Цифровой измеритель добротности Советский патент 1992 года по МПК G01R27/26 

ел

С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения добротности. Целью изобретения является повышение точности и повышение надежности за счет упрощения измерителя. Цифровой измеритель добротности содержит последовательно соединенные генератор 1 переменной частоты, зажимы для подключения исследуемого контура 2, вычислительный блок 3, блок 4 управления, гетеродин 5 и формирователь 6 гармоник, смеситель 7, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, второй - с выходом формирователя 6, электронно-счетный частотомер 8, вход запуска которого соединен со вторым выходом блока 3, фильтр 9 нижних частот и фильтр 10 верхних частот, входы фильтров 9 и 10 соединены с выходом смесителя 7, а выходы соответственно с первым и вторым сигнальными входами частотомера 8. Выход фильтра 9 соединен, кроме того, со вторым входом блока 4. Особенностью измерителя является введение фильтров 9,10. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения добротности.

Целью изобретения является повышение точности и повышение надежности за. счет упрощения измерителя

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема цифрового измерителя добротности; на фиг.2 - амплитудно-частотная характеристика исследуемого контура.

Цифровой измеритель добротности содержит последовательно соединенные генератор 1 переменной частоты, зажимы для подключения исследуемого контура 2, вычислительный блок 3, блок 4 управления, гетеродин 5 и формирователь 6 гармоник, смеситель 7, первый вход которого соединен с выходом генератора 1. а второй вход - с выходом формирователя б, электронно-счетный частотомер 8 вход запуска

которого соединен со вторым выходом блока 3, фильтр 9 нижних частот и фильтр 10 верхних частот, входы фильтров 9 и 10 соединены с выходом смесителя 7, а выходы соответстоенно с первым и вторым сигнальными входами частотомера 8 Выход фильтра 9 соединен, кроме того, со вторым входом блока 4, Блок 3 содержит последовательно соединенные пиковый детектор 11. делитель 12 напряжения, элемент 13 сравнения и дифференцирующую цепь 14 Вход блока 3 соединен со входом детектора П и вторым входом элемента 13, а первый и второй выходы - соответственно с первым и вторым выходами цепи 14. Блок 4 содержит элемент

15совпадения, первый вход которого является первым входом блока, формирователь

16импульса, вход которого является вторым входом блока, а выход соединен со вторым входом элемента 15. и генератор 17 линейно изменяющегося напряжения, вход которого

соединен с выходом элемента 15, а выход является выходом блока.

. Цифровой измеритель добротности работает следующим образом.

На первом этапе измерений средняя ча- стота генератора 1 устанавливается вблизи резонансной частоты f0 (фиг.2) контура 2 с помощью осциллографа, вход горизонтальной развертки которого соединен с управляющим входом (не показан) генератора 1, а вход вертикальной - с выходом контура 2,

Сигнал с выхода генератора 1 с частотой f 1 поступает на вход контура 2 и первый вход смесителя 7. С выхода контура 2 про- детектированный сигнал поступает в блок 3, который формирует на своем первом и втором выходах импульсы в моменты времени, когда частота fi генератора 1 равна f и fe (фиг.2). Положительный импульс (частота ft плавно изменяется от меньшего значения к большему) с первого выхода цепи 14, соответствующий частоте fH, поступит на первый вход блока 4 (на первый вход элемента 15). Отрицательный импульс со второго выхода цепи 14, соответствующий частоте fB - f м + 2 Af0, запускает частотомер 8.

На второй вход смесителя 7 с выхода формирователя б поступает сигнал с частотой fe, определяемой равенством

fe fs n,

где fs - частота гетеродина 5, управляемого генератором 17;

n - номер гармоники частоты fs.

На выходе смесителя 7 формируются два сигнала с частотами fi - fe и fi + fe, которые поступают на входы фильтров 9 и 10. Сигнал с частотой fi - fe проходит через фильтр 9 на первый вход частотомера 8 и вход формирователя 16, а сигнал с частотой ft + fe проходит через фильтр 10 на второй вход частотомера 8.

Формирователь 16 формирует импульс в момент времени, когда частота сигнала на выходе фильтра 9 равна нулю. Генератор 16 изменяет напряжение на своем выходе и тем самым частоту fs гетеродина 5 до тех пор, пока импульс с выхода формирователя 16 не совпадает во времени с импульсом на первом входе элемента 15, что соответствует частоте формирователя 6fe - TH-

Частота f сигнала на выходе фильтра 9 и первом сигнальном входе частотомера 8 в момент ее измерения частотомером определяется

f fe - fH 2 Af0.

Частота сигнала на выходе фильтра 10 и на втором сигнальном входе частотомера 8 в момент ее измерения определяется f fe + fH 2f0,

N K

Частотомер 8 работает в режиме измерения отношения частот на его сигнальных входах и показывает цифровую величину N, определяемую равенством

f „ 2f0 TT -K7ff7 где К - множитель счета.

Выбирая множитель К 0,5, получим

N Qo. z A To

Таким образом, показания частотомера 8 соответствуют измеренному значению добротности Qo контура 2. и

В измерителе частота f сигнала на втором сигнальном входе частотомера 8, пропорциональная резонансной частоте f0 контура 2, формируется путем непосредственного суммирования частот fB и fH. в то время как в прототипе эта частота формируется путем усреднения управляющего напряжения с помощью интегратора, его дальнейшего нелинейного преобразователя с помощью аналогового функционального преобразователя и обратного преобразователя в частоту с помощью преобразователя напряжение - частота. Поэтому в предлагаемом измерителе отсутствует присущая прототипу ошибка определения частоты f0, обусловленная погрешностями интегратора, нелинейного функционального преобразователя и преобразователя напряжение - частота. Это обеспечивает предлагаемому измерителю более высокую по сравнению с прототипом точность определения частоты f0, а следовательно, более высокую точность измерения добротности.

Отсутствие в составе измерителя таких сложных элементов как нелинейный функциональный преобразователь и преобразователь напряжение - частота существенно упрощает предлагаемый преобразователь по сравнению с прототипом и повышает его надежность.

Формула изобретения Цифровой измеритель добротности, содержащий генератор переменной частоты, выход которого является первой клеммой для подключения исследуемого контура, вычислительный блок, вход которого является второй клеммой для подключения исследуемого контура, а выход которого соединен последовательно с блоком управления, гетеродином, формирователем гармоник, смесителем, второй вход которого соединен с выходом генератора переменной частоты, электронно-счетный частотомер, запускающий вход которого соединен с вторым выходом вычислительного блока, первый

сигнальный вход которого соединен с вторым входом блока управления, отличающийся тем, что. с целью повышения точности и повышения надежности за счет

упрощения измерителя, в него введены 5 входами электронно-счетного частотомера,

О

ff/& nfi ifo f8

Фг/е.2

фильтр верхних и нижних частот, причем входы фильтров соединены с выходом смесителя, а выходы их соединены соответственно с первым и вторым сигнальными

т

фие 1

ft