Цифровой измеритель добротности

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(23) Приоритет ао делам изобретеиий и открытийОпубликовано 30,06.82. Бюллетень24 Дата опубликования описания 02, 07. 82(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ Изобретение относится к области измерений электрических и магнитных величин, в частности к измерению добротности.По основному авт.св. 1 т 659994 известно устройство для измерения добротности, содержащее генератор переменной частоты, соединенный с одним из зажимов для подключения измеряемого контура, и электронно-счетный частотомер, вычислительный блок, блок управления, гетеродин и смеситель, причем выход генератора переменной частоты соединен с одним входом смесителя, другой вход которого соединент 5 с выходом гетеродина, а выход смесителя соединен с одним из входов устройства управления и с одним из входов частотомера, другой вход последнего соединен с первым выходом вычис- о лительного блока, второй выход которого соединен с другим входом вычислительного блока, выход устройства управления соединен с входом гетеродина, а вход выцислительного блока со. единен с другим зажимом для подклюце ния измерительного контура, вычислительный блок содержит пиковый детектор, выход которого соединен с входом делителя напряжения, соединенного с одним из входов блока сравнения, выход последнего соединен с входом дифференцирующего блока, а другой вход блока сравнения соединен с входом пикового детектора, блок управления содержит формирователь импульсов, выход которого соединен с входом элемента совпадения, а выход последнего соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения;Цель изобретения - упрощение процесса измерения.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель добротности, содержащий генератор переменной частоты, соединенный с одним из зажи. мов для подключения измеряемого контура, и электронно-счетный частото 3 9 ЙОО1 мер, вычислительный блок, блок управления, гетеродин и смеситель, причемвыход генератора переменной частотысоединен с одним входом смесителя,Другой вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход смесителя соединен с одним из входов устройствауправления и с одним из входов частотомера, другой вход последнего со"единен с первым выходом вычислитель оного блока, второй выход которого соединен с другим входом вычислительно"го блока, выход устройства управления соединен с входом гетеродина, авход вычислительного блока соединен 15с другим зажимом для подключения измерительного контура, вычислительный блок содержит пиковый детектор,выход которого соединен с входом делителя напряжения, соединенного содним иэ входов блока сравнения, выход последнего соединен с входом дифФеренцирующего блока, а другой входблока сравнения соединен с входом пикового детектора, блок управления содержит формирователь импульсов, выходкоторого соединен с входом элементасовпадения, а выход последнего соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, введены блокформирования управляющего напряжения и генератор гармоник, вход генератора соединен с выходом гетеродина и с третьим входом электронносчетного частотомера, а выход генера-:тора гармоник соединен с вторым вхо 35дом смесителя,при этом управляющийвыход генератора переменной частотысоединен с первым входом блока формирования управляющего напряжения, вто 4 Орой вход которого соединен с выходомгенератора линейно изменяющегося на"пряжения, а выход блока формированияуправляющего напряжения соединен с уп"равляющим входом гетеродина, блокформирования управляющего напряжения45. содержит интегрирующую цепь, выходкоторой соединен с входом функционального преобразователя, а выход последнего соединен с первым входомсуммирующего блока,На фиг. 1 изображена функциональнаяя элект ри че ская схема предла гаемого измерителя; на фиг. 2 - резонансная кривая измеряемого контура. 55Цифровой измеритель добротности состоит из генератора 1 переменной частоты, измеряемого контура 2, вы 87 4числительного блока 3, гетеродина 4,смесителя 5, блока 6 управления,электронно-счетного частотомера 7.Вычислительный блок 3 содержитпиковый детектор 8, делитель 9 напряжения, блок 10 сравнения и дифференцирующую цепь 11. Блок 6 управлениясостоит из генератора 12 линейно изменяющегося напряжения, которое управляет частотой гетеродина ч, Формирователя 13 импульса, элемента 14 совпадения, а гетеродин 1 управляет частотой генератора 15 гармоник,Блок 16 формирования управляющегонапряжения содержит интегрирующуюцепь 1, функциональный преобразова.тель 18 и суммирующий блок 19.При наличии осциллографическогоиндикатора устройство 6 управленияможет быть для упрощения исключенои заменено ручным управлением частотой гетеродина 1.Цифровой измеритель добротностиработает следующим образом. Частота Г гетеродина 1 примерногетв.