Устройство для измерения добротности колебательных контуров

 

ОП ИСАНИЕ „,75О389

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Республмк (6l) Дополнительное к ввт.свил-ву— (22) Заявлено 01. 10.76 (2I )2408263/18-21 (51)M. Кл. (я 01 27/26 с присоелиненнем заявки №вЂ”

Гоаудорстевнный комитет (23) Приоритетпо делам изобретений и отнрытнй

Опубликовано 23.07 ° 80- Бюллетень №27

Дата опубликования описания 28.07.80 (53) УЙК 621.317, .337(088.8) (72) Авторы изобретения

В. B. Молочников, В. И, Ефимов, А. С. Вераксо и E. M. Савицкий (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ

КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения добротности, тангенса угла потерь, активного сопротивления, емкости и индуктивности.

Известно устройство для измерения добротности радиотехнических элементов, содержащее последовательный измерительный контур, входной.и выходной согласующие элементы, широкополосные уси о лители, блок автоматической регулировки амплитуды, блок регистрации моментов возбуждения и ключи 111.

Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения за счет значительной погрешности определения полосы пропускания контура.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для измерения добротности резонансных контуров содержащее генератор перестраиваемой высокой частоты, подключенный к входу частотного модулятора, измерительный колебательный контур, 2 входом подключенный к выходу частотного модулятора, амплитудный детектор, входом подключенный к выходу измерительного колебательного контура, и блок поиска резонансной частоты, подключенный к выходу амплитудного детектора j2j.

Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения добротности в широком диапазоне частот за счет частотной зависимости элементов связи измерительного контура.

Бель изобретения - повышение точности измерения добротности колебательных контуров.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения добротности колебательных контуров, содержащее ". перестраиваемый генератор высокой час» тоты, подключенный к одному входу частотного модулятора, выход которого соединен с одним зажимом для подключения колебательного контура, другой зажим для подключения колебательного контура соединен с входом амплитудного детекто30

3 7503 ра, выход которого соединен с входом блока поиска резонансной частоты, включающий блок выделения первой производной по частоте, выход которого соединен с входом нуль-органа, введены блок выде5 ления второй производной, дополнительный нуль-орган, два запоминающих блока, перестраиваемый генератор низкой частоты, ключ, блок отношения частот, блок управления, причем вход блока выделения второй производной соединен с выходом блока выделения первой производной, выход блока выделения второй производной через дополнительный нуль-орган соединен с входом одного запоминающего блока, выход последнего через перестраиваемый генератор низкой частоты соединен с входом ключа, выход которого соединен с другим входом частотного модулятора, при этом вход перестраиваемого генератора высокой частоты соединен с выходом другого. запоминающего блока, вход которого соединен с выходом блока поиска резонансной частоты, а выходы пере« страиваемого генератора высокой частоты и перестраиваемого генератора низкой частоты соединены с входами блока отношения частот, управляющие входы запоминающих блоков, блоков выделения первой и блока выделения второй производной, частотного модулятора, ключа соответственно соединены с выходами блока управления.

На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема устройства; на фиг.

2 - дна граммы, поясняющие е гo раб оту.

Устройство содержит частотный модулятор 1, к одному входу которого подключен выход перестраиваемого генератора высокой частоты 2, а ко второму вхо40 ду через ключ 3 — выход перестраиваемого генератора низкой частоты 4; колебааельный контур 5, входом подключенный к выходу частотного модулятора 1 и выходом - к входу амплитудного де45 тектора 6, выход которого подключен к входу блока 7 поиска резонансной частоты, содержащего последовательно включенные блок 8 выделения первой производной по частоте и нуль-орган 9; запоминающий блок 10, входом подключенный к

50 выходу блока 7 .поиска резонансной частоты и выходом к управляющему входу перестраиваемого генератора высокой частоты 2; блок 11 выделения второй произ55 водной по частоте, входом подключенный к выходу блока 8 выделения первой производной по частоте и выходом - к входу нуль-органа 12, запоминающее уст89 ф ройство 13, входом подключенное к выходу дополнительного нуль.чэргана 12 и выходом к перестраиваемому генератору низкой частоты 4; блок отношения частот.

14, подключенный к выходам перестраиваемого генератора высокой частоты 2 и перестраиваемого генератора низкой частоты 4; блок управления 15, подключенный к управляющим входам блока 7 поиска резонансной частоты, блока 11 выделения второй производной по частоте частотного модулятора 1 и запоминающих блоков 10 и 13 и ключа 3.

Измерение добротности осуществляется следующим образом.

В режиме поиска резонансной частоты блок управления 1 5 на заданное время открывает запоминающий блок 10, закрывает запоминающее устройство 13 и ключ 3 и переводит частотный модулятор

1 в режим выделения несущей высокой частоты.

За это время нуль-орган 9 вырабатывает линейно-изменяющееся во времени напряжение Uc (см. фиг. 2с). Этим напряжением изменяется частота выходного напряжения перестраиваемого генератора высокой частоты 2, которое через частотный модулятор 1 поступает на вход колебательного контура 5.

После прохождения через колебательный контур 5 и амплитудный детектор 6 высокочастотное напряжение с изменяющейся частотой преобразуется в напряжение U, изменяющееся во времени (см. фиг. 2а) и соответствующее амплитудно-частотной характеристике исследуемого колебательного контура. Это изменяющееся во времени напряжение блок 8 выделения первой производной по частоте, управляемый блоком управления

l5, дифференцирует, в результате чего на его выходе выделяется напряжение

Up (см. фиг. 2б), пропорциональное первой производной по частоте от амплитудно-частотной характеристики контура, r, е. а а

df где С(— постоянный коэффициент пропорциональности.

