Устройство для измерения входного импенданса антенного согласующего устройства

Данное изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к антенно-фидерным устройствам ДКМВ диапазона. Задачей изобретения является повышение быстродействия и точности согласования при использовании простых алгоритмов настройки антенных согласующих устройств (АСУ). Устройство для измерения входного импеданса АСУ содержит датчики тока и напряжения, включенные на выходе согласующего контура АСУ, выходы которых соединены с входами фазового детектора и двух идентичных устройств преобразования, выход фазового детектора через масштабный усилитель соединен с аналоговым входом АЦП, выходы устройств преобразования соединены с двумя другими аналоговыми входами АЦП, выход которого является выходом устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к антенно-фидерным устройствам ДКМВ диапазона.

Известны устройства для оценки величины входного импеданса антенного согласующего устройства (АСУ) [1, 2]. Такие устройства дают лишь качественную информацию о значении модуля или фазы входного сопротивления согласующего контура относительно определенного порога. Кроме того, использование таких устройств требует применения достаточно сложных алгоритмов настройки.

Известны также датчики фазы, устраняющие неоднозначность в процессе автонастройки АСУ, имеющие низкую чувствительность при значительных расстройках колебательного контура, обладающие повышенной помехоустойчивостью [3, 4]. В частности, в [3] схема датчика содержит вычитающий блок и блок выделения фазового угла, расширяющие диапазон рабочих частот и повышающие помехоустойчивость. Однако недостатками предложенных устройств является их сложность в практической реализации, низкое быстродействие и неточность измерения фазы.

Ни одно из вышеперечисленных устройств не может быть выбрано в качестве прототипа, так как схема и принцип работы аналогов отличны от схемы и принципа работы заявляемого устройства.

Задачей заявляемого изобретения является повышение быстродействия и точности согласования при использовании простых алгоритмов настройки АСУ.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения входного импеданса антенного согласующего устройства содержит датчики тока и напряжения, включенные на выходе согласующего контура АСУ, выходы которых соединены с входами фазового детектора и двух идентичных устройств преобразования, выход фазового детектора через масштабный усилитель соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выходы устройств преобразования соединены с двумя другими аналоговыми входами АЦП, выход которого является выходом устройства.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из датчиков тока 1 и напряжения 2, выполненных в виде трансформаторов, двух идентичных устройств преобразования 3, 5, фазового детектора 4, масштабного усилителя 6, аналого-цифрового преобразователя 7.

Устройство работает следующим образом.

С согласующего контура АСУ через датчики тока 1 и напряжения 2 на устройства преобразования 3 и 5 и фазовый детектор 4 поступают сигналы синусоидальной формы, пропорциональные значениям напряжений и фаз на входе согласующего контура.

Фазовый детектор 4 представляет собой устройство с точно сбалансированной фазой благодаря полностью ограниченным сигналам, которые формируют встроенные логарифмические усилители. Точность измерения фазы при этом не зависит от уровня амплитуды сигнала в широком диапазоне частот. Устройство 4 содержит также детектор разницы входных напряжений. Выходной сигнал с фазового детектора 4 - напряжение постоянного тока, пропорциональное разности фаз входных сигналов, и может быть передано непосредственно на аналоговый вход АЦП 7. Благодаря применению микросхемы AD8302, работающей на частотах до 2,7 ГГц, существенно увеличиваются скорость и точность измерения фазы.

Устройства преобразования 3, 5 производят обработку поступающих с трансформаторов входных токов и напряжений и выдачу результатов преобразований на два других аналоговых входа АЦП 7. Эти токи и напряжения несут информацию о значениях модуля входного импеданса согласующего контура. Так как для вычисления модуля импеданса нам нужно определить соотношение уровней сигналов, пропорциональных току и напряжению на входе заявляемого устройства, необходимо использовать два идентичных устройства обработки и преобразования 3, 5. На одно устройство преобразования 3 приходит сигнал с трансформатора тока 1, на другое устройство преобразования 5 - сигнал с трансформатора напряжения 2.

Масштабный усилитель 6 приводит уровень сигнала, поступающего с выхода фазового детектора 4, к уровню, обеспечивающему работу АЦП 7 в полном диапазоне измеряемых величин.

В АЦП происходит преобразование аналоговых сигналов в цифровой вид. Далее цифровые коды входных напряжений с выходов АЦП по шине данных поступают в процессор устройства управления АСУ. Процессор переводит полученные коды в формат чисел с плавающей запятой и присваивает их соответствующим переменным. После этого производится расчет фазового сдвига входных напряжений по следующей формуле:

Δϕ=180-К·А,

где Δϕ - фазовый сдвиг; К - коэффициент приведения (константа микропроцессора), А - код выходного напряжения с фазового детектора.

Модуль входного импеданса АСУ рассчитывается следующим образом:

|Z|=K1·A1/A2,

где |Z| - модуль входного импеданса АСУ; К1 - коэффициент пропорциональности (константа микропроцессора); А1, А2 - амплитуды отчетов (цифровые коды), поступающие с устройств преобразования, соответствующие значениям напряжения и тока с выходов трансформаторов.

