Устройство для определения параметров колебательных контуров Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

со

4

41 О)

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения добротности, тангенса угла потерь диэлектриков, активного сопротивле ния, емкости и индуктивности.

Целью изобретения является повышение точности измерения добротности высокодобротных колебательных контуров и реактивностей низкодобротных колебательных контуров.

На чертеже приведена . блок-схема устройства для определения параметров колебательных контуров. Схема устройства содержит генератор 1 возбуждаклцего напряжения, резистор 2, фазовый детектор 3, блок 4 автоматической регулировки, детектор 5, блок вычитания 6,. измерительный блок 7, элемент связи 8, колебательный контур 9, вольтметр 10.

Причем с выходом генератора 1 возбуждающего напряжения соединен резистор 2 и первый вход фазового детектора 3, а управляющий вход - с выходом.блока 4 автоматической регулировки, вход которого соединен с выходом детектора 5 и с первым вхо- дом вычитающего блока 6, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора 3. Второй вывод резистора 2 соединен с входо детектора 5, с вторым входом фазового детектора 3 и с входом измерительного блока 7, содержаще го последовательно включенные элемент связи 8 и измерительный колебательный контур 9. Выход блока вычитания 6 соединен с вольтметром 10.

Устройство для определения параметров колебательных контуров работет следующим образом.

Возбуждающее напряжение с заданной частотой с выхода генератора 1 через резистор 2 и элемент связи 8 поступает в измерительный колебательный контур 9. При настройке колебательного контура 9 в резонанс на частоту возбуждающего напряжения с помощью образцового реактивного элемента (в частности, измерительного конденсатора) изменяется входной импеданс измерительного блока 7 При этом входной импеданс измери-, тельного блока содержит активную R и реактивную X составляющие.

Активная составляющая входного импеданса измерительного блока определяется активной мощностью потребляемой измерительным колебательным контуром, т.е.

,5

(1)

,2

Ч

и

RBK

где i ц ток в колебательном контуре;т активное сопротивление

колебательного контура в последовательном замещении; Uj, - входное напряжение измерительного блока 7;

6У активная составляющая входного импеданса измерительного блока 7. Учитывая, что

Ujx- п

1

rfT

+ а

а Q Qc/ C;

1

LOoLc

w -с - г

(2)

(3) (4).

где Q - добротность колебательного кон тура ;и)д - заданная угловая частота возбуждающего напряжения; Cjj, Lp - соответственно значения

емкости и индуктивности колебательного контура при резонансе; п - коэффициент связи коле- бательного контура 9 с

внешней цепью через элемент связи 8; сГС - относительная расстройка

колебательного контура по емкости;

з выражений (1) и (4) получим

( --)1:;:йЬ

().

(5)

При резонансе и

1

вх

п

U)oLo ff-

u,C, n q -

Из выражений (5) и (6) видно, что

величина активной составляющей R

5Х

ВХОДНОГО импеданса измерительного блока 7 при известных значениях ш, п, С (или LO) дает полную информа-, цию по добротности и г, L, С - параметрах исследуемого колебательного контура.

Измерение активной составляющей входного импеданса измерительного блока 7 производится следующим образом. На первый вход фазового детектора 3 поступает напряжение U с выхода генератора 1, а на второй вход - напряжение U с входа измерительного блока 7.

При этом напряжение U поддерживается постоянным с помощью блока 4 автоматической регулировки выхода и является опорным напряжением для детектора 3.

В результате на выходе фазового детектора 3 получают напряжение, определяемое выражением

ражений (5), (6) (8) и (11) определяется максимальным значением разностного напряжения U, получаемого на выходе блока вычитания 6 (т.е. максимальным показаниям вольтметра 10), По известным значениям to, Ср (или Ь), и, R и Ugy определяют параметры колебательного контура:

10

(12)

15

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения добротности колебательных контуров (К) и реактивностей низкодобротных К. Устройство содержит генератор 1 возбуж- дакяцего напряжения, блок 5 автоматической регулировки, детектор 5, измерительный блок 7, элемент.8 связи, К 9 и вольтметр 10. В устройство введен фазовый детектор 3, на входы которого поступают напряжение и и и д с генератора 1 возбуждения и измерительного блока 7. Выходное напряжение U, Ucosi/, где (f - угол сдвига фаз между напряжениями и, и и j. , подают на блок 6 вычитания, куда подается напряжение Ug детектора 5. Получаемое разностное напряжение равно U U cosif- Uj. Параметры колебательного контура определяют из выражений, представленных в тексте описания. 1 ил. (Л

и U cosg-,

(7)

где Lf - угол сдвига фаз между напря

жениями и и и,

которое подают на первый вход блока 6 вычитания. На второй вход блока 6 вычитания подают напряжение с выхода детектора 5, величина кото- рого равна Ug .

При этом на выходе вычитающего устройства получают разностное значение напряжения, равное

и cos if - Xex

(8) (9)

где

(10)

В результате из выражений (8)-(10)

R. R-5- 01) Момент резонанса измерительного колебательного контура согласно вы0

5

0

5

0

Формула изобр е.т е н и я

Устройство для определения параметров колебательных контуров, содержащее генератор возбужданщего напряжения, а также детектор и измерительный блок, соединенные своими входами,, блок автоматической регулировки выхода, вход которого соединен с выходом детектора, а выход - с управляющим входом генератора возбуждающего напряжения, и вольтметр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены резистор, фазовый детектор и вычитающий блок, при этом через резистор соединен выход генератора возбуждающего напряжения с входом измерительного блока, первый вход фазового детектора соединен с выходом генератора возбуткдаю- щего напряжения, второй вход - с входом измерительного блока, а выход - с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выход - с входом вольтметра.