Устройство для измерения добротности

(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ 2 оиного нелинейного элемента, из-за которого на высоких частотах и при малых значениях измеряемой добротности условие устойчивого режима само- возбуждения не выполняется.Известно также устройство для измерения добротности, содержащее усилитель, в цепи положительной обратГ ной связи которого включены измери-, тельный контур и фазосдвигающее устройство, блок автоматического поддержания амплитуды, выходом соединенный с управляющим входом усилителя, а входом - с входом измерительного кон" тура, блоотношения напряжений, своими входами подключенный параллельноизмеряемому контуру 13 ) влят и Недоста ется узкий измеряемых цивости ав обусловлен постоянной Изобретение относится к техникеизмерения параметров радиоэлементов,в частности для измерения добротностиемкости и индуктивности.Известно устройство, содержащееусилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен нелинейныйэлемент, частотный детектор и измеряемый четырехполюсник - колебательныйконтур11,Недостатком устройства являетсяневозможность измерения активных составляющих цетырехполюсников по изменению частоты автоколебаний.Известно также устройство, содержащее усилитель, в цепи положительнойобратной связи которого включены колебательный контур и инерционныйнелинейный элемент (термисторныймост) 1 2 .Недостатком этого устройства является узкий диапазон рабочих частот,обусловленный использованием инерциком этого устроиства ядиапазон рабочих частодобротностей иэ-за неустойоколебательного режима,ого относительно большойвремени переходного процесния. При этом входы дифференциально" го усилителя 9 подключенц к выходам амплитудного детектора 8 и источника 10 опорного напряжения, а его выход соединен с управляющим входом усилителя 1.Устройство работает следующим образом.Выполнение условия баланса Фаз обеспечивается включением в цепь положительной обратной связи Усилителя 55 3 97026са в блоке автоматического поддержа ния амплитуды, определяемой постоянной времени детектора.Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и измеряемых добротностей при сохранении высокой точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее регулируемый усилитель, выходом соединеннцй 1 фс одним из входов блока отношения напряжений и с входом измерительного контура, а управляющим входом соединенный с выходом дифференциального усилителя, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход дифференци- альногО усилителя через последовательно соединенные фазосдвигающуюцепь и амплитудный детектор подключен ок выходу измерительного контура, введены двухсторонний ограничитель и делитель напряжения, при этом выход делителя напряжения соединен с вторым входом блока отношения напряжений, а вход делителя напряжения подключен к входу фазосдвигающей цепи, выход которой через двухсторонний ограничитель соединен с входом регулируемого усилителя. зоНа чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит усилитель 1, в цепи положительной обратной связи которого включены последовательно соединенные измерительйый контур 2, Фазосдвигающая цепь 3 и двухсторонний ограничитель 4, блок 9 отношения напряжения, подключенный к входу измерительного контура 2 непосредствен"аю но а к выходу - через делитель 6 на")пряжения.Вход двухстороннего ограничителя4 подсоединен к входу блока 7 автоматического поддержания амплитуды, которцй содержит амплитудный детектор 8 на входе, дифференциальный усилитель 9, источник 10 опорного напряже" ф1, Фазосдвигающей цепи 3, а условия баланса амплитуд обеспечивается тем, что максимальный коэффициент передачи последовательно соединеннцх Фазосдвигающей цепи 3, двухстороннего ограничителя 4, усилителя 1 выбран больше величинымина, где Я - минимальная измеряемаяМиндобротность;и, и - коэффициенты связи изме 1рительного контура с внешойими цепямИчерез входнойи выходной элементы связи.При выполнении условия баланса фаз и амплитуд в автогенераторе, состоящем из усилителя 1, измерительного контура 2, фазосдвигающей цепи 3, двухстороннего ограничителя 4, происходит нарастание амплитуды автоколебаний.