Прибор для снятия частотных характеристик линейных четырехполюсников

 

Соаз Советскит

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 2860!8

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 25Л1. 1969 (№ 1307621/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 10.XI.1970. Бюллетень ¹ 34

Кл. 21с, 46/50

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

МПК 6 05b 23/02

УДК 621.317.757. (088.8) Дата опубликования описания 4Л 1.1971

Авторы изобретения

В. H. Чииков, В. В. Смеляков, М. Я, М

А. В. Дорошенко, В, Г. Мандрич, М. В. Ла

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ СНЯТИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Прибор может быть использован в системах и объектах автоматического контроля, управления и регулирования.

Ивестны устройства, содержащие кварцеьый генератор, преобразователи код — аналог и аналог-код, различитель квадрантов, триггеры, схемы «ИЛИ» и счетчики.

Недостатками этих устройств являются чувствительность к помехам и нслинейным искажениям, сложность схемной реализации.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем выходы преобразователя код — аналог соединены непосредственно с различителем квадрантов и через элемент

«ИЛИ» и вентиль пуска с импульсным входом преобразователя аналог — код и дозирующим

=четчиком, одновременно подключенным через триггер к вентилю пуска, а также попарно через две другие схемы «ИЛИ», триггер и вентили к регистрирующим счетчикам, причем вентили связаны с выходом преобразователя аналог — код, вход которого через двухполупериодный выпрямитель и входное устройство соединен с выходом исследуемого четырехполюсника, подключенного к выходу преобразователя код †анал.

Это позволяет расширить частотный диапазон, повысить точность и быстродействие, упростить конструкцию устройства.

В приборе реализован известный метод экспериментального определения частотных характеристик, основанный на измерении мгновенных значений сигнала на выходе исследуемого объекта. Известно, что напряжение на выходе исследуемого объекта определяется выражением.

U == С sine» (+ В. os<» t, где С и  — вещественная и мнимая частотlo ные характеристики, причем

 — U»(O),С U

Для устранения влияния четных гармоник и постоянной составляющей, присутствующих в выходном сигнале объекта, на точность контроля необходимо производить дифференциальные измерения в моменты cot=0 и со1=тт, а т. 3также при то/= — и cot= —,, 2 2

Тогда, если считать, что нечетные гармоники в исследуемом сигнале отсутствуют, результирующие напряжения на выходе объекта будут з.".

U,=D, (о) — U» (), (2)

Эти выражения положены в основу работы предлагаемого прибора, развернутая блоксхема которого приведена на чертеже.

В состав прибора входят генератор сину286018 импульс может соответствовать любому из моментов при mt =Î вЂ” ;. — входного оинусои2 " 2 дального сигнала объекта 4. Пусть это будет импульс, когда «4= — Тогда потенциалом триггера 12 открывается вентиль 14, и импульсы с выхода преобразователя 7, соответствую/ т. щие U, — i. записываются в счетчик 16. B следующий момент времени при ж1=л открыт вентиль 15, и импульсы с выхода преобразователя 7, соответствующие U„(;. ), записываются в счетчик 17. В момент времени при

3 «1= — импульсы с выхода преобразователя 7

2 через вновь открытый вентиль 14 поступают в счетчик Iá, и, наконец, в момент времени при

«>1= 2л, что соответствует И=О, импульсы с гыхода преобразователя 7 снова записываются в счетчик 17 через открытый вентиль 15.

Необходимость суммирования числовых эквивалентов мгновенных значений напряжений прои «И=О и «>t=n, а также при

3<»l= -"- и Iuf= - —" вытекает из выражений (1) и

2 2 (2), поскольку U„(o) и У„(л), а также

/— /

U „ф) и U „(— — ) имеют противоположные знаки.

Все выходные импульсы вентиля 18 поступают также на дозирующий счетчик 18. Если обьем счетчика 18 выбран равным четырем, то в рассматриваемом случае при поступлении импульса, соответствующего «>t =2л, триггер

11 возвращается в исходное состояние, запирая вентиль 18. К этому моменту времени, как следует из выражения (1), {2), в счетчиках

16, 17 будут зафиксированы соответственно числа.

N =2dCI=rcCi

Л =2dB< — — кВ„(к=2д), т. е. показания счетчиков пропорциональны абсолютным значениям вещественной и мнимой состявлгпощим комплексной амплитуды ьыходного напряжения исследуемого объекта ! с учетом дискретности отсчета р= — Г(ри неcl обходимости с помощью дозирующего счетчика измерения можно производить за несколько периодов исследуемого напряжения.

Определение квадранта, в котором находится вектор амплитуды исследуемого напряжения, производится различителем квадрантом, работа которого основана на определении диапазона, в котором находится фазовый сдвиг «р между выходным и входным напряжениями исследуемого объекта 4. При этом фазовый сдвиг определяется между моментами переходов этих напряжений через максимальныс значения, что исключает влияние постоянной составляющей. Для определения моментов переходов исследуемого напряжения через экстремальные значения используется дискретный выявитель максимумов 2; Первый же импульс с его выхода через открытый. венсоидальных колебаний ГСК, измерительное устройство ОУ и различитель квадрантов РК.

Генератор синусоидальных колебаний содержит кварцевый генератор 1, делитель частоты

2 с переменным коэффициентом деления и преобразователь код-аналог 8.

