Автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)781711

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 111278 (21) 2693642/26-21 с присоединением заявки Мо (23) приоритет

Опубликовано 23.1130. Бюллетень Мо 43 (51)М. К .

G 01 R 27/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317.

33 (088 8) Дата опубликования описания 25.1180 (72) Авторы изобретения

Г.A. Дейнега и В.И. Косюк (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЧЕТЫРЕХДЕТЕКТОРНЫЙ

ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис- . пользовано для измерения полных сопротивлений и комплексных коэффициен- 5 тов передачи преобразователей электрических сигналов, а также для снятия амплитудно-фазочастотных характерис.тик преобразователей механическнх сигналов в диапазонах низких и инфраниз- 1О ких частот.

Известен аналоговый измеритель комплексного коэффициента передачи четырехполюсников, содержащий опорный генератор и "множительное устройство" 15 на операционных усилителях, снабженное термопреобразователями, амплитудным детектором, магнитоэлектрическими логометрами и переключателем, причем нагреватели термопреобразователей подключены к выходам операционных усилителей, а их термопары, включенные попарно и встречно, соединены со входами дифференциальных усилителей, выход каждого из которых через 25 фильтр нижних частот соединен с одной из обмоток магнитоэлектрических логометров, а вход амплитудного детектора соединен с опорным входом прибора, а его выход — с нагревателем. термопреобразователя, термопара которого через усилитель связана со вторыми обмотками магнитоэлектрических логометров, а через переключатель— с нагревателем преобразователя (1j.

Недостатками измерителя являются неавтоматический характер измерений, что приводит к необходимости дополнительных расчетов для определения модуля и фазы комплексных коэффициентов передачи четырехполюсников, ограниченные функциональные возможности, что не позволяет производить измерения полных сопротивлений двухполюсников, относительная сложность конструкции и большое время измерений на инфранизких частотах, определяемое постоянной фильтров нижних час- тот..

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являет- . ся автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров

СВЧ-тракта, содержащий генератор перестранваемой частоты, мостовой измерительный блок, фазосдвигающие блоки на базе двойных волноводных тройников и волноводных отрезков, четыре сумматора опорного и измеряемого сиг781711 налов, четыре детектора-квадратора, четыре фильтра нижних частот, два дифференциальных усилителя и электроннолучевой индикатор (2 j.

Недостатками данного устройства являются большое время измерений в диапазоне низких и инфранизких частот, определяемое постоянной времени фильтров нижних частот детекторных каскадов, малый коэффициент перекрытия диапазона частот, не превышающий

10, определяемый свойствами фазосдвигающих цепочек, сложность схемы и конструкции.

Цель изобретения — повышение быстродействия и увеличение широкополосности диапазона низких и инфраниз- 15 ких частот.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров, содержащий генератор перестра- gp иваемой частоты, первый выход которого соединен со входом измерительного блока, выход которого подключен к измерительным входам четырех сумматоров,выходы которых соединены соответственно с четырьмя детекторами-квадраторами, электроннолучевой индикатор, два дифференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электроннолучевого индикатора, введены ЗО четыре блока запоминания амплитудных значений сигналов со сбросом памяти, входы которых соединены с выходами четырех детекторов-квадраторов, а выходы — со входами двух дифференциаль- З5 ных усилителей, четыре дополнительных выхода генератора перестраиваемой частоты подключены соответственно к опорным входам четырех сумматоров.

На .чертеже представлена блок-схема устройства в режиме измерения комплексных коэффициентов отражения двухполюсников (полных сопротивлений).

Устройство содержит генератор 1 45 перестраиваемой частоты, например типа Г6-26, с основным выходом 2 и дополнительными выходами 3-6,измерительный блок 7 мостового типа с исследуемым двухполюсником 8, сумматоры 9-12, 5р детекторы-квацраторы 13-16, блоки 1720 для запоминания амплитудных значений сигналов с автоматическим или ручным сбросом памяти, дифференциальные усилители 21 и 22, электроннолучевой индикатор 23.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Вида Ооs!nt5t (Up — амплитуда, щ — круговая частота, t — время) с основного выхода 2 генератора @)

1 поступает на мостовой из1иерительный блок 7 с исследуемым двухполюсником 8. С .выхода измерительного блока 7 сигнал вида

k p Uz s 1 и (uD t+ 9), где k„ — коэффициент передачи измерительного блока 7; р модуль коэффициента отраже ния исследуемого двухполюсника 8, ч — фаза коэффициента отражения исследуемого двухполюсника 8; поступает на измерительные входы сумматоров 9-12.

