Устройство для определения параметров эквивалентной схемы двухполюсника

3 9582трудностями выполнения регулируемогоэталонного эквивалента в широкой полосе частот без комплексных потерь.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является устройствомостового типа, осуществляющее непосредственное определение параметровэквивалентной схемы двухполюсника исодержащее четырехплечевой мост, в одиагональ питания которого включенширокодиапазонный генератор гармонических сигналов, а в измерительноеплечо включен двухполюсник, параметры которого определяются, В эталонное плечо включен эквивалент с регулируемыми эталонами, в каждое из двухтокозадающих плеч включено по резистору, одно из которых выполнено регулируемым; в измерительную диагональвключен индикатор сравнения модуляи фазы напряжения 2.Недостатками известного устройства являются ограниченный частотный диапазон измерений, низкие точность и производительность измерений.Ограничения измерения по частотеобуславливаются физической невозможностью выполнения регулируемого эта, лонного эквивалента в виде сосредоточенных постоянных , С и В в широкой полосе частот,Недостаточная точность объясняетсяизменением чувствительности мостовой3 5схемы вследствие взаимосвязей ветвейуравновешения. Производительностьизмерений низка, поскольку для определения параметров с числом элементовбольше двух требуются дополнительсные вычисления.Для каждой конкретной структурыэквивалентной схемы измеряемого двухполюсника, а соответственно и регулируемого .эталонного эквивалента, существуют оптимальныи диапазон частот,м 45в котором возможна практическая реализация регулируемого эталонного эквивалента с минимальными комплексными потерями,Цель изобретения - расширениедиапазона частот измерения, повышение точности и производительности,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство определения параметров эквивалентной схемы двухполюсника, содержащее мост с измерительной ветвью, состоящей из последовательно соединенных токозадающего 3 4нерегулируемого резистора и клемм дляподключения измеряемого двухполюсника, и эталонной ветвью, состоящей изпоследовательно соединенных токозадающего переменного резистора и регулируемого эталонного эквивалента измеряемого двухполюсника, выход которогосоединен с одной из клемм и общейшиной, измерительный генератор гармонических сигналов, подключенный параллельно измерительной ветви, индикатор, подключенный в измерительнуюдиагональ моста, введены последовательно соединенные частотный модулятор и эталонный генератор гармонических сигналов, выход которого подключен параллельно эталонной ветви,второй частотный модугятор, выходкоторого соединен с входом измерительного генератора гармонических сигналов, генератор синхронизирующих сиг",налов, выходы которого соединены соответственно с входами частотныхмодуляторов и индикатора.Введение новых элементов позволяет производить сравнение частотныххарактеристик пропорциональных модулям комплексных сопротивлений измеряемого двухполюсника и регулируемогоэталонного эквивалента измеряемогодвухполюсника в полосе частот, поскольку для цепей минимально фазовых частотная характеристика модулявходного сопротивления однозначносвязана с фазочастотной характеристикой. Это приводит к повышению производительности измерений. За счетвведения эталонного генератора качающейся частоты с диапазоном частот, отличным от диапазона частот измерения измерительного генераторакачающейся частоты, расширяется диапазон измерений по частоте. Диапазончастот эталонного генератора качающейся частоты выбирается оптимальным для выполнения регулируемого эталонного эквивалента измеряемого двухполюсника из сосредоточенных элементов , С и Й с минимальнымми паразитными реактивностями,Питание мостовой цепи двумя частотами позволяет существенно уменьшить взаимосвязь во всем диапазонеизмерений, а также обеспечить максимальную чувствительность к измеряемым параметрам. На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого устройства,45823 двухполюсников5055 5 9Устройство содержит измерительныйгенератор 1 гармонических сигналов,нерегулируемый токозадающий резистор2 (Р 1), клеммы 3 для подключения измеряемого двухполюсника, регулируемый токозадающий резистор 4 (Р),регулируемый эталонный эквивалент 5измеряемого двухполюсника, измерительб частотных характеристик, цастотныймодулятор 7, частотный модулятор 8,эталонный генератор 9 гармоническихсигналов и генератор 10 синхронизирующих сигналов.