В качестве микросхемы фазового детектора может быть использована микросхема AD8302 фирмы Analog Devices, в качестве АЦП - микросхема AD7874 AN фирмы Analog Devices, четырехканальный АЦП с синхронным запуском устройств выборки и хранения. В устройствах преобразования применен операционный усилитель TL082 MJG фирмы Texas Instruments. Процессор в устройстве управления АСУ может быть реализован на микросхеме Atmega 128 фирмы Atmel. Также применены конденсаторы К10-47М, К53-22, резисторы Р1-16П, СП3-19, диоды 2ДС 523 АР. Трансформаторы выполнены на ферритовых сердечниках марок М20ВН-1 и М90ВНП-2.

Литература

1. Феферман М.Б. К расчету датчиков сопротивления и проводимости для систем настройки антенных согласующих устройств. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника радиосвязи. Вып.6, 1968. - с.114-121.

2. Болбот А.А., Ильницкий Л.Я., Куприянов И.И. Связные и навигационные антенны самолетов. - М.: Транспорт, 1978. - 175 с.

3. Авторское свидетельство СССР №646273, кл. G01R 29/10, 01.08.77.

4. Сивохин Л.М. Фазоцифровые датчики автонастройки антенного согласующего устройства. Техника средств связи. Сер. Техника радиосвязи. Вып.9, 1977. - с.64-67.

Устройство для измерения входного импеданса антенного согласующего устройства (АСУ), содержащее датчики тока и напряжения, включенные на выходе согласующего контура АСУ, выходы которых соединены с входами фазового детектора и двух идентичных устройств преобразования, выход фазового детектора через масштабный усилитель соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выходы устройств преобразования соединены с двумя другими аналоговыми входами АЦП, выход которого является выходом устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при управлении линией электропередачи (ЛЭП), на основе ее Г-образной адаптивной модели, перестраиваемой по текущей информации о параметрах электрического режима ЛЭП.

Изобретение относится к энергетике, к строительству линии электропередачи и трансформаторных подстанций. .

Изобретение относится к энергетике и, в частности, к предпроектным изысканиям при строительстве объектов электроэнергетики, линий электропередачи. .

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для измерения и контроля электрических величин. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для послеоперационного контроля качества электроконтактной сварки, контроля качества разборных электрических контактов в многоамперных токопроводах и в других случаях, когда требуется измерение малых величин сопротивлений.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения омического сопротивления различных электрических цепей, находящихся под действием изменяющегося по величине постоянного или выпрямленного тока, например, при измерении омического сопротивления (а по нему и качества) карбид-кремниевых нагревателей при заданной (эталонной) температуре.

Изобретение относится к электротехнике , а именно к методам и средствам защиты и профилактики электродвигателей. .

Изобретение относится к области систем обработки информации и может быть использовано при функциональном контроле и диагностировании линейного токоограничивающего реактора/резистора на основе его модели

Изобретение относится к энергетике, в частности к строительству воздушных линий электропередачи

Изобретение относится к энергетике и, в частности, к строительству линий электропередачи, трансформаторных подстанций и других объектов

Изобретение относится к области электротехники, а именно к аналоговому измерительному устройству защиты и автоматики, например омметру защиты, обладающему функцией определения сопротивления защищаемого объекта системы электроснабжения промышленной частоты f: линии электропередачи, блока трансформатор-линия электропередачи, генератора, двигателя и других объектов

Изобретение относится к области электротехнических измерений, в частности к измерениям активного сопротивления обмоток различного электротехнического оборудования

