Автоматическое устройство для измерения добротности элементов колебательного контура

лц 741192 Союз Соватскмк Соцмалмстмческмк Республик(22) Заявлено 16,09.77 (21) 2517872/18-21 с присоединением заявки М С 01 й 27/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРАИзобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения параметров радиоэлементов, в частности, для измерения добротности катушек индуктивности, тангенса угла потерь конденсаторов, а также активного сопротивления, емкости,индуктивности и тангенса угла потерь диэлектрических материалов в широком диапазоне частот.Известно устройство для измерения добротности радиотехнических элементов, содержащее один ключ, соединенный с двумя широкополосными усилите лями, блок автоматической регулировки амплитуды, другой ключ, блок -регистрации момента возбуждения (1),. Известное устройство имеет относительно высокую погрешность измере О ния добротности в широком диапазоне частот из-за.нелинейных искажений, обусловленных работой широкополосного усилителя в режиме насыщения.25 Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения добротности, содержащее измерительный блок, выход которого соединен с соответствующими ЗО входами двух широкополосных усилителей с регулируемыми коэффициентамиусиления, и входом блока автоматической установки уровня напряжения,ограничитель соединенный входом свыходом первого широкополосного усилителя, выходом - со входом измерительного блока, а управляющим вхо"дом - с выходом блока автоматическо 1установки уровня напряжения, эквивалент входного сопротивления измерительного блока, вход которого электрически связан с выходом второгоширокополосного усилителя и с однимиз входов блока автоматической регулировки усиления, выход которогосоединен с управляющим входом второго широкополосного усилителя, блокизмерения отношения напряжений, соединенный входами с выходом эквивалента входного сопротивления измерительного блока и с выходом измерительного блока, блок измерения часто"ты (2 . Недостаток известного устройства - погрешности измерения добротности эа. счет разброса параметров ограничителей и широкополосных усилителей, в также за счет изменения нараметов ограничителей и широкополосных усилителей под действием дестабилизирующих внешних Факторов (изменение температуры, влажности и давления окружающей среды).Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в автоматическое устройство для измерения добротности элементов колебательного контура, содержащее два широкополосных усилителя, одни входы которых объединены и соединены со входом блока автоматической установки уровня напряжения и с выходом измерительного блока, вход последнего соединен с выходом огра ничителя, один вход которого соединен с выходом первого широкополосного усилителя, а управляющий вход ограничителя соединен с.ныходом бло- ка автоматической установки уроння 2 О напряжения, выход второго широкополосного усилителя соединен со входом эквивалента входного сопротивления измерительного блока и с одним из входон первого блока автоматической регулировки усиления, выход кото" рого соединен с другим входом второго широкополосного усилителя, введены второй блок автоматической регулировки усилейия, блок измерения отношения напряжения и блок измерЕния 30 частоты, причем один и другой входы нторого блока автоматической регулировки усиления соответственно соединены са входом и выходом ограничителя, выход последнего также сое- З 5 динен, с одним из входов первого блока автоматической регулировки усиления, управляющие входы каждого блока автоматической регулировки усиления соединены с выходом блока авто О матической установки уровня напряжения, а выход второго блока автоматической регулировки усиления соединен с другим входом первого широко" полосного усилителя, выход эквивалента входного сопротивления измерительного блока соединен с одним из входов блока измерения отношения напряжения, другой вход последнего соединен с выходом измерительного блока и со входом блока измерения частоты.На чертеже приведена электрическая функциональная схема автоматического устройства для измерения добротности элементов колебательного контура.55Устройство содержит измерительный блок 1, состоящий из колебательного контура входного и выходногоэлементов связи. Выход измерительногоблока 1 соединен со входами широко- фополосных усилителей 2 и 3. Широкополосный усилитель 2 содержит последовательно соединенные блок 4 усиления и блок 5 поддержания постоянного сдвига Фаз напряжений имеется 65 также блок б автоматической установки уровня напряжения, подключенныйк выходу измерительного блока 1.Блок б автоматической установки уровня напряжения содержит последовательно соединенные блок 7 сравнения напряжений и регулятор 8 уровня ограничения, при этом к одному входублока 7 сравнения напряжений подключен источник 9 постоянного опорногонапряжения, а к другому входу блока7 сравнения напряжения подключенвыход измерительного блока 1, Устройство содержит также ограничитель 10,соединенный входом с выходом первогоширокополосн.ого усилителя 2, выходом - со входом измерительногоблока 1, а управляющим входом - свыходом блока 6 автоматической установки уровня напряжения, Имеетсятакже эквивалент 11 входного сопротивления измерительного блока.Б описываемом варианте в качестветакого эквивалента входного сопротивления измерительного блока 1 использован широкополосный трансформатор,выполненный аналогично входному элементу, связи измерительного блока 1.