Величины токозадающих резистороввыбирают, исходя из условийР:Щ )ф/,где М - масштабный коэффициент;(ф- усредненное значение мох)дуля комплексного сопротивления двухполюсника,Устройство работает следующим образом,Высокочастотный сигнал с линейнойчастотой модуляции с выхода измерительного генератора 1 гармоническихсигналов через нерегулируемый токозадающий резистор 2 подается черезклеммы 3 на измеряемый двухполюсник,который подключается к клеммам 3. Высокочастотное напряжение с клемм измеряемого дьухполюсника подается напервый вход измерителя б частотныххарактеристик. Амплитуда этого напряжения пропорциональна модулю комплексного сопротивления измеряемогодвухполюсника, Одновременно высокочастотный сигнал с выхода эталонного генераторг гармонических сигналов через регулируемый токозадающийрезистор 4 подается на регулируемыйэталонный эквивалент 5 измеряемогодвухполюсника и с него подается навторой вход измерителя б частотныххарактеристик, Амплитуда этого напряжения пропорциональна модулю комплексного сопротивления регулируемогоэталонного эквивалента 5. Для работыустройства необходим генератор 10синхронизирующих сигналов, выходыкоторого соединены соответственнос входами частотных модуляторов и ин.дикатора.Задача определения параметров эквивалентных схем двухполюсников (например, акустически нагруженных пьезопреобразователей, изготовленныхиз сильных пьезоэлектриков, типапьезокерамики или ниобата лития) заключается в сравнении частотных характеристик пропорциональных модулям комплексных сопротивлений эталонного эквивалента 5 и измеряемогодвухполюсника. Изменяя величины элементов регулируемого эталонного эквивалента 5, добиваются максимальнойидентичности частотных характеристик.Значения индуктивностей, емкостейи сопротивлений, считанные со шкал 10 регулируемого эталонного эквивалента, и есть искомые параметры эквивалентной схемы измеряемого двухполюсника.Таким образом, введение в устрой ство эталонного генератора гармонических сигналов двух частотных модуляторов и генератора синхронизирующих сигналов позволяет;а) расширить диапазон измерений 20 по частоте, так как в устройстве осуществлено раздельное питание эталонной и измерительной ветви с разными частотными диапазонами, что позволяет выбрать диапазон частот эта лонного генератора гармоническихсигналов оптимальным для выполнениярегулируемого эталонного эквивалентас минимальными комплексными потерями;б) повысить производительностьизмерений, так как появляется возможность сравнения частотных характеристик, пропорциональных модулям комплексных сопротивлений измеряемого .двухполюсника, и регулируемого эталонного эквивалента в диапазоне частот;в) повысить точность, так как осуществляется раздельное питание измерительной и эталонных ветвей двумячастотами, что не только существеннуменьшает взаимосвязь ветвей вовсем диапазоне измерений, но и обеспечивает максимальную чувствительность к измеряемым параметрам, приэтом отсутствуют диссипативные потери в элементах регулируемого эталонного эквивалента;г) осуществить экспериментальныйструктурный синтез многоэлементных Формула изобретения Устройство для определения параметров эквивалентной схемы двухполюсника, содержащее мост с измерительной ветвью, состоящей из последовательно соединенных токозадающвСоставитель В,ацалап Техред 3. Палий орО, Билак едакто Подписное Тираж 717венного комиретений и отЖ, Раушск аз 5325/6ВНИИПИ Государпо делам из113035, Москва та СССРытийнаб., д, 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,го нерегулируемого резистора иклемм для подключения измеряемогодвухполюсника, и эталонной ветвью,состоящей из последовательно соеди-,ненных токозадающего переменного резистора и регулируемого эталонногоэквивалента измеряемого двухполюсника, выход которого соединен с одной из клемм для подключения измеряемого двухполюсника и общей шиной,измерительный генератор гармонических сигналов, подключенньй параллель"но измерительной ветви и индикатор,подключенный в измерительную диагональ моста, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения диапазона частот измерения, повышения точ -ности и производительности, в неговведены последовательно соединенные частотный модулятор и эталонный генератор гармонических сигналов, который подключен параллельно эталонной ветви, второй частотный модулятор, выход которого соединен с входом измерительного генератора гармонических сигналов, генератор синхронизирующих сигналов, выходы которого соединены соответственно с входами частот О ных модуляторов и .индикатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фрадин А.З. и Рыжков Е.В, Изме 1 рение параметров антенно-фидерныхустройств, М "Связь, 1972.2. Меерсон А.М, Радиоизмерительнаятехника, М.-Л., фЗнергияфф, 1967,с. 202,