Этим напряжением управляется нульорган 9, в котором при прохождении напряжения Q <у через нуль устанавливается выходное напряжение Uc. (см. фиг.

2с), а следовательно, и частота выходноt.o напряжения перестраиваемого генераора высокой частоты 2, равная собствен5 7503 ной резонансной частоте колебательного контура 5.

В режиме выделения полосы пропускания блок управления 15 на заданное вреся закрывает запоминающий блок 10, открывает запоминающее устройство 13 и ключ 3 и переводит частотный модулятор 1 в режим выделения боковой частоты. На это время в запоминающем блоке 10 запоминается напряжение

30 (см. фиг. 2с), а следовательно, и частота выходного напряжения перестраиваемого генератора 2 высокой частоты, равная собственной резонансной частоте колебательного контура 5.

3а это же время нуль-орган 12 вырабатывает линейно-изменяющееся во времени напряжение 0 (см. фиг, 2е).

Этим напряжением изменяется частота выходного напряжения перестраиваемого генератора низкой частоты 4, которое ,через ключ 3 поступает на второй вход частотного модулятора 1.

B результате воздействия на частотный модулятор двух напряжений с частотами 1О и Р на выходе его получают напряжение с частотой о30

50

Формула изобретения

Устройство для измерения добротности колебательных контуров, содержащее пегде fо — частота перестраиваемого генератора высокой частоты 2; — частота перестраиваемого генератора низкой частоты

4.

После прохождения этого напряжения через колебательный контур 5, амплитудный детектор 6 и блок 8 выделения первой производной по частоте выкочастотное напряжение с изменяющейся частотой преобразуется в напряжение Uy (фиг. 2б ), изменяющееся во времени и соответствующее первой производной по частоте амплитудно-частотной характеристики колебательного контура

5. Это напряжение блок 11 выделения второй производной по частоте от амплитудно-частотной характеристики контура, управляемый блоком управления 15, дифференцирует, в результате чего на

его выходе выделяется напряжение

U g (см. фиг. 2д) пропорциональное второй производной по частоте амплитудно-частотной характеристики контура, т. е. Ot 1 и

=ЬЭ 2. 1 где Ь - постоянный коэффициент пропорциональности.

80 6.

Этим напряжением управляется дополнительный нуль-орган 12, в котором при прохождении напряжения (.) Д через нуль устанавливается выходное напряжени ()д (см. фиг. 2е ) и фиксируется в запомив нающем устройстве 13, 8 слецовательно, фиксируется частота выхоцного напряжения перестраиваемого генератора низкой частоты 4, равная половине полосы пропускания колебательного контура 5 между точками перегиба его амплитуцночасто ной характеристики.

Переход из режима поиска резонансной частоты в режим выделения полосы пропускания производится автоматически блоком управления 15 через заданные интервалы времени.

При этом добротность определяется по формуле

6=0,707 2 1 =0,70, г

07 — o и непосредственно измеряется блоком отношения частот 14.

Этим же блоком 14 измеряется заданная рабочая частота, на которой производится измерение добротности.

Устройство для измерения добротности колебательных контуров позволяет снизить погрешность измерения цобротности за счет более точного измерения резонансной частоты и полосы пропускания; повышение точности достигается непосредственным измерением частот перестраиваемых генераторов высокой и низкой частот без преобразования в напряжение или в импульсы напряжения. Поиск резонансной частоты и выделение полосы пропускания с помощью первой и второй про« изводных по частоте амплитудно-частотной характеристики колебательного контура дает возможность реализовать пред» лагаемое техническое решение в широком диапазоне частот, практически в диапазоне частот от 1 кГц до 300 МГц, с относительно высокой точностью измерения добротности, так как операции поиска резонансной частоты и выделения полосы пропускания производятся на огибающей амплитудно-частотной характеристики колебательного контура, т. е. в низкочастотной части устройства (после детектирования).

7 750 рестраиваемый генератор высокой частоты, подключенный к одному входу частотного модулятора, выход которого соединен с одним зажимом для подключения колебательного контура, другой зажим для подключения колебательного контура ,соединен с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с входом блока поиска резонансной частоты, включающий блок выделения первой производной по частоте, выход которого соединен с входом нуль-органа, о т л и ч а ю —. щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок выделения второй производной, дополнительный нуль-орган, два запоминающих блока, перестраиваемый генератор низкой частоты, ключ, блок отношения частот, блок управления, причем вход блока выделения второй производной соединен с выходом блока выделения первой производной, выход блока выделения второй производной через дополнительный нульорган соединен с входом одного запоминающего блока, вход последнего через

389 8 перестраиваемый генератор низкой частоты соединен с входом ключа, выход которого соединен с другим входом частотного модулятора, при этом вход перестраиваемого генератора высокой частоты соединен с выходом другого запоминающего блока, вход которого соединен с выходом блока поиска резонансной частоты, а выходы перестраиваемого генератора высокой частоты и перестраиваемого генератора низкой частоты соединены с входами блока отношения частот, управляющие входы запоминающих блоков, блоков выделения первой и блока выделения второй производной, частотного модулятора, ключа соответственно -соединены с выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе що 1. Авторское свидетельство СССР

М 523366, М., кл. 9 01 Ц 27/26, 1 1.01,74.

2. Авторское свидетельство СССР

)4 5 1 9650, М. кл. G 01 R 27/26, 25 1974 (прототип) ие

Составитель Л. Сотникова

Редактор Т. Иванова Техред Н. Барадулнна Корректор В. Синицкая

Заказ 4642/35 Тираж 1019 Подцисное

БНИИПИ:Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4