С дополнительных выходов 3-6 генератора 1 перестраиваемой частоты, имеющих фазы 0, 90, 180, 270", поступают на опорные выходы сумматоров

9-12 сигналы вида

U s inst, U sin(u0t + 90 ), U sin(uut + 180 )

U sin(e)t + 270 ).

Напряжейия, поступающие на входы детекторов-квадраторов 13-16,имеют вид

"рх ц k Ä k РО о ь 1 и (ю + ) + k 3 Up ь 1 и Х, U<>4=k k> Оо s i n (uut+g) +

+ k>UIIs! и (uut + 180 ), ОЬхю =k k,р00 s i n (uut+ ) +

+ k>U>s i n (vent + 90 )

О Х ц,- . k Q U 0 s и (Ull t+ 4 ) +

+ k> U>s i n (u0t + 2700) где — коэффициент передачи сумматора для измеряемого сигнала;

k — коэффициент передачи сумматора для опорного сигнала.

Можно принять k> = k> = k<, à k< = 1.

На выходах детекторов-квадраторов

13-16 амплитуды напряжений описываются. выражениями

Овыкс = k ЕдО (1+р +2gs in%), О@,1к(=" к кто (1+Я вЂ” 2j s i ич ), где k — коэффициент передачи сигнаА ла детектором-квадратором.

Аналогичными выражениями описываются и постоянные напряжения, которые появляются на выходах блоков 17-20 для запоминания амплитудных значений сигналов.

В результате попарного вычитания этих постоянных напряжений дифференциальными усилиями получаем

Ог.2.вых 1 с Ф д.Оо 4 где k„— коэффициент передачи дифференциального усилителя.

После подачи сигналов 021бых и

U 8 „ на электроннолучевой индика- .

2Х ВЬИ тор 3 получаем на экране световое пятно, радиус отклонения которого от центра трубки R характеризует модуль коэффициента отражения, а угол отклонения радиус-вектора от вертикали М вЂ” фазу коэффициента отражения

=4К k К К Ц О.

УС С Д, И О"

781711

Формула изобретения

Составитель Л. Фомина

Техред М.Петко Корректор Н. Швыдкая

Редактор Е. Шишкин

Тираж 1019 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8121/48

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 где — чувствительность индикатора.

Ч = arete

U изм "г. выл,.

Данный автоматический измеритель комплексных параметров обеспечивает измерения на инфранизких частотах эа время, не более одного периода сигнала в широком диапазоне частот.

Сброс памяти позволяет многократно повторять измерения.

С помощью данного устройства можно также измерять комплексные коэффициенты передачи преобразователей электрических сигналов (четырехполюсников), а также комплексные коэффициенты передачи преобразователей механических сигналов (сейсмоприемников, микрофонов, гидрофонов и т. д. ), меняя лишь конструктивное выполнение измерительного блока 7.

Автоматический четырехдетекторный измеритель комплексных параметров, содержащий генератор перестраиваемой частоты, первый выход которого соединен со входом измерительного блока, выход которого подключен к измеритель-, ным входам четырех сумматоров, выходы которых соединены соответственно с четырьмя детекторами-квадраторами, электроннолучевой индикатор,два диф ференциальных усилителя, выходы которых соединены соответственно с двумя отклоняющими пластинами электроннолучевого индикатора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения быстродейСтвия и увеличения широкополосности в диапазоне низких и инфранизких частот, введены четыре блока запоминания амплитудных значений сигналов со сбросом памяти, входы которых соединены с выходами четырех

15 детекторов-квадраторов, а выходы— со входами двух дифференциальных усилителей, четыре дополнительных выхода генератора перестраиваемой частоты подключены соответственно к опорным

2О входам четырех сумматоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 432427, кл. G 01 R 29/00, 10.02.72.

2. Бондаренко И. К., Дейнега Г.А., Маграчев 3.В. Автоматизацйя измерений . параметров СВЧ-трактов.М., "Советское радио", 1969, с. 24-26 (прототип).