Устройство для измерения добротности колебательных @ -контуров Советский патент 1985 года по МПК G01R27/26 

11

Изобретение относится к технике измерений.и может быть использовано для измерения добротности катушек индуктивности низкочастотных фкльтРОВ и колебательных контуров с нелинейными элементами.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений в области низких частот.

На фиг.1 представлена структурная схема устройстваJ на фиг.2 - временные диаграммы, пoяcняюD иe его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные колебательньш 1С--к6нтур 1, ключ 2, генератор 3 постоянного тока, а также нуль-орган 4, выход которого соединен с входами двух каналов 5 и 6, каждый из которых содержит формироратели 7 и 8 интервала, выходы которьгх соединены с измерителями 9 и 10 длительности интервала, выходы которых соединены с входами блока 11 деления, генератор 12 импульсов запуска, выход которого соединен с входом формирователя 8, и клемму 13 устройства для подк.пючения исследуемого LC-контура.

Устройство работает следующим образом.

Импульс запуска: с выхода генератора 12 открывает ключ 2 (фиг.2а,б), обеспечивая накопление электромагнитной энергии в исследуемом колебательном контуре 1 от генератора 3. Длительность протекания тока через колебательный контур 1 должна быть не менее времени переходного процесса накопления энергии, чтобы к момен ту окончания импульса запуска в колебательном контуре установился режим.

По окончании действия импульса за пуска ключ 2 закрывается (фиг.2а,б, момент Ьо) и на выходе исследуемого колебательного контура возникают свободные затухающие колебания. Одновременно задний фронт импульса запуска инициирует процесс формирова ния интервала T,t,-tQ -в формиро вателе 8 (фиг.2г, момент ig ).

Напряжение U(t) на конденсаторе С контура 1 при закрытом ключе 2 изменяется по следующему закону:

coscDet-QeinWct, VI)

напряжение на конденсаторе в момент времени

коэффициент затухания;

06

2L сопротивление LC -контура,

г

L индуктивность;

НгсЧ

Г г г.- частота свободных затухающих колебаний ,

п- - -измеряемая добротность, 21 2L

Ci) - собственная частота ЦС контура.

При переходе колебания ) через первое нулевое значение в момент времени ,T, (фиг.26) выражение (1) обращается в нуль и тогда справедливо равенство: cos СОсТ,

, ; (2)

0( W

При обеспечении формирования фазового сдвига СО с Т, в пределах интервала ,, выражение (2) принимает вид:

(3)

Q

CJcT,.

При каждом переходе свободным затухающим Kone6aHVieM через нулевое значение нуль-орган 4 вырабатьшает короткий фиксирующий импульс (фиг.2в). В момент достижения затухающим колебанием своего первого нулевого значения (фиг.26, момент 4i ) на выходе нуль-органа 4 вырабатывается импульс, который завершает процесс формиррвания интервала (t -t) в формирователе 8 и одновременно начинается формирование интервала () в формирователе 7. В измерителе 10 длительности фиксируется сигнал Ц, пропорциональный длительности интервала (tpi-t,) от момента возникновения колебания до момента достижения им первого нулевого значения.

Очередной импульс с выхода нульоргана 4 при повторном переходе затухающим колебанием через нулевое значение завершает формирование интервала () в формирователе 7. При этом в измерителе длительности

9 фиксируется сигнал М, пропорциональный ;у;ительности одного из полупериодов затухающего колебания.

На выходе блока 11 деления, формирующего отношение полученных длительностей, воспроизводится сигнал, пропорциональный измеряемой добротности колебательного ,С -контура.

которая с учетом (3) имеет следующем математическое выражение колебаннГс

М TC.

т-т;

Т -йГ

полупериод затухающих колебаний.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ L С-КОНТУРОВ, содержащее генератор импульсов запуска, первый формирователь. интервала, два измерителя длительности интервалов и блок деления, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений в области низких частот, в него введены нуль-орган второй формирователь интервала,ключ и генератор постоянного тока, при этом выход генератора постоянного тока через ключ соединен с клеммой устройства для подключения исследуемого LC -контура и входом нуль-органа, выход которого соединен с входами формирователей интервала, вход запуска второго из которых соединен с выходом генератора импульсов запуска и управляющим входом ключа, выходы первого и второго формирователей интервала через измерители длительности интервалов соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого является выходом устройства.

//

Г

fpU2.f

фие. 2