ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАССИВНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Советский патент 1970 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны измерители пассивных комплексных электрических параметров в широком диапазоне частот, содержащие четырехплечую мостовую цепь с уравновешивающим усилителем, состоящим из входного преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и выходного преобразователя частоты, источник напряжения рабочей частоты, вспомогательный преобразователь частоты и стабилизированный источник напряжения фиксированной частоты.

Предлагаемый измеритель пассивных электрических параметров отличается от известных тем, что одно из плеч мостовой цепи образовано выходом вспомогательного .преобразователя частоты, опорный вход которого подключен к источнику Напряжения рабочей частоты, другое плечо образовано исследуемым и вспомогательным образцовым пассивными элементами, которые одними выводами подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а вторыми выводами через коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, подключены к входному преобразователю частоты, выход которого через усилитель промежуточной частоты соединен с блоком детекторов равновесия, управляющим блоком уравновешивания

измерительной цепи, подключенным к стабилизированному источнику напрял ения фиксированной частоты и через второй коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, к вспомогательному преобразователю частоты, связанному через указанный второй коммутатор со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, подключенным к опорному входу блока детекторов равновесия, причем опорные входы входного и выходного преобразователей частоты уравновешивающего усилителя соединены с источником напряжения рабочей частоты. Это повышает точность измерений .пассивных комплексных электрических параметров. Для определения квадратурных составляющих пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия установлены два детектора равновесия квадратурных составляющих модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены два управляемых делителя напряжения, один из которых, управляемый первым детектором равновесия, подключен непосредственно, а другой, управляемый вторым детектором равновесия, подключен через фазосдвигающее устройство к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, причем выходы управляемых делителей

напряжения подключены к суммирующему устройству и двум регистрирующим устройствам; опорный вход первого детектора соединен со стабилизированным источником иапрял ения фиксированной частоты, а опорный вход второго детектора - с выходом фазосдвигающего устройства.

Для определения модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия установлены детекторы фазы и модуля модуляционной частоты «:игнала «а выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравяовепп-шания установлены управляемый фазовращатель и управляемый делитель напряжения, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, первым из которых управляет детектор фазы, а вторым - детектор модуля и -на выходе которых включены регистрирующие устройства.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого измерителя квадратурных составляющих; на фиг. 2 - схема измерителя модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров.

Измеритель содержит четырехплечую мостовую цепь 1-2-3-4-1, одно плечо /-2 которой образовано выходом вспомогательного преобразователя частоты 5 с опорным входом, подключенным к источлику 6 напряжения рабочей частоты Юр, другое плечо 2-3 мостовой цепи образовано исследуемым 7 и вспомогательным образцовым 8 пассивными элементами, которые своими выводами, соответственно 9 и 10, Подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а выводами и и 12 через коммутатор 13, управляедмый источником коммутационного напряжения М, - ко входу уравнавешивающего усилителя 15. Пассивный элемент 16, включенный в цепи обратной связи уравновешивающего усилителя, образует плечо 4-/.

Уравновешивающий усилитель 15 содержит входной преобразователь частоты 17, усилитель промежуточной частоты 18 и выходной преобразователь частоты 19. На выходе усилителя промежуточной частоты 18 установлен блок детекторов равновесия 20, управляющий блоком 21 уравновешивания измерительной цепи. Блок уравновешивания с одной сторолы подключен к стабилизированному источнику 22 напряжения фиксированной частоты шо, а с другой стороны через второй коммутатор 23, управляемый источником 14 коммутационного напряжения, - к вспомогательному преобразователю частоты 5, к которому через этот же коммутатор 23 подключен также стабилизированный источник 22 напряжения фиксированной частоты.

Опорный вход блока детекторов равновесия 20 подключен к стабилизировапному источнику 22 напряжения фиксированной частоты, а опорные входы входного 17 и выходного 19 преобразователей частоты уравновешивающего усилителя 15 - к источнику 6 напряжения рабочей частоты.

