Автоматический измеритель неравномерности частотных характеристик

359607

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл, Ст 01г 23/20

Заявлено 07.VII.1969 (№ 1345277/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.Х1.1972. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 16.1.1973

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете тлинистров

СССР

УДК 621.317.757 (088.8) Авторы изобретения

В. Н. Кустовская, А. Д. Ниженский и Ю. А. Скрипник

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заявитель

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Предлагаемое устройство относится к области радиоизмерительной техники и предназначено для измерения и регистрации малых неравномерностей амплитудно-частотных характеристик звеньев радиотехнических цепей. Устройство может быть использовано для измерения и регистрации малых неравномерностей электрических фильтров, широкополосных усилителей, аттенюаторов и других звеньев.

Известны автоматические измерители неравномерности частотных характеристик, содержащие генератор управляемой частоты, опорный генератор с автоматической регулировкой амплитуды выходного напряжения, детектор и регистрирующий каскад.

С целью увеличения разрешающей способности и расширения диапазона измерения в предлагаемом измерителе выходы генератора управляемой частоты и опорного генератора подключены через автоматический переключатель и усилитель с автоматической регулировкой коэффициента усиления ко входу управляемого делителя напряжения, а также через соответствующий вход второго автоматического переключателя ко входу исследуемого объекта, причем выход последнего через фазочувствительный выпрямитель и исполнительный механизм подключен одновременно с другим входом второго автоматического переключателя к выходу управляемого делителя напряжения.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого автоматического измерителя неравномерностей частотных характеристик; на фиг. 2 — графики напряжений на выходе от5 дельных блоков.

Выходы генератора 1 управляемой частоты и опорного генератора 2 с автоматической регулировкой амплитуды выходного напряжения соединены со входами автоматического пере10 ключателя т, который управляется напряжением низкочастотного генератора 4. Частота низкочастотного генератора 4 выбрана многим меньше частоты генераторов 1 и 2. На вход усилителя 5 с автоматической регулировкой

15 коэффициента усиления поочередно воздействуют пакеты напряжений генераторов 1 и 2 (фиг. 2,a). Благодаря автоматической регулировке коэффициента усиления в выходном напряжении усилителя 5 подавляется амплитуд20 ная модуляция (фиг. 2,б), возникающая из-за некоторого неравенства амплитуд колебаний генераторов 1 и 2. Пакетное напряжение, состоящее из колебаний разных частот, с выхода усилителя 5 с автоматической регулировкой

25 коэффициента усиления поступает непосредственно на один из входов второго автоматического переключателя 6, который работает синхронно с автоматическим переключателем

8. Одновременно пакетное напряжение с вы30 хода усилителя 5 с автоматической регулировкой коэффициента усиления поступает и на

359607

30

45

55

65 управляемый делитель напряжения 7 через предусилитель 8 с коэффициентом усиления, равным начальному коэффициенту деления управляемого делителя напряжения 7. Выходное напряжение этого делителя (с движка реохорда R<) подано на второй вход второго автоматического переключателя б. Работа автоматических переключателей 8 и б сфазирована таким образом, что через управляемый делитель напряжения 7 проходят колебания только фиксированной частоты опорного генератора 2, а колебания с генератора 1 управляемой частоты проходят па выход второго автоматического переключателя б без ослабления. При начальном положении движка управляемого делителя напряжения результирующий коэффициент передачи делителя 7 и предуоилителя 8 равен единице, м на выход второго автоматического переключателя б поступает пакетное напряжение, состоящее из колебаний разных частот с одинаковыми амплитудами. Пакетное напряжение, проходя через исследуемый объект 9, испытывает различное затухание (усиление) для колебаний разных частот. В результате этого напряжение на выходе исследуемого объекта 9 оказывается промодулированным по амплитуде (фиг. 2,в) с глубиной модуляции, пропорциональной неравномерности частотной характеристики исследуемого обьекта 9 на частоте генератора 1 управляемой частоты, относительно фиксированной частоты опорного генератора 2.

Модулированное напряжение детектируется квадратичным детектором 10, и напряжение огибающей частоты коммутации (фиг. 2,г) усиливается низкочастотным усилителем 11 и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 12; в качестве опорного напряжения последнего используется напряжение низкоч астот ного генератор а 4.

