Изобретение относится к технике измерения коэффициента передачи селективных усилителей на частоте иэ настройки и может быть использовано для контроля селектинных вольтметров; 5 радиоприемникон, анализаторов спектра и пр.

Известно устройство для измерения параметров усилителя, содержащее испытуемый параметрический усилитель, 30 генератор испытательного сигнала, селективный переключатель, аттенюаторы, амплитудный детектор и осциллограф f1) .

Недостатком устройстна является значительная погрешность измерения частоты настройки .усилителя по частотным меткам на экране осциллографа.

Известно также устройство для панорамной осциллоскопической индикации частотных характеристик, содержащее управляемый генератор, усилитель, устройства сопровождения и 25 поиска частоты, аттенюатор,нольтметр, частотомер и регулятор амплитуды (2).

Недостатком его янляется низкая производительность измерений и значительные погрешности измерений коэффициента передачи в широкой полосе частот.

Цель изобретения вЂ” повышение точности и производительности измерений.

Цель достигается тем, что н устройство, содержащее частотомер, вольтметр, регулятор амплитуды и аттенюатор, выходом соединенный с входом испытуемого селективного усилителя, выход которого через последовательно соединенные устройства сопровождения и поиска частоты подключен к управляющему входу управляемого генератора, введены эталонный источник напряжения, фазовый корректор, компаратор и амплитудный детектор, выходом соединенный с одним из входов регулятора амплитуды и с вторым входом упомянутого устройства поиска частоты, а вход амплитудного детектора подключен к входу частотомера, к одному иэ входов устройства сопровождения частоты и к одному иэ входов компаратора, выход которого соединен с входом вольтметра, а другой вход компаратора подключен к выходу эталонного источника напряжения и к второму входу регулятора амплитуды, третий вход которого соединен с выходом упранляемого генератора, с

773540 входом аттенюатора и с входом фазового корректора, выходом соединенного с вторым входом устройства сопровождения частоты, при этом регулятор амплитуды выполнен в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с корпусом устройства и с выводом диода, входом соединенного с конденсатором и с вторым резистором, а его инвертирующнй вход через третий резистор соединен с выходом порогового элемента и через последовательно соединенные четвертый резистор и конденсатор подключен к выходу упомянутого усилителя.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 вЂ” схема регулятора амплитуды; на фиг. 3 временные диаграммы. устройство содержит (фиг. 1) аттенюатор ", селективный усилитель 2, компаратор 3, вольтметр 4, регулятор

5 амплитуды, управляемый генератор б, фазовый корректор 7, устройство 8 сопровождения, частотомер 9, эталонный источник 10, устройство 11 поиска, амплитудный детектор 12.

Схема регулятора амплитуды 5 (фиг. 2) содержит резистор 13, конденсатор 14, диод 15, операционный усилитель 16, резистор 17, пороговый элемент 18, резисторы 19 и 20, конденсатор 21, управляемый резистор 22, операционный усилитель 23, пороговый элемент 24, резистор 25, конденсатор

26, управляемый резистор 27. устройство работает следующим образом.

В статическом состоянии частота гармонических колебаний управляемого генератора 6 совпадает с частотой настройки селективного усилителя 2 и эти колебания проходят на компаратор

3, выходное напряжение которого пропорционально разности между амплитудой напряжения на выходе селективного усилителя 2 и напряжением эталонного источника 10. Коэффициент передачи аттенюатора 1 выбран таким образом, что эта разность и соответственно показания вольтметра 4 пропорциональны отклонению от номинального значения величины контролируемого параметра вЂ” коэффициента передачи испытуемого селективного усилителя 2 на частоте настройки, которая регистрируется частотомером 9.

Напряжения на выходах регулятора

5 и управляемого генератора б в статическом состоянии не изменяются. По показаниям вольтметра 4 и частотомера 9 делают вывод о соответствии селективного усилителя 2 техническим требованиям.

Работа устройства в динамике поясняется графиками (фиг. 3). Контролер устанавливает ручку перестройки по частоте, а также другие органы настройки селективного усилителя 2 в требуемое положение. При значительных отклонениях частоты автоколебаний управляемого генератора б от частоти настройки селективного усилителя 2 начинается ее быстрый поиск.

В этом режиме напряжения на выходах устройства сопровождения 8 и амплитудного детектора 12 отсутствуют, поскольку колебания генератора б не проходят через селективный усилитель

2. При отсутствии напряжения на выходе амплитудного детектора 12 регулятор 5 амплитуды не эоздействует на амплитуду колебаний генератора б, т.е. цепь параметрической обратной связи разомкнута.

Известно, что чем выше стабильность амплитуды генератора 6, тем длительней переходной процесс в петле параметрической обратной связи.

Поскольку цепь обратной связи разомкнута, то осуществляется режим поиска.

Контроль селективного усилителя не производится. Поэтому требования к стабильности и форме колебаний невысоки. При этом устройство 11 поиска частоты может сканировать с максимально допустимой скоростью, опреде- ляемой инерционностями управляемого генератора б и селективного усилителя 2. Сигнал с выхода устройства поиска 11 воздействует на управляемый генератор 6 и перестраивает его по частоте.