Напряжение с выхода ГСК поступает на исследуемый объект 4, а с выхода объекта 4 через входное устройство 5 на измерительное устройство и р а зличитель квадр а нтов.

Измерительное устройство состоит из двухполупериодного выпрямителя б, преобразователя аналог — код 7, схем «ИЛИ» 8 — 10, триггеров 11 и 12, вентилей 18 — 15, регистрирующих счетчиков 16 и 17 с индикацией, дозирующего счетчика 18, кнопок 19 «Сброс» и 20

«Пуск». Счетчики 16 и 17 суммирующие.

После нажатия кнопки 20 «Пуск» начинается процесс измерения вещественной и мнимой частотных характеристик измерительным уст- 20 роиством и определение квадрантов, в котором находится вектор выходного напряжения, с помощью различитсля квадрантов.

: В состав различителя квядрантов входят дискретный выявитель максимумов 21, триггеры 22 — 26, вентилИ 27 — 30 и индикаторные лампочки 82 — 85.

В исходном состоянии, которое задается кнопкой 19 «Сброс», показания счетчиков 16, 17 нулевые, вентили 18, 30 запсрты потенциалами триггеров 11, 22 и 23 соответственно.

Импульсы, соответствующие моментам перехода входного сигнала исследуемого объекта через нули и максимумы при

И=О,— " -,. — " через схему «ИЛИ» 8 поступают с преобразователя 8 на импульсный вход вентиля 18. Эти же импульсы используются для управления работой вентилями 14 и

15 с помощью триггера 12. При этом импульl0 сы, соответствующие моментам, когда И=- - -и

Зл — подаются через схему «ИЛИ» 9 на один вход триггера 12, открывая вентиль 14 и закрывая вентиль 15, а импульсы, соответствующие моментам, когда «1=0 и «>1=, подаются через схему «ИЛИ» 10 на другой вход триггера 12, закрывая вентиль 14 и открывая вентиль 15. Поскольку вентиль 18 заперт, запускающие импульсы со схемы «ИЛИ» 8 не проходят на преобразователь 7 и он не работает. На вход преобразователя 7 поступает через входное устройство 5 и выпрямитель б выходное напряжение исследуемого объекта 4.

Входное устройство 5 служит для развязки >5 исследуемого объекта 4 и измерительных цепей прибора и для селекции входного напряжения по Эмили!удс с помощью делителя ня.11ряжсния.

Принцип действия прибора заключается в следу ющем. При нажатии кнопки 20 «Пуск» опрокидываются триггеры 11, 22 и открываются вентили 18 и 27.

Первый же импульс с выходя вентиля 13 поступает па запуск прсобразователя 7. Этот 65

286018

Предмет изобретения

i

) Cdpac

9 9

Составитель Г. М. Романченко

Редакзор Л. А. Утехина Тсхред Л. В. Куклина Корректор В. И. Жолудева

Заказ 8112 Тираж 480 Подписное

11Нг111ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-85, Раушская наб., д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати

5 тиль 27 (после нажатия кнопки 20 «Пуск») опрокидывает триггер 28, открывая вентили

28 — 80. В исходном состоянии прибора горит индикаторная лампочка 82, соответствующая нахождению вектора амплитуды в первом квадранте. Если D =- q. 90 (I квадрант), то через схему «ИЛИ» 81 первым проходит импульс при го|= —,",который возвращает триггеры 22 и 28 в исходное состояние, и процесс определения квадранта прекращается. Если

90 (ь. 180 (II квадрант), либо 180 (р270 (II I квадрант), либо 270 (-.. 360 (IV квадрант), то импульс при оз1=0, либо при

:1

mt= — либо при оз|=л соответственно проходит через вентиль 28, либо 29, либо 80, опрокидывая соответствующий триггер 24, 25 или

2б. Кроме того, каждый из этих импульсов поступает через схему «ИЛИ» 81 на триггеры

22 и 28, возвращая их в исходное состояние.

На этом процесс определения квадранта прекращается. Номер квадранта, в котором находится вектор амплитуды и исследуемого напряжения, индицируется одной из лампочек

88, 84 и 85 (для II, III u IV квадрантов соответственно).

Иногда в точках гр=0, 90, 180, 270 и 360 может возникнуть неопределенность в определении квадранта, но она легко разрешается, поскольку в этом случае одна из составляющих нулевая.

Прибор для снятия частотных характеристик линейных четырехполюсников, содержащий кварцевый генератор, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, преобра10 зователи код — аналог и аналог — код, входное устройство, различитель квадрантов, вентили, триггеры, схемы «ИЛИ», дозирующий и регистрирующие счетчики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродейст15 вия, расширения частотного диапазона и упрощения конструкции прибора, в нем выходы преобразователя код †анал соединены непосредственно с различителем квадрантов и через элемент «ИЛИ» и вентиль пуска с им20 пульсным входом преобразователя аналог— код и дозирующим счетчиком, одновременно подключенным через триггер к вентилю пуска, а также попарно через две другие схемы

«ИЛИ», триггер и вентили к регистрирующим

25 счетчикам, причем вентили связаны с выходом преобразователя аналог — код, вход которого через двухполупериодный выпрямитель и входное устройство соединен с выходом исследуемого четырехполюсника, подключенно80 го к выходу преобразователя код — аналог.