Выпрямленное напряжение подается на исполнительный механизм 18, например катушку возбуждения электромагнита, сердечник которого кинематически связан с движком управляемого делителя напряжения 7 и с пером регистрирующего каскада 14. Под действием управляющего тока движок управляемого делителя напряжения начинает перемещаться, уменьшая или увеличивая амплитуду колебаний опорного генератора 2, которые поступают на исследуемый объект (фиг. 2,д). Движок управляемого делителя напряжения начинает перемещаться до тех пор, пока напряжение на выходе фазочувствительного выпрямителя

12 не станет равным нулю, т. е. не исчезнет модуляция в выходном напряже ни исследуемого объекта 9. При установившемся положении движка управляемого делителя напряжения глубина модуляции на выходе второго автоматического переключателя б, т. е. на вхо:де исследуемого объекта, станет равной глубине модуляции на выходе исследуемого обьекта при начальном положении движка управляемого делителя напряжения, причем фазы огибающих противоположного знака. Таким образом, положение движка управляемого делителя напряжения на диаграммной ленте регистрирующего каскада 14 соответствует значению неравномерности частотной характеристики исследуемого объекта для каждои частоты перестраиваемого генератора 1 управляемой частоты.

Частота генератора 1 управляемой частоты регулируется электромеханическим способом с помощью двигателя 15, кинематически связанного с протяжкой бумаги регистрирующего каскада 14. Перемещения движка управляемого делителя напряжения и пера регистрирующего каскада в результате автоматической демодуляции напряжения на выходе исследуемого объекта однозначно воспроизводят изменения частотной характеристики исследуемого объекта в диапазоне частот генератора

1 управляемой частоты.

Поскольку управляемый делитель напряжения работает на фиксированной частоте опорного генератора 2, то его собственная неравномерность частотной характеристики не влияет на результат измерения.

При измерении малых неравномерностей (менее 0,5 дб) на результат измерения начинает оказывать влияние остаточная модуляция 0а выходе усилителя 5 с автоматической регулировкой коэффициента усиления. Для уменьшения этой погрешности выходное напряжение этого усилителя поступает на дополнительный квадратичный детектор lб, который выделяет переменное напряжение частоты коммутации, пропорциональное глубине паразитной модуляции. Это напряжение усилиьается вторым низкочастотным усилителем 17 н выпрямляется вторым фазочувствительным выпрямителем 18.

Выпрямленное напряжение поступает на управляющий вход опорного генератора 2 и регулирует амплитуду его колебаний. При достаточно большом коэффициенте усиления второго низкочастотного усилителя 17 паразитпая модуляция па выходе усилителя 5 с автоматнческой регулировкой коэффициента усиления полностью подавляется, что позволяет с повышенной точностью измерять и регистрировать малые неравномерности частотных характеристики к.

Использование квадратичных детекторов вместо линейных снижает влияние гармоник напряжения генератора 1 управляемой частоты на точность измерения. Использование двух одинаковых детекторов (10 и lб) исключает влияние неравномерности их собственной частотной характеристики на результат измерения неравномерности частотной характеристики исследуемого объекта 9.

В качестве управляемого делителя напряжения и регистрирующего каскада может быть использован стандартный самописец уровней типа Н110. Остальные блоки схемы реализуются общеизвестными электронными схемами.

Пределы измерения устройства задаются соотношением сопротивлений реохорда RI и ре359607 зистора R2 управляемого делителя напряжения, причем начальный коэффициент деления устанавливают при среднем положении движка, в результате чего возможна регистрация как завалов, так и подъемов частотной характеристики исследуемого объекта.

Экспериментальная поверка показала возможность выполнения автоматического измерителя малых неравномерностей частотных характеристик различных четырехполюсников на основе самописца Н110 с пределом измерения

+-0,5 дб (Ri —— 0,1R ) и погрешностью измерения не более 0,01 — 0,02 дб.

Предмет изобретения

Автоматический измеритель неравномерности частотных характеристик, содержащий генератор управляемой частоты, опорный генератор с автоматической регулировкой амплитуды выходного напряжения, детектор и регистрирующий каскад, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности и расш|ирения диапазона измерения, выходы двух Генераторов подключены через автоматический переключатель и усилитель с автоматической регулировкой коэффициента усиления ко входу управляемого делителя напряжения, а также через соответствующий вход второго автоматического переключателя ко входу исследуемого объека, причем выход последнего через фазочувствительный выпрямитель и исполнительный механизм подключен одновременно с другим входом второго автоматического переключателя к выходу управляемого делителя напряжения.

359607

Фцг. 2

Редактор Т. Морозова

Заказ 4197/15 Изд. № 1750 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель Н. Герасимова

Техред Л. Богданова

Корректоры: В. Петрова и E. Давыдкина