п раз меньше средней частоты Ггпч генератора 1 переменной частоты, Генератор 15 гармоник формирует широкий спектр гармоник, в том числе и гармоники с номером ид . Так как полоса свипирования генератора 1 переменной частоты при измерении добротности невелика, то в этой полосе оказывается только одна гармоника и частоты гете. родина ч. Управляющее напряжение генератора 1 переменной частоты в виде значительной по величине постоянной составляющей, определяющей среднюю частоту, и незначительной пилообразной составляющей, определяющей полосу свипирования, подается на интегрирующую цепь 1, на выходе которой выделяется постоянная составляющая управляющего напряжения генератора 1 переменной частоты, определяющая его среднюю частоту, которая, подается через функциональный преобразователь 18 на первый вход суммирующего блока 19, На второй вход суммирующего блока .19 поступает пилообразное напряжение с выхода генератора линейно изменяющегося напряжения, период которого значительно больше периода свипирования генератора 12, На выходе суммирующего блока переменной частоты формируется напряжение управления частотой гетеродина Й, которое состоит из двух частей: постоянной составляющей, оп5 910087 6 ределяющей среднюю частоту гетероди-2 АГ - полоса измеряемого контура 2 на 4 и зависящей от постоянного на- на уровне 0,7. пряжения, подаваемого с выхода ин- При измерениях величин доброттегрирующей цепи 17, и незначитель- ностей Я ) 100, что практически всегной пилообразной составляющей, опре- з да выполняется в СВЧ диапазоне, велиделяющей полосу перестройки гетероди- чиной 0,5 можно пренебречь (погрешна 15 формируемой из пилообразного . ность при этом определяется выраженапряжения. При перестройке средней нием о=Ф), в этом случае пока- частоты генератора 1 леременной часто- зания электронно-счетного частототы в широком диапазоне частот (напри мера 7 й= . и Я = Й - ипо мер, в диапазоне октавы) его управля- Выбирая по = 10 (где к = 1,2), ющее напряжение воздействует на ге- в зависимости от рабочего диапазона теродин 1 таким образом, что всегда частот измерений получаем выполняется условиеазгпугет иВ общем случае характеристики перестройки генератора 1 переменной частоты 1 щ= 5 Г (П ,) и гетеродина ч 20 5 ге.= ф(0 ) не совпадают ( ч 135). Для поддержания указанного выше соотношения служит функциональный преобразователь 18.Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения через блок 16 формирования управляющего напряжения медленно изменяет частоту гетеродина 1 в пределах полосы качения генератора 1 пе" ременной частоты ( с учетом номера ис- ЭО пользуемой гармоники по) до тех пор, иона частота гетероднна 4 не станет равной частоте, находящейся на уровне 0,7 левого склона резонансной кривой измеряемого контура, что опреде- З ляется работой вычислительного бло.ка 3 и блока 6 управления (фиг. 2), т.е. Г = п,где Г,1 - частота, находящаяся на уровне 0,7 левого склона резонансной кривой измеряемо о го контура. В момент времени, соответствующий частотной точке на уровне 0,7 правого склона резонансной кривой, вычислительный блок 3 запускает электронно-счетный частото- ю мер 7, на входы которого в этот момент подаются с выходов гетеродина 1 и смесителя 5 сигналы с частотами Г и 2 Ато. Электронно-счетный частотомер 7, работающий в режиме измерения отношения двух частот, покажет цифровую величинужгето А о 0-ФО О 0 О 410 ИО 55 где Я - добротность;резонансная частота измеряемого контура 2; Ц=М 10"Таким образом, измеряемое значение добротности 0. в 10 " раэ больше показаний электронно-счетного часто-. томера 7.Для увеличения точности отсчета величин добротностей 1 = 100 +10005 а также для исключения операции умножения показаний частотомера на 1 О" можно использовать множитель периода электронно-счетного частотомера 7 ви= 105 соответствующий Ио, при этом показания электронно-счетного частотомера 7 будут соответствовать измеряемому значению добротности.Формула изобретенияЦифровой измеритель добротности по авт,св. 85 65999 ч, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса измерения, в него введены блок формирования управляющего напряжения и генератор гармоник, причем вход генератора гармоник соединен с выходом гетеродина и с третьим входом электронно-счетного частотомера, а выход генератора гармоник соединен с вторым входом смесителя, при этом управляющий выход генератора переменной частоты соединен с первым входом блока формирования управляющего напряжения, второй вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выход блока формирования управляющего напряжения соединен с управляющим вхо; дом гетеродина.2, Измеритель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок фор-мирования управляющего напряжения содержит интегрирующую цепь, выход ко" торой соединен с входом функционального преобразователя, а выход 1 последнего соединен с первым входом суммирующего блока.9 Й 0087 07 Уг Составитель Л. СотникоТехреду И.Гергель рректор 11Коста Иаковск Ревактор Заказ 466 7 Тираж 717 исноеГосударственного комителам изобретений и откосква ЖРазовская 5лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. роектная,ВНИИПИ по д 13035, М