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам определения электрических свойств материалов, и может быть использовано для создания веществ, обладающих требуемыми зависимостями удельной электропроводности от давления, которые применяются, например, при оценке изменения во времени горного давления в породных массивах. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность определения зависимости удельной электропроводности пластичного вещества. Технический результат достигается за счет возможности определения зависимости удельной электропроводности пластичного вещества от давления. Устройство включает диэлектрическую трубку, в один конец которой вставлена первая металлическая втулка с внутренней резьбой, в нее вкручен винт, а во второй ее конец вставлена вторая металлическая втулка с установленным на ней датчиком давления, подключенным кабелем к регистратору давления. Электродами являются первая и вторая металлические втулки, подключенные проводниками тока к регистратору сопротивления. Диэлектрическая трубка герметизирована. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для измерения вольт-амперных (ВАХ) и вольт-фарадных (ВФХ) характеристик двухполюсников. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - создание способа, позволяющего одновременно измерять ВАХ и ВФХ двухполюсника по результатам регистрации тока через двухполюсник и напряжения на двухполюснике в дискретные моменты времени в условиях продолжающегося заряда-разряда емкости двухполюсника. Технический результат достигается благодаря тому, что на двухполюсник воздействуют тестовым видеоимпульсом напряжения, регистрируют значения тока через двухполюсник ij и напряжения на двухполюснике uj в дискретные моменты времени tj, рассчитывают значения производной по времени напряжения на двухполюснике в моменты времени tj, по результатам интерполяции таблично заданных функций получают зависимости токов через двухполюсник ir(u) и if(u) от напряжения на двухполюснике соответственно на фронте и спаде видеоимпульса, а также зависимости производных по времени напряжения на двухполюснике и от напряжения на двухполюснике соответственно на фронте и спаде видеоимпульса, причем аргументом таблично заданных функций считают зарегистрированные напряжения на двухполюснике uj на фронте видеоимпульса для функций ir(u) и и зарегистрированные напряжения на двухполюснике и, на спаде видеоимпульса для функций if(u) и , а значениями таблично заданных функций считают зарегистрированные значения тока через двухполюсник ij на фронте видеоимпульса для функции ir(u), зарегистрированные значения тока через двухполюсник на спаде видеоимпульса для функции , рассчитанные значения производной по времени напряжения на двухполюснике на фронте видеоимпульса для функции и рассчитанные значения производной по времени напряжения на двухполюснике на спаде видеоимпульса для функции , отыскивают ВАХ iIV(u) по формуле и ВФХ C(u) по формуле или . Во втором варианте предлагаемого способа ВФХ отыскивают но формуле . 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в горных выработках для обеспечения электробезопасных условий труда, предотвращения взрывов газа, рудничных пожаров и связанных с ними последствий. Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения электродинамической (ЭД) силы тока, повышении достоверности величины подаваемого тока и улучшении технико-экономических показателей работы горных предприятий. Для этого выбирают объект использования, монтируют в нем цепь, подают в нее ток. Измеряют заданные значения напряжения, силы тока, температуры, сопротивления цепи и определяют возможные предельные отклонения от их заданных значений. При наличии отклонений устанавливают устройствами изменения напряжения и сопротивления соответствующие их значения, одновременно замеряют напряжение, силу тока, сопротивление, температуру, время в течение всего периода измерений. Строят комплексный график зависимости ЭД силы тока от одновременного изменения напряжения и сопротивления, т.е. вольт-омо-амперную характеристику цепи (ВОАх). Определяют на участках ВОАх вид условия зависимости силы тока от напряжения и сопротивления - положительная зависимость от напряжения и отрицательная от сопротивления или - отрицательная от напряжения и положительная от сопротивления. После этого одновременно измеряют величины напряжения, сопротивления и определяют при каждом условии и для каждого участка показатели режимов их изменения и начальное значение ЭД силы тока. 3атем учитывают условие первое, второе соотношения показателей режимов изменения напряжения и сопротивления цепи и определяют ЭД силу тока в цепи при переменном напряжении, переменном сопротивлении и разных режимах их изменения для каждого участка ВОАх по математическим формулам. Вслед за этим измеряют приращение ЭД силы по каждому участку ВОАх, суммируют приращения и определяют полную ЭД силу тока цепи в течение всего периода измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области электрических измерений сопротивлений в активно-индуктивных цепях. Способ заключается в том, что через последовательно соединенные обмотку и эталонный резистор пропускают постоянный стабилизированный ток, величину которого рассчитывают на основе предварительного измерения сопротивления обмотки. Измеряют падения напряжений на обмотке и эталонном резисторе и вычисляют их отношение, на основе которого получают искомое сопротивление обмотки. Причем во время нарастания тока в обмотке до рассчитанного тока максимально увеличивают напряжение питания стабилизатора тока, а после установления тока равным рассчитанному уменьшают это напряжение. При этом к моменту равенства тока в обмотке рассчитанному току устанавливают скорость изменения тока во много раз меньшей скорости перед этим моментом. Технический результат заключается в уменьшении времени измерения сопротивления. 5 ил.

Изобретение относится к электротермии. В способе определения электрического параметра, характеризующего состояние подэлектродного пространства трехфазной трехэлектродной руднотермической печи, в качестве электрического параметра определяют собственный разностно-потенциальный коэффициент ванны на участках «электрод-подина» для каждого из электродов, для чего последовательно к каждому электроду подключают управляемый источник питания измеряющей частоты, отличной от рабочей частоты источника питания печи, к выводу подины печи и нулевому выводу вторичных обмоток печного трансформатора подключают фильтр, прозрачный для тока измеряющей частоты и непрозрачный для тока рабочей частоты, оставляют неизменными амплитуду и фазу ЭДС источника питания измеряющей частоты электрода, для которого определяют собственный РПК ванны, изменяют амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты двух других электродов так, чтобы сумма действующих значений токов измеряющей частоты в них была равна нулю, измеряют ток в этом электроде, активную мощность, выделяющуюся на участке «электрод-подина» на измеряющей частоте, и вычисляют собственный разностно-потенциальный коэффициент участка ванны «электрод-подина» для этого электрода по определенной формуле. Изобретение обеспечивает упрощение процесса определения электрических параметров. 3 ил.
Наверх