Устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников Советский патент 1988 года по МПК G01R29/26 

lit

а

W

I

11

I

12

00

ч

о

Од

ю

Изобретение относится к области электроизмерений. Целью изобретения является повышение точности определения точки перегиба нагрузочной характеристики двухполюсника. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены второй дифференцирующий элемент, два квадратора и второй сумматор, обеспечивающие исключение инерционности при детектировании испытательного сигнала. На чертеже показаны генератор 1 пилообразного напряжения, источник 2 низкочастотного переменного напряжения, сумматоры 3 и 11, разделительный трансформатор 4, широкополосный усилитель 5, детектор 6, узкополосный усилитель 7, дифференцирующие элементы 8 и 12, квадраторы 9 и 10, балластный резистор 13, индикатор 14 и контролируемый двухполюсник 15. Индикатор фиксирует напряжение нагрузки и соответствующие точки перегиба нагрузочной шумовой характеристики. 2 ил. (Л

Фи1.1

Изобретение относится к технике электроиэмерений и может быть использовано для контроля шумовых характеристик двухполюсников.

Цель изобретения - повышение точности определения точки перегиба нагрузочной характеристики двухполюсника путем исключения инерционности при детектировании испытательного сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - сигналы в различных точках схемы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, источник 2 низкочастотного переменного напряжения, сумматор 3, первый и второй входы которого соединены с вторым выходом генератора 1 и выходом источника 2 соответственно, последовательно включенные разделительный трансформатор 4, широкополосный усилитель 5, детектор 6 и узкополосный усили- тель 7, дифференцирующий элемент 8, квадраторы 9 и 10, последовательно включенные сумматор 11 и дифференци- элемент 12, выход которого соединен с входом генератора 1, баллас- тный резистор 13 и индикатор 14, вход которого соединен с первым выходом генератора 1. Начало первичной обмотки трансформатора 4 соединено с входным зажимом .устройства и с первым вы- водом контролируемого двухполюсника 15, конец через резистор 13 - с вторым входным зажимом, вторым выводом контролируемого двухполюсника 15 и общей шиной устройства.

Устройство работает следующим образом.

На сумматор 3 подаются пилообразное напряжение от генератора 1 и низкочастотное синусоидальное напряжени от источника 2. Суммарное напряжение поступает на среднюю точку трансформатора 4, в результате чего в его первичной обмотке протекают токи в разных направлениях через контроли- руемый двухполюсник 15 и резистор 13 В результате на выводах двухполюсника 15 возникает шумовое напряжение изменяющееся по закону протекающего тока. В резисторе 13, представляющем собой проволочное сопротивление, шум отсутствуют. При равенстве плеч трансформатора 4 токи нагрузки вычитаютс и во вторичную обмотку трансформируются токовые Ш.УМЫ, которые усиливаются усилителем 5, детектируются детектором 6 и поступают на вход усилителя 7, настроенного на частоту сигнала источника. На выходе усилителя 7 образуется гармонический сигнал, амплитуда которого пропорциональна крутизне нагрузочной характеристики контролируемого двухполюсника 15.

Сигнал и (t) с выхода усилителя 7 описывается уравнением

и, (t) A-sinJ t,

где А - амплитуда сигнала;

51 - частота сигнала источника; t - текущее время. Этот сигнал поступает на входы дифференцирующего элемента 8 и квадратора 9.

Сигнал на выходе дифференцирующего элемента 8 dU,(t) и g(t) Kg--д.- -K.Aftcosn t,

Где К J - коэффициент передачи дифференцирующего элемента 8. Коэффициент К устанавливают равным 1/ , поэтому можно записать

Ug(t) -А созЛ t.

Сигнал и. (t) поступает на вход квадратора 10.

На выходах квадраторов 9 и 10 об- разуются сигналы L)q(t) и 1)(1), определяемые уравнениями:

Uglt) Uj (t) К Asin flt; U,o(t) и , (t) К Acos nt,

где К - коэффициент передачи квадраторов.

Эти сигналы суммируются в сумматоре II, и на его выходе образуется сигнал и„ (t) и, (t)-f- и,с It) KA 5in nt + 2КА.

Таким образом на выходе сумматора 11 образуется аналоговый сигнал с уровнем, пропорциональный квадрату амплитуда сигнала U-, (t) . Этот сигнал поступает на вход дифференцирующего элемента 12.

При достижении нагрузкой значения и , соответствующего точке перегиба нагрузочной характеристики, происходит изменение амплитуды А сигнала U-,(t) (фиг.2а), при этом изменяется уровень сигнала U , (t) (фиг.26), а на выходе элемента 12 вырабатывается импульс (фиг.2в), который останавливает рост пилообразного напряжения генератора 1, и индикатор 14 фиксирует напряжение нагрузки, соответствующее точке перегиба нагрузочной шумовой характеристики.

Формула изобретения

Устройство для контроля шумовых характеристик двухполюсников, содержащее генератор пилообразного напряжения, первый дифференцирующий элемент, выход которого соединен с входом генератора пилообразного напряжения, индикатор, вход которого соединен с первым выходом генератора пилообразного напряжения, первый сумматор, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора пилообразного напряжения, источник низкочастотного переменного напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, балластный резистор и последовательно включенные разделительный трансформатор, щироко 7

f

J

0

5

0

5

полосный усилитель, детектор и узкополосный усилитель, причем начало первичной обмотки разделительного трансформатора соединено с входным зажимом, конец чеоез балластный резистор - с общей шиной устройства и вторым входным зажимом, а средняя точка - с выходом первого сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения точки перегиба нагрузочной характеристики контролируемого двухполюсника, в него введены второй дифференцирующий элемент, первый и второй квадраторы и второй сумматор, при этом входы первого квадратора и второго дифференцирующего элемента подключены к выходу узкополосного усилителя, выход первого квадратора непосредственно, а выходы второго дифференцирующего элемента через второй квадратор подключены к соответствующим входам второго сумма -ора, выход которого подключен к входу первого дифференцирующего элемента.