертого сййфонно=37 4го демодулятора, один вход последнегосоединен с одним из входов генератораступенчатого напряжения, другой вход -с одним из выходов амплитудного детектора, а выход блока выделения второй,производной соединен со входом второгоаттенюатора при этом устройствопоиСка соединено с управляющим входом переключателя, а выход генератора перестра. -иваемой частоты соединен с одним извходов индикатора, другой вход последнего соединен с выходом усилителяНа чертеже представлена функциональная электрическая схема измерителя добротности.На схеме показаны исследуемый контур 1, генератор 2, Управляемый по частоте, частотный модулятор 3, генераторступенчатого напряжения 4, соединенныйс модулятором 3 через усилитель 5,амплитудный детектор 6, блок измерениявторой производной по частоте 7, содержащий три синхронных демодулятора8-10, суммирующее устройство 11, аттенюатор 12 и вычитаюшее устройство 13.Для .задания числа;н с помошью второйпроизводной от амплитудно-частотной характеристики исследуемого контура в устройство введен соответствующий канализмерений второй производной в однойиз точек, расположенных по соседству сисслелуемой точкойОзо ), например,(ОЗЛШ ). Этот канал содержит синхронный демодулятор 14, суммирующее устройство 15, аттенюатор 16 с коэффициентом затухания, равным двум, и вычнтающее устройство 17, аттенюатор 18 и вычитающее устройство 19 с большим коэффициентом передачи. В данном случае необходимый коэффициент затухания аттенюатора 18 в зависимости от устанавливаемого числа и определяют исходя иэ характеристики второй производной.Настройка генератора 2 на резонансную частоту исследуемого контура 1 автоматизирована с помощью вычитаюшего устройся;ва 20 и устройства поиска 21, которое содержит блок поиска 22 и блок управления 23, соединенный с переключателем 24, а также индикатор 25, содержащий преобразователь 26 "амплитуда-частота и блок измерения отношения частот 27, к которому подключено отсчетное устройство 28, представляющее собой счетчик импульсов.Измеритель работает следующйм образом.При воздействии на частотный модулятор 3 ступенчатого напряжения О=9(1)В9437 6 5 10 5 73на его выходе образу ется пап ряжени е постоянной амплитуды с периодически изменяющейся во времени 1 частотой, например 03, о+Яда, Ш ЬОЗ, и-ьи, Жда, которое, проходя исследуемый контур 1 и амплитудный детектор 6, претерпевает амплитудные изменения.В синхронных демодуляторах 8,9,10,14 информация об амплитудно-частотной ха-рактеристике исследуемого контура 1, соответствующая указанным частотам за исключением одной из них, например, Ш-Рьш, разделяется под действием генератора ступенчатого напряжения 4 и запоминается. Далее напряжения с выходов синхронных демодуляторов 9,10 складываются в устройстве 11, ослабляются в два раза аттенюатором 12 и вычитаются в устройстве 13 с напряжением синхронного демодулятора 8, а напряжения с выходов демодуляторов 8 и 14 также складываются в устройстве 15 ослабляются в два раза аттенюатэром 16 и попадают в вычитаюшее устройство 17. При постоянной амплитуде модулирующего напряжения напряжение на выходах вычитающих устройств 13 и 17 пропорциональны второй производной от амплитудно-частотной характеристики контура 1 соответственно в точках и и ш + дол , Одновременно с этим на выходе вычитаюшего устройства 20 образуется напряжение, пропорциональное первой производной, которое управляет устройством поиска 21. Устройство поиска 21 перестраивает генератор 2 в пределах диапазона частот до тех пор, пока на выходе вычитающего устройства 20 не образуется напряжение, соответствующее точной настройке исследуемого контура в резонанс, При перестройке генератора 2 изменяется амплитуда каждой "ступеньки" напряжения на выходе амплитудного детектора 6, и в синхронных демодуляторах 8,9, 10,14 непрерывно накапливается информация означении амплитудно-частотной характеристики в исследуемой точке и ее окресностях, а на выходах вычитаюших устройств 13, 17, 20-о значениях соответствующих производных. При прохождении через точку резонанса первая производная изменяет свой знак на противоположный и останавливает систему поиск 4 переводя ее в режим автоподстройки. С этого момента времени система поиска следит за состоянием точной настройки генератора 2 на резонансную частоту контура 1 и через блок управления 23 воздействует на переключатель 24, которыйсоединяет выход вычитающего устройства19 с управляющим входом усилителя 5.