Эквивалент входного сопротивленияизмерительного блока 1 подключенвходом к выходу второго широкополосного усилителя 3 и к одному иэ входов блока 12 автоматической регулировки усиления . Блок 1 2 содержитпоследовательно соединенные блок13 сравнения напряжений и регулятор14 коэффициента усиления, Выходблока 12 соединен с управляющим входом второго широкополосного усилителя 3, а второй его вход соединенсо входом измерительного блока 1.Устройство содержит блок 15 измерения отношения напряжений, соединенный входами с выходом эквивалента11 входного сопротивления измерительного блока и с выходом измерительного блока 1, Имеется также блок 16измерения частоты, электрически связанный с высокочастотным трактомустройства. Устройство содержит ивторой блок 17 автоматической регулировки усиления, аналогичный блоку12, и содержит блок 18 сравнения ирегулятор 19 коэффициента усиления.Блок 17 подключен входами ко входуи выходу ограничителя 10, выходом -к управляющемувходу первого широкополосного усилителя 2. Управляющие входы блока 12 и 17 соединены свыходом блока 6 автоматической уста-новки уровня напряжения,Работа автоматического устройства для измерения добротности элементов колебательного контура заключается в следующем.В начальный момент времени, послеподключения измеряемого элементак измерительному блоку 1, широкополосные усилители 2 и 3 имеют мак741192 Формула изобретения Автоматическое устройство для измерения добротности элементов колебательного контура, содержащее два широкополосных усилителя, одни входы которых объединены и соединены со входом блока автоматической установ ки уровня напряжения и с выходом из мерительного блока, вход последнего: симальные коэффициенты усиления, аограничитель 10 имеет максимальныйуровень ограничения. Эа счет обеспечения блоком 5 поддержания постоянного сдвига фаз напряжений балансафаз в системе: широкополосный усилитель 2 - ограничитель 10 - измерительный блок 1, наступает автогенераторный режим, при котором на выходеизмерительного блока 1 лавинообразнонарастает напряжение с частотой 101равной собственной резонансной частоте колебательного контура, входящего в состав измерительного блока 1.При достижении выходного напряжения блока 1 значения равного заданному уровню, которое устанавливается источником 9 постоянного опорного напряжения, на выходе блока 7сравнения появляется напряжениесшибки, которое преобразуется врегуляторе 8 уровня ограничения в:,управляющее напряжение. Этим напряжением регулируется уровень ограничения ограничителя 10 и устанавливается до величины, обеспечивающей условия баланса амплитуд в установившемся режиме автогенераторно 1. системы,При этом на входы блоков 13 и 18сравнения блоков 12 и 17 автоматической регулировки усиления поступают высокочастотные напряженияУнеограниченные с выходов широкополосных усилителей 2 и 3 и ограниченныес выхода ограничителя 10, Разностинапряжений между амплитудными значениями неограниченных напряжений 35и ограниченных вырабатывают в блоках13 и 18 сравнения приращения напряжений, которые преобразуются в регуляторах коэффициента усиления 14и 19 в управляющие напряжения; Этими напряжениями регулируются коэффициенты усиления широкополосных усилителей 2 и 3 до значений, при которых устанавливаются заданйые отношения амплитуд неограниченных напряжений на выходах широкополосных усилителей 2 и 3 к амплитуде ограниченного напряжения на выходе ограничителя 10. Для обеспечения постоянногоотношения амплитуды неограниченногонапряжения к амплитуде ограниченногонапряжения при различных уровняхограничения, который определяетсявеличиной измеряемой добротности,одновременно с автоматической установкой уровня ограничения ограничителя 10 управляющим напряжением срегулятора 8 изменяются коэффициентыусиления регуляторов 14 и 19,Для учета частотной зависимостикоэффициента трансформации входного 60элемента связи измерительного блока1 к выходу широкополосного усилителя 3 подключен эквивалент 11 входного сопротивления измерительногоблока, который электрически и кон741192 Составитель Л.Сотниковаедактор Г,Шибаева Техред Ж.Кастелевич Корректор М,Кос одписное ж 101 нного тенийРауш Т Эаказ 3196/ 5ЦНИИПИ Гпо дел митета СССРоткрытийая наб., д, 4/5 ударст м изоб ва, Ж 130 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 соединен с выходом ограничителя,один вход которого соединен с выходом первого широкополосного усилителя, а управляющий вход ограничителя соединен с выходом блока автоматической установки уровня напряжения, выход второго широкополосногоусилителя соединен со входом эквивалента входного сопротивления измериТельного блока и с одним из входов первого блока автоматическойрегулировки усиления;, выход которого соединен с другим входом второгоширокополосного усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с цельюповышения точности измерения в неговведены второй блок автоматическойрегулировки усиления, блок измеренияотношения напряжения и блок измерения частоты, причем один и другойвходы второго блока автоматическойрегулировки усиления соответственносоединены со входом и выходом .ограничителя, выход последнего также соединен о одним из входов блокаавтоматической регулировки усиления,управляющие входы каждого блока автоматической регулировки усиления соединены с выходом блока автоматической установки уровня напряжения, авыход второго блока автоматическойрегулировки усиления соединен с другим входом первого широкополосногоусилителя, выход эквивалента входного сопротивления измерительного блокасоединен с одним из входов блокаизмерения отношения напряжения, другой вход последнего соединен с выходом измерительного блока и со вхо 15дом измерения частоты,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР0523366, кл, С 01 В 27/26, 11,01,74,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке 92366089/21, 02,06,76,кл . С 01 В 27/26 (прототип),