При приближении этой частоты к частоте настройки селективного усилителя 2 устройство переходит в режим медленного поиска. На выходе амплитудного детектора 12 появляется сигнал, который воздействует на устройство 11 поиска таким образом, что скорость изменения выходного напряжения этого устройства и соответственно скорость изменения частоты автоколебаний управляемого генератора б уменьшаются. Одновременно амплитудный детектор 12 воздействует íà peryлятор 5 амплитуды, замыкая петлю параметрической обратной связи, и в ней начинается переходной процесс. В замкнутой петле осуществляется автоматическая стабилизация амплитуды, которая э установившемся режиме практически не зависит от элементов схемы управляемого генератора б и определяется только величиной напряжения эталонного источника 10. При этом значительно уменьшается коэффициент гармоник управляемого генератора б.

Режим медленного поиска продолжается до тех пор, пока частота этого генератора не станет равйой частоте настройки селективного усилителя 2.

После этого устройство переходит в режим сопровождения, который характеризуется наличием сигнала на выходе устройства 8 сопровождения, выполненного в виде фазового детек773540

ЗО

=.ора. При этом используется известное свойство селективкых цепей, имеющих нулевой фазовый сдвиг на частоте резонанса или квазирезонанса. Использование фазового детектора позволяет ниболее точно определить эту частоту.

На краях частотного диапазона.перестройки селективкога усилителя 2 мо-, гут происходить дополнительные фазовые сдвиги, вносимые элементами, ке входящими в селективную цепь, например разделительными конденсаторами.

Фазовый корректор 7 введен в устройство для компенсации этих сдвигов.

его элементы подбираются таким образом, что выходное напряжение устройства 8 сопровождения достигает максимума на частоте настройки (максимального усиления) селективного усилителя 2.

В режиме сопровождения система автоподстройки частоты, образованная блоками 6,1,2,7,8 и 11, автоматически поддерживает максимальное выходное напряжение устройства сопровождения 8 и изменения частоты настройки селективкога усилителя 2 сопровождается равными по величине и па знаку изменениями частоты автакалебаний управляемого генератора 6. В то же время система стабилизации амплитуды, образованная блоками 5,6 и 10, обеспечивает точное равенство амплитуды автоколебаний величине напряжения эталонного источника 10 и низкий коэффициент гармоник. При достаточно медленной автоматической или ручной перестройке селективнага усилителя 2 в режиме сопровождения можно по приборам 4 и 9 осуществлять контроль его коэффициента передачи ка частоте настройки. При неизменной частоте настройки наступает статическое состояние.

Регулятор 5 амплитуды и устройство 11 поиска 11 (фиг. 2) работает следующим образом.

В режиме быстрого поиска выходное напряжение порогового элемента 18 через резистор 19 подается на операционный усилитель 16 и поддерживает любое из состояний (касыщение или отсечка), при котором этот усилитель не обладает .усилительными свойствами.

При этом выходное напряжение операционного усилителя равно нулю или максимально и не влияет на амплитуду аМтсколебакий генератора 6.

В этом режиме сопротивление управляемого резистора 22 в устройстве поиска 11 минимально, через него протекает максимальный так ст источника питания на вход операционного усилителя 23 и проходит быстрый заряд конденсатора 26. Величина резистора

27 при этом максимальна.

Напряжение на выходе операционного усилителя 23 быстро возрастает и обеспечивает быструю перестройку управляемога генератора б па частоте.

Если в заданном диапазоне перестройки генератора частота настройки селективного усилителя ке обнаружена, то при максимальном уровне выходного напряжения операционного усилит ля

23. срабатывает пороговый элемент 24, резко уменьшается сопротивление управляемого резистора 27 и ка него разряжается конденсатор 26. После этого цикл быстрого поиска повторяется и выходное напряжение устройства поиска имеет пилообразную форму.

Если частота настройки селективного усилителя обнаружена, та ка выходе амплитудного детектора 12 появляется напряжение, опрокидывающее пороговый элемент 18 и начинается режим медленного поиска. При этом операционный усилитель 16 переводится в активное состояние и обладает большим усилением. На вход этогс усилителя поступают импульсы с выхода амплитудного ограничителя, образуемого элементами 13,14,15 и 17, амплитуда которых равна разности между амплитудой антакалебаний управляемого генератора б и напряжением эталонного источника 10. В петл,е параметрической обратной связи, содержащей блоки 5 и б, которые вместе с блоком 10 образуют систему стабилизации амплитуды, начинается переходный процесс.

Как известно, подобные системы могут работать без статической сшибки (астатизм первого порядка), если ани содержат интегратор. В качестве интегратора мажкс испольэовать операционный усилитель 16, охватив его емкастнсй отрицательной обратной связью. Однако, учитывая, чта управляемый генератор б является консервативной системой па огибающей, можно показат.-, что при интегральном регулировании предлагаемая система стабилизации амплитуды неустойчива. Устойчивость и астатизм можно обеспечить при интегропропарцианальксм регулировании. Это достигается введением резистора 20 и конденсатора 21 в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 16.

