Автоматический измеритель полных сопротивлений

О П И С А Н И Е (11)907462ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическиеРеспублик(5)М. Кд, О 01 К 27/04 Ркудерстееннце кемнтет СССР не делам нэебретений н еткрытнй(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛНЫХСОПРОТИВЛЕНИЙ Изобретение относится к техникерадиоизмерений.Известен автоматический измеритель полных сопротивлений, содержащий последовательно соединенные источник линейно-частотно-модулированного сигнала и смеситель, другойвход которого служит для подключенияисследуемогобъекта, а также индикатор 13,Однако известный автоматическийизмеритель не обеспечивает высокуюточность.Цель изобретения - повышение точности,Поставленная цель достигаетсятем, что автоматический измерительполных сопротивлений, содержащий последовательно соединенные источниклинейно-частотно-модулированногосигнала и смеситель, другой вход которого служит для подключения исследуемого объекта, а также индикатор,введены квадратурный балансный демодулятор, два блока выборки и запоминания, четыре перемножителя, два сумматора, инвертор и последовательно соединенные задающий генератор и фазорасщепитель, при этом каждый иэ бдвух выходов смесителя, который выполнен квадратурным, подключены к соответствующим входам индикатора через квадратурный балансный демоду" 1 О,лятор, синфазный выход фазорасщепи теля подключен к первому входу первого блока выборки и запоминания и к первым входам первого и четвертого перемножителей, а квадратурный выход фазорасщепителя подключен к первому входу второго блока выборки и запоминания ик первым входам вто- рого и третьего перемножителей, вы" ход первого блока выборки и запоминания подключен к третьему входу квадратурного балансного демодулятора через последовательно соединенные второй перемножитель, инвертор и первый сумматор и к четвертомувходу квадратурного балансного демо.дулятора через последовательно соединенные четвертый перемножитель ивторой сумматор, а выход второго блока выборки и запоминания подключенк второму входу первого сумматорачерез первый перемножитель и к второму входу второго сумматора черезтретий перемножитель, причем второйвыход источника линейно"частотно-модулированного сигнала подключен квторым входам первого и второго блоков выборки и запоминания, а третийвыход источника линейно-частотно-модулированного сигнала соединен свходом задающего генератора,На чертеже приведена структурнаясхема автоматического измерителя.Автоматический измеритель полныхсопротивлений содержит последовательно соединенные источник 1 линейно-.частотно-модулированного сигнала исмеситель 2, другой вход которогослужит для подключения исследуемогообъекта 3, а также индикатор 4,квадратурный балансный демодулятор 5,два блока 6 и 7 выборки и запоминания, четыре перемножителя 8 - 11,два сумматора 12 и 13, инвертор 14и последовательно соединенные задающий генератор 15 и фазорасщепитель16, при этом каждый из двух выходовсмесителя 2, который выполнен квадратурным, подключены к соответствующим входам индикатора 4, через квадратурный балансный демодулятор 5,синфазный выход фаэорасщепителя 16подключен к первому входу блока 6выборки и запоминания и к первым входам перемножителей 8 и 11, а квадратурный выход фазорасщепителя 16 подключен к первому входу блока 7 выборки и запоминания и к первым входамперемножителей 9 и 10, выход блока6 выборки и запоминания подключен ктретьему входу квадратурного балансного демодулятора 5 через последовательно соединенные перемножитель 9,инвертор 14 и сумматор 12 и к четвертому входу квадратурного балансногодемодулятора 5 через последовательно соединенные перемножитель 11 исумматор 13, а выход блока 7 выборкии запоминания подключен к второмувходу сумматора 12 через перемножитель 10, причем второй выход источника 1 линейно-частотно-модулированного сигнала подключен к вторым входам блоков 6 и 7 выборки и запомина 15 20 .25 30 35 40 45 50 55 ния, а третий выход источника 1 линейно-частотно-модулированного сигнала соединен с входом задающего генератора 15.Автоматический измеритель работает следующим образом,Квадратурный смеситель 2 выделяетквадратурные сигналы разностной комбинационной составляющей падающегои отраженного от исследуемого объекта 3 сигналов источника 1 линейночастотно-модулированного сигнала,представляющие собой промодулированные по амплитуде и фазе частотнойхарактеристикой комплексного коэффициента отражения исследуемого объекта 3 периодически повторяющиеся (спериодом повторения линейно-частотно-модулированного сигнала) усеченные гармонические колебания. Средняямгновенная частота усеченных гармонических колебаний пропорциональнаскорости изменения частоты линейночастотно-модулированного сигнала источника 1 и расстоянию между квадратурным смесителем 2 и плоскостью отражения сигнала исследуемым объектом 3. Выходные сигналы квадратурного смесителя 2 подаются на квадратурный балансный демодулятор 5, который осуществляет их смещение сопорными квадратурными сигналами,получаемыми на выходах сумматоров 13и 12, и выделение квадратурных составляющих раэностной комбинационнойсоставляющей этих сигналов фаэовымспособом. Таким образом, выходныесигналы квадратурного балансного демодулятора 5 представляют собой