Высокочувствительное устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников Советский патент 1985 года по МПК G01R29/26 

Изобретение относится к радиоэлектронике и используется преимущественно для контроля шумовых характеристик двухполюсников, например резисторов, с целью определения их качества и прогнозирования на- . дежности. Известно устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников, содержащее источник пилообразного напряжения, исследуемьй двухполюсник и балластную нагрузку, под соединенную к входу измерителя шума выход которого соединен с входами блока сравнения, и линию задержки. Выход блока сравнения нагружен через пороговый элемент на вход блока управления, выход последнего соединен с блоком первоначальной компен- сации. На выходе порогового элемен.та включен индикатор у . Недостатками данного устройства являются малая чувствительность измерения, обусловленная использованием прямого метода измерения шумов и сложная схема обработки сигнала, включающая громоздкую линию задержки для реализации большого времени задержки. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников, сод ержащее источник низкочастотного .переменного напряжения, индикатор, балластнь1й резистор и соединенные последовательно разделительный трансформатор, широкополосный усилитель., первый детектор, узкополосный усилитель и второй детек тор, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом, конец первичной обмотки разделительного трансформатора через балластный резистор соединен с общей щиной устро ства и вторьи входным зажимом 21 По протекании через резистор одновременно с переменным током .от од ного источника постоянного тока от , другого источника, равного по велич не переменному, имеет место модуляция избыточ НЬ1х шумов всех частот, причем частота огибающей равна част те приложенного переменного напряжения. Промодулирова:нные избыточные шумы измеряемого резистора усиливаются широкопопос ым усилителем, поступают на вход детектора, затем на 052 избирательный усилитель, синхронный детектор и измеряются вольтметром. От генератора низкочастотного напря- жения на синхронный детектор подает- сч опорное напряжение. Однако известное устройство характеризуется тем, что оно позволяет непосредственно замерять напряжение шума только при фиксированном напряжении нагрузки, равном сумме значений постоянного напряжения и среднего за период синусоидального напряжения. Однако часто при исследовании шумовых свойств двухполюсНИКОВ необходимо знать, является ли крутизна нагрузочной характеристики шума У ijj i(U) постоянной на всем участке изменения напряжения нагрузки, а если изменяется, то при каком Iзначений (ц начинается это изменение. Известное устройство не.определяет место, в котором происходит изменение крутизны характеристики. Кроме того, оно. недостаточно чувствительно. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем-, что в устройство для контроля пгумовых характеристик двухполюсников, содержащее источник низкочастотного переменного напряжения, ин дикатор, балластньш резистор и соединенные последовательно разделительный трансформатор, широкополосный усилитель, первый детектор, узкополосный усилитель и второй детектор, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом, конец первичной обмотки разделительного трансформатора через балластный резистор соединен с общей шиной устройства и вторьм входным зажимом, введены генератор пилообразного напряжения, смеситель и диd4)вpeнциpyющий элемент, причем 1выход второго детектора через дифференцирующий элемент соединен с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход которого соединен с индикатором, а второй выход - с первым входом смесителя, вьссод которого соединен с средним выводом первичной обмотки раздели.тельного трансформатора, а в.ыход источника низкочастотного переменного напряжения соединен с вторым входом , смесителя, На фиг.1 изображена блок-схема . устройства для контроля шумовых характеристик двухполюсников; на фиг.2 - нагрузочная характеристика шума исследуемого двухполюсника;на фиг.З - напряжение нагрузки после смесителя;на Лиг.4 - напряжение на выходе узкополосного усилителя на фиг.5 - напряжение на выходе второг детектора,на фиг.6 - напряжение на выходе дифференцирукяцего элемента. Устройство содержит генератор I пилообразного напряжения, источник низкочастотного переменного напряже ния, смеситель 3, разделительный трансформатор 4, щирокополосньй уси литель 5, первый детектор 6, узко полосный усилитель 7, второй детектор 8, диффе;ренциальный элемент 8, индикатор 10, балластный резистор измеряемый двухполюсник 12, - Генератор пилообразного на.пряжения подключен к .входу смеситё:ля 3, на второй вход которого подключен источник 2 низкочастотного переменного напряжения, выход которого сое динен со средней точкой первичной обмотки разделительного трансформатора 4, один вькод которой нагружен на измерительный двухполюсник 12, второй вывод - на балластный резнетор П, а вторичная обмотка трансформатора 4 соединена с последовательно включенными широкополое усилителем 3., детектором 6, узкополосным усилителем 7, вторым детектором 9, дифференцирующим элементом который подключен к входу генератора 1 пилообразного напряжения, второй выход которого соединен с индикатором 10, Устройство работает следующим об разом. На смеситель 3 подаются пилообразное напряжение от генератора 1 и низкочастотное переменное напряжение от источника 2, Суммарное напря жение фиг,3) поступает на среднюю точку разделительного трансформатор в результате чего в первичной обмот протекают электрические токи в разном направлении через измеряемый дв полюсник 12 и балластный резистор 1 В результате на выводах двухполюсника возникает шумовое напряжение, изменяющееся по закону протекающего тока. Б балластном резисторе, представляющем собой проволочное сопротивление, шумы отсутствуют. При равенстве плеч разделительного трансформатора 4 токи нагрузки вьиитают- ся и во вторичную обмотку трансформи- рз/ются .токовые шумы, которые усилива- ЮТСЯ широкополосным усилителем 5, детектируются, поступают на вход узкополосного усилителя, настроенного на частоту низкочастотного переменного напря кения. При достижении нагрузкой значения („„ , при котором происходит изменение крутизны нагрузочной шумовой характеристики двухполюсника (Аиг.2), происходит изменение огибающей модулированных шумов (фиг,4), на выходе дифференцирующего элемента 9 вырабатьюается импульс (гЬиг.б), который останавливает пилообразное напряжение от генератора 1, и индикатор фиксирует напряжение нагрузки, соответствующее изменению крутизны нагрузочной Шумо.вой характеристики. Практически раализация предлагаемого устройства возможна из типовых радиотехнических блоков. Например, в качестве генератора пилообразного напряжения используется прибор Гб-27, в качестве источника 2 низкочастотного переменного напряжения прибор ГЗ-47 (частота модуляции ; выбрана Гщ 1 Гц), смеситель 3 представляет собой два резистивных делителя напряжения с общим плечом, разделительный трансформатор представляет собой промышленный трансформатор, широкополосный усилитель 5 собран на промьш1ленной микросхеме серии К140 с полосой пропускания 0,1Гц, дифференциальный элемент собран на R и С элементах. Устройство позволяет измерять нагрузочную шумовую характеристику и определять напряжение, при котором характеристика меняет крутизну, с чувствительностью на порядок выше.

ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащее источник низкочастотного переменного .напряжения, индикатор, балластный резистор и соединенные последовательно раэделитеЛьньтй трансформатор, широкополоеньй усилитель, первый детектор, узкополосньЕЙ усилитель и второй детектор, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом, конец первичной обмотки разделительного трансформатора через балластный резистор соединен с общей шиной устройства и вторым входным зажимом, отличающееся тем, что, с целью повьппения чувствительности и расширения функциональных возможностей, в него введены генератор пилообразного напряжения, смеситель и дифференцирующий элемент, причем вьгход второго детектора через дифференцирующий элемент соединен с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход (Л которого соединен с индикатором, а с: второй выход - с первым входом смесителя, выход которого соединен с среднш-j выводом первичной обмотки разделительного трансформатора, а выход источника низкочастотного переменного напряжения соединен с вторым входом смесителя. СП со ОС)

U

время Фа.3