Когда величина напряжения на выходе амплитудного детектора 8 превысит заданную источником 10 опорного напряжения величину, с выхода дифференциального усилителя 9 на управляющий вход усилителя 1 поступает сигнал, уменьшающий коэффициент передачи последнего. Коэффициент передачи уменьшается до величины, определяющей установившийся режим автоколебаний в рассматриваемом автогенераторе. Устойчивость автоколебаний определяет двухсторонний ограничитель 4.При достаточной степени, вносимой двухсторонним ограничителем нелинейности, а также благодаря его безинерционности, автоколебания устойчивы в широком диапазоне частот и измеряемых добротностей, Входное напряжение ограничителя 4 из-за избирательных свойств измерительного контура 2 содержит практически лишь.первую гармонику, а выходное напряжение ограничителя 4 несинусоидально (рграничено с двух сторон), при этом коэффициент передачи ограничителя 4 по первой гармонике определяется математическим выражениемК = в (агс 51 пС+ с 1 - с )2. Я1 где с"рг- коэфФициент ограничения;О - ,Ю 1О- уровень ограничения синуОГРсоидального напряжения ог- раничителем 4;5 90 - амплитуда ограничиваемогосинусоидального напряжения на входе ограничителя 4.Из приведенного выражения видно, что всякое кратковременное изменение амплитуды автоколебаний на входе ограничителя приводит к мгновенному изменению его коэффициента передачи в сторону, препятствующую этому изме" нению. Так, например, уменьшение коэффициента передачи приводит к уменьшению амплитуды автоколебаний на входе ограниЧителя, при этом коэффициент ограничителя начинает возрастать и дальнейшее затухание автоколебаний прекратится. 70264 6Добротность измерительного контура2 определяется блоком 5 отношения напряжения, исходя из выражения- (огсюисгс Л )ЙС В свою очередь блок 7 автоматического поддержания амплитуды с некото; рым запаздыванием, определяемым его постоянной вреиени, начинает изменять коэффициент усиления усилителя такии образом, чтобы напряжение на входе ограничителя 4, стало равным значению заданному источникои 10 опорного на- . пряжения. Поддержание постоянной амплитуды напряжения на входе ограничителя обеспечивает постоянство значения коэффициента ограничения С, определяющего Форму сигнала. При достаточной широкополосности усилителя 1 напряжение, вводимое в измерительный контур 2, по форме повторяет выходное напряжение ограничителя 4Отличие амплитуды несинусоидального сигнала, вводимого в измерительный контур 2, от амплитуды его первой гармоники учитывает делитель 6 напряжения, коэффициент передачи К которого определяется иэ соотношения . л ОВЫх 15Овййхгде О- амплитуда напряжения навыходе измерительного контура 2;16 0 ), - амплитуда ограниченногонапряжения на входе контура.формула изобретенияУстройство для измерения доброт- "15 ности, содержащее регулируемый усилИтель, выходом соединенный с одним извходов блока отношения напряжений ис входом измерительного контура, ауправляющим входом соединенный сгвыходом диФФеренциального усилителя,один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения,а второй вход дифференциального усилителя через последовательно соединенные Фаэосдвигающую цепь и ампли"тудный детектор подключен к выходуизмерительного контура, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения диапазона частей и изме"ряемых добротностей при сохранениивысокой точности измерений, в неговведены двухсторонний ограничителЬи делитель напряжения, при этом выход делителя напряжения соединен с35вторым входом блока отношения напря"жений, а вход делителя напряженияподключен к входу Фазосдвигающей це- пивыход которой через двухсторонний ограничитель соединен с входомрегулируемого усилителя.4 ОИсточники инфррмации,принятые во внимание при экспертизе1. Арш .Э.И. "Автогенераторные изменения", 1976, с. 95-104, рис. 3.13.2. Авторское свидетельство СССРМ 359619 ф кл. С 01 Я 27/26, 1972.3. Патент Великобритании У 1368990кл. 6 В 1974, (прототип),970264 Составитель Л, Иурановнова Техред А, Бабинец Коррек Н. К ктор Н ь Заказ 8381/5 Тираж 717 Подписн Государственного комитета делам изобретений и открыт Москва, Ж, Раушская наб и