Преобразователь параметров многоэлементых двухполюсников

(я)5 6 01 ИЗОБРЕТЕНИ У электрические сигналы и может быть использовано, например, в автоматике, теле- механике, связи, Цель иэобретения - расширение области использования эа счет обеспечения измерений многоэлементных нерезонансных двухполюсников. Изобретение включает генератор 1, блоки 2-6, усилитель 7, двухполюсник 8, резистор 9, а также блоки 10, 11, 13 и 15, сумматоры 12 и 16, детекторы 14 и 17. Особенностью изобретения является введение исумматоров 16 - 16", иблоков (4, 5, 6 п), а также блоков 10, 11, 13 и 15, сумматора 12, детекторов 14 и 17, 2 ил. ров железнолизарова Л,П, Определеых двухполюс, с, 54. АРАМЕТРОВ ХПОЛЮСНИСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛ(71) Сама рский институт инжендорожного транспорта.им, М,Т(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПМНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУКОВ(57) Изоблям пар ретение относится к и реобразоватеаметров электрических цепей в 1748087 АПредлагаемое изобретение относится кэлектроизмерительной технике, а болееконкретно к преобразователям параметровэлектрических цепей в электрические сигналы, и может быть использовано, например,в автоматике, телемеханике, связи.Известно устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, включенный через трехэлементный исследуемыйдвухполюсник к входу операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен конденсатор, К выходуоперационного усилителя подключен дифференциатор, к выходу которого подключенвторой дифференциатор,Недостатком данного устройства является невозможность преобразования параметров многоэлементных нерезонансныхдвухполюсников,Известно устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, соединенный через резистор с входомоперационного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включенчетырехэлементный исследуемый двухполюсник, К выходу операционного усилителяподключен паласовой фильтр,Недостатком данного устройства является невозможность преобразования парэметров многоэлементных нерезонансныхдвухполюсников.Известно устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, черезобразцовый конденсатор соединенный свходом операционного усилителя, в цепьотрицательной обратной связи котороговключен объект измерения. К выходу операционного усилителя присоединены входыдвух устройств выбОрки. Выходы первого ивторого устройств выборки присоединены квходам первого вычитающего устройства,Выход операционного усилителя и выходвторого устройства выборки соединены свходами второго вычитающего устройства;выход которого соединен с интегратором.Данное устройство выбрано в качествепрототипа.Недастэткрм данного устройства является невозможность преобразования параметров многоэлементных нерезонансныхдвухполюсников.Цель изобретения - расширение области использования за счет обеспечения измерения многоэлементных нерезонансныхдвухполюсников.Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, первая клемма выходакоторого соединена последовательно с резистором, операционным усилителем, спеовым входом блока обработки, с первым входом первого сумматора, выход которого является первым выходом преобразователя, причем вход и выход операционного усилителя являются клеммами для подключения исследуемого многоэлементного двухполюсника, вторая клемма выхода генератора прямоугольных импульсов и неинвертирующий вход операционного усилителя соединены с общей шиной. снабжено п. 10 сумматорами и иблоками обработки, где и - число, большее числа экспоненциальных составляющих переходной характеристики исследуемого многоэлементного двухполюсника. Каждый блок обработки содержит 15. блок деления, первый вход которого является первым входом блока обработки, соединенный последовательно с первым входом второго сумматора, и первым входом умно 20 жителя, выход которого является выходом блока обработки, а также блок формирования экспонент, первый и второй детекторы постоянной составляющей и блок с регулируемым коэффициентом передачи, входы которых объединены и являются вторым входом блока обработки, который соединен с первой клеммой выхода генератора прямоугольных импульсов, причем выход блока формирования экспоненты соединен с вторыми входами блока деления и блока умножения, выходы первого и второго детекторов постоянной составляющей соединены соответственно с первым входом и выходом второго сумматора. Выход блока с регулируемым коэффициентом передачи соединен с вторым входом второго сумматора. Выход операционного усилителя соединен с вторыми входами и сумматоров, первые входы исумматоров соединены соответственно с первыми выходами иблоков обработки, Первые входы исумматоров соединены соответственно с выходом иблока обработки, а выходы псумматоров соответственно я вля ются ивыходами пре 40 45 50 образователя,На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - схема объекта измерения,Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, блок 2 для получения переходной характеристики, соединенный с генератором 1 прямоугольных импульсов и первым блоком 3 обработки, Последний соединен с генератором 1 прямоугольных им 25 3035 пульсов и вторым блокам 4 обработки,соединенным с генератором 1 прямоугольных импульсов и третьим блоком 5 обработки, соединенным с генератором 1 прямоугольных импульсов, Третий блок 5 обработки через четвертый блок 6 обработки соединен с генератором 1 прямоуголь.ных импульсов и с последующим блокомобработки, соединенным с генератором 1прямоугольных импульсов, Количество блоков обработки больше или равно количествуэкспонент в переходной функции, Блок 2для получения переходной характеристикисодержит операционный усилитель 7, вцепь отрицательной обратной связи которого включен измеряемый двухполюсник 8, Квходу операционного усилителя 7 подключен резистор 9, соединенный с генератором1 прямоугольных импульсов.