Цифровой измеритель параметров

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ п 702317 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. 6 01 й 27/26 с присоединением заявки М Вяудяретвякхьй кяиитят СССР ав Мам нэябретений и еткрмтвкОпубликовано 05,12,79 Бюллетень М 45 Дата опубликования описания 05,12,79(72) Авторы изобретения А. А. Бабий, Н. И. Грибок, С, С, Обозовский и С, С. Ткаченко Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной медицинской аппаратуры(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВС ПАРАМЕТРОВ 1Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может найти приме-.нение при измерении В 1.С.параметров в ши.роком частотном диапазоне,Известно устройство для измерения Й.С.па.Ф 3раметров, в колором измерения комплексныхсоставляющих тока основаны на интегрированиикривой тока в определенные интервалы времени и преобразовайии полученного аналоговогосигнала в число импульсов, пропорциональноеизмеряемой величине 111.Однако измерение синфазной и квадратурной составляющих тока возможно лишь нафиксированных частотах, поскольку нет узлов,обеспечивающих независимость результата измерения от периода синусондального колебания. При этом дополнительные ограниченияна измерения й диапазоне частот вызваныприменением фазовращателя на 90 .Известно устройство, содержащее управляе ,мый генератор синусоидального напряжения,подключенный к входу частотно-зависимойцепи с образцовым и измеряемым элементами,преобразователь изменения параметров цепи в 2напряжениевход которого подключен к выходу цепи, а его выход подключен к управляющему входу генератора, формирователь периода выходного сигнала генератора, ь 1 нфро. вой измеритель периода н два коммутатора, причем выход источника напряжения постоянна го тока подключен к входу измерительной цепи, вход времяимпульсного преобразователя подключен к выходу измерительной цепи, входы цифрового измерйтеля отношения временМых интервалов подключены к выходам времяимпульсного преобразователя напряжения и формирователя выходного сигнала генератора через первый коммутатор, управляемый синхрон. но с вторым коммутатором, входы которого подключены к выходам генератора сннусоидального напряжения, а выходы фаэовремен. ного формирователя и формирователя периода умноженной частоты подключены к входам формирователя разностных временных интерва. лов, выход которого связан с входом интегря.тора, выход которого соединен с перестраи , ваемым гетеродином; входом формирователя временного интервала, выходом ключа, вхо702317 3дом активного сопротивления и сигнальнымвходом второго переключателя, выход которого соединен с входом второго интегратора,который по выходу связан с входом управления источника опорного напряжения и пер.5вым входом второго устройства сравнения,другой вход которого связан с общей шиной,а выход соединен с входом селектора, междувыходом которого и входомцифрового отсчетного устройства включено цифровое делительное устройство, причем выход первого интегратора подключен к входу управления источника опорного напряжения и к входу управления, выходы которого связаны с входами уп.равления ключа, образцового элемента, цифро. 15вого делительного устройства и формирователявременного йнтервала, выход которого соединенс входом блока управления 2,Недостатком известного устройства является:а) ограниченность частотного диапазона, обус. щловленная использованием гетеродиков, смеси.теля и фильтра нижних частот;б) сложность реализации умножителя частотыисследуемого сигнала на восемь в широкомчастотном диапазоне; 25в) ограниченность точности измерения, обусловленная влиянием на результат измерения ко.эффициента передачи времяимпульсного преобразователя, а также формирователя разностныхвременных интервалов и значения напряжения зоисточника опорного напряжения;г) возникновение погрешности измеренияимпеданса емкостного н индуктивного характера при фазовых сдвигах между током и напряжением больше чем 4535д) отсутствие адаптации к роду измеряемогопараметра,Целью изобретения является повышение точности измерения в широком частотном диапазоне. 40ДФя этого в.цифровой измеритель В 1.С-параметров, содержащий генератор синусоидального напряжения, последовательно соединенныепереключатель; интегратор, блок сравнения, селектор, цифровой делитель и цифровое отсчет. 45ное устройство,. а также генератор импульсов,подключенный к второму входу селектора,второй переключатель, блок образцовых элемен- .тов, блок управления и источник опорногонапряжения, выход которого подключен к вто 50рым входам обоих переключателей, причемодин из полюсов генератора синусоидальногонапряжения соединен с одним иэ входных за.жнмов устройства, один выход блока образцовых элементов соединен с вторым входным 55зажимом устройства, второй вход блока сравнения подключен к общей шине, а выходы блока управления связаны с входами управления . 