постоянные напряжения действительной имнимой части комплексного коэффициента отражения исследуемого объекта3, промодулированные частотной характеристикой этого коэффициента отражения, с плоскостью отсчета фазы,совмещенной с плоскостью отражениялинейно-частотно-модулированного сигнала исследуемым объектом 3, которые подаются затем на индикатор 4 сполярной системой координат, Опорныеквадратурные сигналы на выходах сумматоров 12 и 13 формируются из сигнала задающего генератора 15, частота которого предварительно устанавливается равной средней мгновеннойчастоте усеченных гармонических колебаний на выходах квадратурногосмесителя 2, задавая тем самым плоскость отсчета фазы полных сопротив5 907 Й 62 лений исследуемого объекта 3. Фаэорасщепитель 16, перемножители 8- 11, блоки 6 и 7 выборки и запоминания, сумматоры 12 и 13 и инвертор 1 ч со своими связями представляет 5 собой автоматический фазовращатель, реализующий известные тригонометрические уравнения;51 п (" 9) =5 и со 5-со 5 с. 51 п( 1 О 15 Формула изобретения Автоматический измеритель полных сопротивлений, содержащиЙ последовательно соединенные источник линейно- частотно-модулированного сигнала и смеситель, другой вход которого служит для подключения исследуемого объекта, а также индикатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыщения точности измерения, введены квадратурный балансный демодулятор, два Ьлока выборки и запоминания, четыре перемножителя, два сумматора, инвертор и последовательно соединенные задающий генератор и фаэорасщепитель, при этом каждый из двух выходов смесителя, который выполнен квадратурным, подключены к соответствующим входам индикатора через квадратурный балансный демодулятор, синфазный выход фазорасщепителя подключен к первому входу первого блока выборки и запоминания и к первым входам первого и четвертого перемножителей, а квадратурный выход фазорасщепителя подключен к первому входу второго блока выборки и запоминания ,и к первым входам второго и третьего перемножителей, выход первого Ьлока выборки и запоминания подключен к третьему входу квадратурного баланс- ного демодулятора через последовательно соединенные второй перемножитель, инвертор и первый сумматор и к четвертому входу квадратурного балансного демодулятора через последовательно соединенные четвертый перемножитель и второй сумматор, а выход второго блока выборки и запоминания подключен к второму входу первого сумматора через первый перемножитель со 5(с,-9)=со 5 с,со 5 ь+5 п 3,5 пФазорасщепитель 16 формирует иэ гармонического сигнала задающего генератора 15 сдвинутые в квадратуре гармонические сигналы, которые затем подаются на первые входы соответствующих перемножителей 8 - 11, реализуя сомножители тригонометрических уравнений с углом 0 Квадратурные гармонические сигналы Фазорасщепителя 16 подаются также на первые входы соответствующих блоков 6 и 7 выборки и запоминания, которые в момент прихода импульсов обратного хода развертки линейно-частотно-модулированного сигнала с второго выхода источника 1 запоминают потенциалы квадратурных гармонических сигналов Фазорасщепителя 16 и сохраняют на своих выходах до прихода следующего импульса. Потенциалы на выходах блоков 6 и 7 выборки и запоминания пропорциональны синусу и косинусу угла гармонического колебания, имеющего место в моменты окончания импульсов обратного хода развертки частоты источника 1. Эти потенциалы реализуют сомножители тригонометрических уравнений с углом. В результате на выходах сумматоров 12 и 13 получаются периодически повторяющиеся с периодом линейно-частотно-модулированного сигнала усеченные гармонические колебания с автоматически установленным начальным (в момент начала развертки линейно-частотно-модулированного сигнала) значением фазы соответственно 0 и 90. Эти сигналы, имеющие постоянный начальный сдвиг фаэ относительно начального сдвига фаз сигналов на выходах квадратурного смесителя 2, используется в качестве опорных, Чтобы плоскость отсчета фазы измеряемого полного сопротивления не изменялась при перестройке скорости изменения частоты источника 1, т.ечтобы частота гармонического сигнала задающего Генератора 15 равнялась средней 20 25 30 35 40 45 50 55 мгновенной частоте укороченных гармо"нических колебаний на выходах квадратурного смесителя, задающий генера"тор 15 выполнен частотноуправляемымпо сигналу, пропорциональному скорости изменения частоты линейно-частотно-модулированного сигнала с третьего выхода источника 1,1Автоматический измеритель полных сопротивлений по сравнению с известным обеспечивает более высокую точность измерения вследствие формирования опорной плоскости отсчета фазы на низкой частоте.7 907462 8 и к второму входу второго сумматора Источники информации) через третин перемножитель, причем принятые во внимание при эие при экспертизе второй выход источника линейно-частотно-модулированного сигнала подклю, Иасй 1 е С., ЕрргесЬ 6 . ВеГ 1 есчен к вторым входам первого и второ"оп Иеазцгевепйз кйЬ ВгоадЬапД го блоков выборки и запоминания, а Ггеоцепсу Иодц 1 аТ 1 оп Оз 1 пц опт третий выход источника линейно-час- Тгапза 1 зз 1 оп 1 пез. - " ЕЕЕ Тгапзтотно-модулированного сигнала соеди- аст.опт оп ИТТ - 14 ф,10, 1966 нен с входом задающего генератора. (прототип)