При этом цепь следящей обратной связи,регулирующей прйращение частоты.+Ьщи1 24 Ы, оказывается замкнутой,Выходное напряжение вычитающе 1 оустройства 19, управляя коэффициентомпередачи усилителя э устанавливает .амплитуду ступенчатого напряжения такой, при котором выходное напряжение частотного модулятора 3, получая приращение частотЬШ, +2 ЬШ и проходя иссле дуемый контур 1 и амплитудный детектор 6, создает соотношение напряжений вторых производных, образованных на выходах, вычитающих устройств 13 и 17, в иисследуемых точках 1 Ц, И О. ЬИ соответствующее затухание аттенюатора 18,Регулируя степень затухания аттенюатора 18, можно согласовать значениячисла с положением декадного переключателяотсчетного устройства 28. Таким образом, в установившемся режиме даннаясистема авторегулировки в зависимостиот добротности исследуемого контура 1,стабилизирует с заданной степенью точности определенную величину амплитудыступенчатого напряжения 2 ЬО . Стабилизированное напряжение, снимаемоес выхода усилителя 5, поступает на прербразователь 26 и в нем превращаетсяв частоту, пропорциональную приращениючастоты 2 дщ, Эта частота в блокеизмерения отношения частот 27 преобразуется в период, который заполняетсячастотой Шо генератора 2, управляемого по частоте, образуя количество импульсов, пропорциональное измеряемой добротности, затем подсчитываемое отсчетнымустройством 28. При отключении исследуемого контура 1 процессы в схеме протекают в обратном порядке, возвращая измерительное устройство к исходному состоянию. формула изобретенияу Измеритель добротности колебательных контуров, содержащий генератор, перестраи ваемый по частоте, соединенный с одним входом частотного модулятора, другой вход которого через усилитель соединен с выходом генератора ступенчатого на пряжения, а выход через исследуемый кон тур соединен с амплитудным детектором, выход последнего и выходы генератора ступенчатого напряжения соединены с1 О 7 7394 соответствующими входами блока измере, ния второй производной по частоте, состояшего из трех синхронных демодуляторов, при этом выход первого демодулятора соединен с одним из аходов первого блока вычитания и с одним из аходов первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго синхронногодемодулятора и с другим вх дом первого блока вычитания, а выход первого сумматора через первый аттэнюатор соединен с одним из входов второго блока вычитания, другой вход которого соединен с выходом третьего синхронного детектора, выход первого блоке вычитания через устройство поиска сое- динен со входом генератора перестрвияаэ мой частоты, а также второй аттенюатор соединен с одним из входов третьего блока вычитания, выход которогочерез переключатель соединен с управляющим входом усилителя, и индикатор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй сумматор третий аттенюа- цз тор, четвертый синхронный демодулятор и четвертый блок вычитаиия, причемвыход последнего соединен с другим входом третьего блока вычитания, а один из входов четвертого блока вычитания 37 8соединен с выходом второго синхроыногг демодулятора, а другой вход четвертого блока вычитания соединен с выходом третьего аттенюатора, вход которого соединен с выходом второго сумматора, ,один аход последнего соединен с выходом третьего демодулятора, в другой вход - с выходом четвертого синхронного демодулятора, один аход последнего соединен с одним из входов генератора ступенчатого напряжения другой вход - с одним из выходов амплитудно- го детектора, выход блока выделения второй производной соединен со входом второго аттенюаторв, при этом устройство поиска соединено с управляюшим входом переключателя,. а выход генератора перестрвиввемой частоты соединен с од- ним из аходов индикатора, другой вход последнего соединен с выходом усилите- ляе Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЦ, Авторское свидетельство СССР523366, кл. 6 01 Й 27/26,Ц Ц,ОЦ.74.2. Авторское свидетельство СССР,5 Ц 8659, л. О ОЦ Й 27/26,Ц 608,74 (прототип)ИИПИ Заказ 2916/39 Тираж ЦОЬяпиал ППП Патент., г, Ужтброд, уд. опросное