Таким образом, после окскчакия перехсднагс проце" ñà амплитуда автокслебакий управляемого генератора б в точности равна напряжению эталонного источника 10.

Одновременно с процессом установления стабильной амплитуды авт колебаний в режиме медленного поиска происходит умекьшение скорости перестройки управляемого генератора б по частоте. Эта необходимо,, тебы ке проскочить частоту настройки селективного усилителя. Па мере возрастания выходного напряжения амплитудного детектора 12 увеличиваетс:я сапро773540 тивление управляемого резистора 22 и уменьшается ток, протекающий через него на вход операционного усилителя

23. Это приводит к уменьшению скорости заряда конденсатора 26.

В режиме сопровождения на вход операционного усилителя 23 поступает также ток через резистор 25 от устройства 8 сопровождения. Суммарный входной ток обеспечивает величину выходного напряжения этого усилителя, необходимую для поддержания частоты © автоколебаний управляемого генератора 6, равной частоте настройки селективного усилителя 2. В частности, в стационарном состоянии (при равных и неизменных частотах) этот ток компен- Я .сирует разряд конденсатора 26 через управляемый резистор 27, имеющий максимальное сопротивление, и через входную проводимость операционного усилителя 23. При этом напряжение на щ выходе этого усилителя не изменяется.

Введение новых блоков позволяет обеспечить высокие точность и быстродействие прибора. С помощью регулятора амплитуды 5, в котором реализуется интегропропорциональный закон управления, осуществляется калибровка управляемого генератора по амплитуде в режиме сопровождения. Введение компаратора 3 позволяет использовать метод сравнения при измерении З0 .коэффициента передачи селективного усилителя 2. Этот метод значительно точнее метода прямого отсчета. Введение эталонного источника 10 также способствует повышению точности из- 35 мерения и позволяет подавать на компаратор непосредственно напряжение этого источника, поскольку амплитуда колебаний в точности равна этому напряжению. Введение амплитудного де- 4() тектора 12 позволяет реализовать максимальную скорость поиска При значительных отклонениях частоты автоколебаний управляемого генератора 6 от частоты настройки селективного уси.- лителя 2, а затем по мере сближения этих частот снизить эту скорость и

° ввести в действие систему стабилизации амплитуды. Введение фазового корректора 7 позволяет скомпенсировать фазовые сдвиги в элементах селективного усилителя 2, не входящих в его селективную систему, и снизить погрешность определения частоты настройки на границах диапазона перестройки селективного усилителя 2. 55

Схема регулятора 5 амплитуды позволяет обеспечить точную и устойчивую работу управляемого генератора 6

s режиме сопровождения и малое время в режиме установления амплитуды это- @» го генератора (режима поиска).

Устройство может быть использовано для контроля селективных усилителей типа У2-8 и селективных .вольтметров типа В6-9.

Затраты рабочего времени на. настройку каждого прибора сокращаются на

3 5Ъ.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля селективных усилителей, перестраиваемых по частоте, содержащее частотомер, вольтметр, регулятор амплитуды и аттенюатор, выходом соединенный с входом испытуемого селективного усилителя, выход которого через последовательно соединенные устройства сопровождения и поиска частоты подключен к управляющему входу управляемого генератора, о т л и ч а ю щ е евЂ” с я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, в него введены эталонный источник напряжения, фазовый корректор, компаратор и амплитудный детектор, выходом соединенный с одним из входов регулятора амплитуды и с вторым входом упомянутого устройства поиска частоты, а вход амплитудного детектора подключен к входу частотомера, к одному из входов устройства сопровождения частоты и к одному из входов компаратора, выход которого соединен с входом вольтметра, а другой вход компаратора подключен к выходу эталонного источника напряжения и к второму входу регулятора амплитуды, третий вход которого соединен с выходом управляемого генератора, с входом аттенюатора и с входом фазового корректора, выходом соединенного с вторым входом устройства сопровождения частоты.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что регулятор амплитуды выполнен в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через первый резистор соединен с корпусом устройства и с выходом диода, входом соединенного с конденсатором и с вторым резистором, а его инвертирующий вход через третий резистор соединен с выходом пороговоГ го элемента и через последовательно соединенные четвертый резистор и конденсатор подключен к выходу упомянутого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3904964, кл. 325-67, 1974.

2. Измерения в электронике. Справочник. Под редакцией Доброхотова В.й с. 166, рис. 18-2-2 (прототип).

Быстрыд Кедаанпши Сои,рдф поимел поиск

Реж о ра5отпь! услужай стп8о

Фиг, д

Составитель Л. Муранов

Редактор М.Недолуженко Техред М . Рейвес Корректор N. Пожо

Заказ 7495/58 Тираж 1019 Подписное

BHHHIIH 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