4переключателей, селектора, цифрового делителяи цифрового отсчеткого устройства, введенывторой интегратор, второй блок сравнения,ключ и формирователь временного интервала,первый вход которого соединен с вторым выходой блока образцовых элементов, сигнальнымвходом второго переключателя и выходомключа, вход которого подключен к первомувыходу блока образцовых элементов и к общей шине, второй вход формирователя времен.ного интервала соединен с вторым полюсомгенератора синусоидального напряжения, а выход - с входом блока управления, причемк выходу второго переключателя подключенвторой интегратор, выход которого связан свходом второго блока сравнения и входомуправления источника опорного напряжения, выход первого интегратора связан с вторым входом управления источника опорного напряжения, и входом блока управления, второй входвторого блока сравнения подключен к общейшике, а выход - к третьему входу селектора, сигнальный вход первого переключателясоединен с первым входным зажимом устройства, а выходы блока управления связаны суправляющими входами ключа, формирователя,временного интервала и блока образцовых элементов,На фиг, 1 изображена структурная электри. ческая схема цифрового измерителя В 1.С-параметров.Измеритель содержит переключатель 1, ин. тегратор 2, блок сравнения 3, генератор синусоидального напряжения 4, измеряемый элемент 5, источник опорного напряжений б, генератор импульсов 7, селектор 8, цифровой делитель 9, цифровое отсчетное устройство 10, ключ 11, блок образцовых элементов 12, блок управления 13, переключатель 14, интегратор 15, блок сравнения 16, формирователь временного интервала 17, состоящий иэ резистора 18 и собственно формирователя 19.Измеритель работает следующим образом.В исходном состоянии интеграторы 2 и 15 разряжены, ключ 11 сигналом с блока управ. пения 13 замкнут, счетчики цифрового делителя 9 сброшены, а переключатели 1 и 14 находятся в нейтральном положении.Измерение синфаэной и квадратурной составляющих исследуемого импеданса основано на интегрировании напряжения на измеряемом сопротивлении в течение времени, определяемого формирователем временного интервала 17, который формирует время измерения из длитель. ности периода напряжения на резисторе 18, моменты перехода через нуль которого совпадают с моментами перехода через нуль кривойЭто дало возможность отойти от необходи. мости применения фазосдвигающих цепей на 90, построение которых со стабильным значением 90 фазового сдвига для широкого дианазона частот представляет значительные технические трудности. Формула изобретения0Цифровой измеритель Я 3 С параметров, содержащий генератор синусоидального напряжения, последовательно соединенные переключатель, интегратор, блок сравнения, селектор, цифровой делитель и цифровое отсчетное устройство, а также генератор импульсов, подключенный к второму входу селектора, второй переключатель, блок образцовых элементов, блок управления, и источник опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам обоих 20 переключателей, причем один из полюсов генератора синусоидального напряжения соединен с одним из входных зажимов устройства, один выход блока образцовых элементов соединен с вторым входным зажимом устройства, второй 25 вход блока сравнвния подключен к общей шине, а выходы блока управления связаны с входами управления переключателей, селектора цифрового делителя и цифрового отсчетного устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, ., 30ч с целью повышения точности измерения в ши. роком частотном диапазоне, в него введенывторой интегратор, второй блок сравнения, ключи формирователь временного интервала, первыйвход которого соединен с вторым выходомблока образцовых элементов, сигнальным входом второго переключателя и выходом ключа,вход которого подключен к первому выходублока образцовых элементов и к общей шине,второй вход формирователя временного интервала соединен с вторым полюсом генераторасинусоидального напряжения, а выход - с входом блока управления, причем к выходу второго переключателя подключен второй интегратор, выход которого связан с входом второгоблока сравнения и входом управления источни.ка опорного напряжения, выход первого ин.тегратора связан с вторым входом управленияисточника опорного напряжения и входом блока управления, второй вход второго блокасравнения подключен к общей шине, а выход -к третьему входу селектора, сигнальный входпервого переключателя соединен с первым входным зажимом устройства, а выходы блока управления связаны с управляющимивходамиключа, формирователя временных интервалови блока образцовых элементов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ПНР Х 76778, кл. 6 01 Я 19/06.2. Авторское свидетельство СССР йф 467302,кл. 6 01 Я 27/26.