Блок 3 обработки содержит блок 10 формирования экспоненты с регулируемымикоэффициентом и постоянной затухания,соединенный с генератором 1 прямоугольных импульсов и блоком 11 деления, входкоторого соединен с блоком 2 для получения переходной характеристики, а выход -с сумматором 12, который через блок 13 срегулируемым коэффициентом передачи соединен с генератором 1 прямоугольных импульсов. Блок 11 деления подключен кдетектору 14 постоянной составляющей, соединенному с генератором 1 прямоугольных импульсов. Сумматор 12 соединен сблоком 15 умножения, который соединен свыходом блока 10 формирования экспоненты с регулируемыми коэффициентом и постоянной затухания. Блок 15 умножениясоединен с сумматором 16, выход которогоявляется выходом блока 3 обработки, с детектором 17 постоянной составляющей и свыходом блока 2 для получения переходнойхарактеристики,Устройство работает следующим образом,После подачи прямоугольного импульсагенератором 1 прямоугольных импульсов навыходе блока 2 для получения переходнойхарактеристики получают напряжениеРЕь; Е о 1),(Ц=,: - Р,е "=Х 1;е ,9где Е - амплитуда прямоугольного импульса, выдаваемого генератором 1 прямоугольных импульсов;Й 9- активное сопротивление резистора 9;Й - одно из активных сопротивленийобъекта измерения 8 (см. фиг,2);,;мЬ - одна из индуктивностей обьекта 8измерения;Р а; = -Ь 1 - время,На выходе блока 1 О формирования экспоненты с регулируемым коэффициентом и постоянной затухания получают напряжение501 ф) = А 1 оЕгде А 1 о - регулируемый коэффициент;а 1 о - регулируемая постоянная затуха ния,На выходе блока 11 деления получаютнапряжениел,мХЬ,егде К 1 - коэффициент пропорциональности, вносимый блоком 11 деления.Прийа 10стечением времени 20 все экспоненты затухают.При а = ао 1-я экспонента вырождается в постоянную составляющую.Все остальные составляющие (экспоненты) затухают практически до нуля, а наличие 25 постоянной составляющей фиксируют детектором 14 постоянной составляющей.На выходе сумматора 12 получают напряжение (при единичных коэффициентахпередачи сумматора 12)30(о;-, 1 п о Ч 35 где В з - регулируемое напряжение, выдаваемое блоком 13 с регулируемым коэффи. циентом передачи 13;Е йпК.- постоянная составляющая,А)0 940 возникающая при а = а 1 о.Регулировкой Вз добиваются равенства нулю постоянной составляющей 012(т),Тогдав-Иц(О =Т К - еЕР; (рг; о)А о 19На выходе блока 15 умножения получают напряжениев-5 5 О , о А55 - КиКЕ Егде К 5 - коэффициент пропорциональности, вносимый блоком 15 умножения.-Ф -Оф)=Е - еРд Коэффициенты К 11 и К 1 подбирают, чтобы их значения были взаимообратными, что1 легко достигается на практике (К 11 = - -).КТогда л-М=Х е - е",(5 рНа выходе сумматоров 1 б получают на- пряжение к;и 4Н(ц:ХК - , е-Е Е - е-д еч ч которое несет информацию о параллельно включенных индукгивности Ь и активном сопротивлении Ря,Аналогичным образом можно показать, что на выходе каждого блока обработки после проведения аналогичных операций будут иметься экспоненциальные составляющие вида где- номер экспоненциальной составляющей в переходной характеристике измеряемого двухполюсника,Определение параметров единичных экспонент не представляет труда.При преобразовании параметров дуального двухполюсника в экспоненциальные составляющие измеряемый двухполюсник включают во входную цепь операционного усилителя 7, а резистор 9 включают в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 7.В литературе отсутствует описание преобразователей и элементных пассивных двухполюсников в электрическиесигналы.Известно, что такие двухполюсники являются схемами замещения многочисленных объектов измерения в метрологии, контроле электрических цепей и т.д.В частности, при контроле узлов радио. электронной аппаратуры, а именно фильтров, имеется необходимость определения параметров канонических цепей форетера, являющихся элементами фильтров. Для этой цели используют снятие частотной характеристики всего иэделия, что трудоемко и не позволяет локализовать дефекты цепи. Предлагаемый преобразователь устраняет данный недостаток и дает возможность измерения параметров многоэлементных двухполюсников,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения Преобразователь параметров многоэлементных двухполюсников, содержащий генератор прямоугольных импульсов, первая клемма выхода которого соединена последовательно с резистором, операционным усилителем, с первым входом блока обработки, с первым входом первого сумматора, выход которого является первым выходом преобразователя, причем вход и выход операционного усилителя являются клеммами. для подключения исследуемого многоэле- ментного двухполюсника, вторая клемма выхода генератора прямоугольных импульсов и неинвертирующий вход операционного усилителя соединены с общей шиной, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области использования за счет обеспечения измерения многоэлементных нерезонансных двухполюсников, введены псумматор и иблоков обработки, где и - число, большее числа экспоненциальных составляющих переходной характеристики исследуемого многоэлементного двухполюсника, каждый блок обработки содержит блок деления, первый вход которого является первым входом блока обработки, соединенный последовательно с первым входом второго сумматора, и первым входом умножителя, выход которого является выходом блока обработки, а также блок формирования экспонент, первый и второй детекторы постоянной составляющей и блок с регулируемым коэффициентом передачи, входы которых обьединены и являются вторым входом блока обработки, который соединен с первой клеммой выхода генератора прямоугольных импульсов, причем выход блока формирования экспоненты соединен с вторыми входами блока деления и блока умножения, выходы первого и второго детекторов постоянной составляющей соединены соответственно с первым входом и выходом второго сумматора, выход блока с регулируемым коэффициентом передачи соединен с вторым входом второго сумматора, выход операционного усилителя соединен с вторыми входами и сумматоров, первые входы исумматоров соединены соответственно с первыми выходами иблоков обработки, первые входы исумматоров соединены соответственно с выходом иблока обработки, а выходы исумматоров соответственно являются пвыходами преобразователя,. Составитель М,ЗининРедактор М,Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Т.ПалийЗаказ 2502 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101роизв