При измерении квадратурных составляющих пассивных комплексных электрических параметров в блоке детекторов равновесия 20 установлены два детектора 24 и 25 квадратурных составляющих модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 18, которые управляют блоком уравновешивания 21. В блоке уравновешивания установлены делитель напряжения 26, подключенный к стабилизированному источнику 22 напряжения фиксированной частоты и управляемый детектором 24, и делитель напряжения 27, соединенный с источником 22 напряжения фиксированной частоты через фазосдВИгающее устройство 28 и управляемый детектором 25. Управляемые делители напряжения 26 и 27 подключены к суммирующему

устройству 29 и двум регистрирующим устройствам 30 и 31. Опорный вход детектора 24 соединен со стабилизированным источником 22 напряжения, а опорный вход детектора 25 - с выходом фазосдвигающего устройства 28.

При измерении модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров (фиг. 2) в блоке детекторов равновесия установлены детектор фазы 32 и детектор модуля

33 модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 18, управляющие блоком 21 уравновешивания, в котором установлены управляемый детектором фазы 32 фазовращатель 34 и управляемый детектором модуля 33 делитель напряжения 35, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напряжения 22; на выходах фазовращателя и делителя напряжения включены регистрирующие устройства 36 и

37.

Нзмеритель работает следующим образом.

Напряжения сигналов U и , действующие на выходе усилителя промежуточной частоты в разные полупериоды коммутации синхронно работающих ком.мутаторов 13 и 23, поступают на блок детекторов равновесия 20, в котором эти напряжения сравниваютс, между собой, например, по квадратурным со

ставляющим или но модулю и фазе, на основе чего на выходе блока детекторов равновесия вырабатываются регулирующие воздействия, управляющие блоком 21 уравновешивания измерительной цепи. На выходе блока

уравновешивания вырабатывается управляемый вектор напряжения Оу, которое через коммутатор 23 поочередно с напряжение.м t-/o стабилизированного источника 22 напряжения фиксированной частоты о)о подается на преобразователь частоты 5. нейную электрическую цепь с коэффициентом передачи Ki по отношению к напряжениям Uy и Uy, преобразующую частоту Шр в ча стоту Ыр - соо или (Ор + озо. В зависимости от того, подключен ли блок уравновешивания к вспомогательному преобразователю частоты 5 при подключении образцового элемента 8 к уравновешивающему усилителю или при подключении «сследуемого элемента 7, условие равновесия цепи определяется следующим образом: K(yj K,UyY, K,u,z /с AZ, где Yjf iкомплексная пассивная исследуемая проводимость элемента 7; Fj комплексная пассивная образпроводимостицовая величина элемента S. Предмет изобретения 1. Измеритель пассивных комплексных электрических параметров в широком диапазоне частот, содержащий четырехплечую мостовую цепь с уравновешивающим усилителем, состоящим из входного преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и выходного преобразователя частоты, источник напряжения рабочей частоты, вспомогательный преобразователь частоты и стабилизированный источник напряжения фиксированной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения тоЧНОсти измерений, одно из плеч мостовой цепи образовано выходом вспомогательного преобразователя частоты, опорный вход которого подключен к источнику напряжения рабочей частоты, другое плечо образовано исследуемым и вспомогательным образцовым пассивными элементами, которые одними выводами подключены к выходу вспомогательного преобразователя частоты, а другими выходами через коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, подключены к входному преобразователю частоты, выход которого через усилитель промежуточной частоты соединен с блоком детекторов равновесия, управляющим блоком уравновешивания измерительной цепи, подключенным к стабилизированному источнику Напряжения фиксированной частоты и через второй коммутатор, управляемый источником коммутационного напряжения, к вспомогательному преобразователю частоты, связанному через указанный второй коммутатор со стабилизированным источником напряженин фиксированной частоты, подключенным к опорному входу блока детекторов равновесия, причем опорные входы входного и выходного преобразователей частоты уравновешивающего усилителя соединены с источНИКОМ напряжения рабочей частоты. 2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения квадратурных со- , ставляющих пассивных комплексных электрических параметров, в блоке детекторов равновесия установлены два детектора квадратурных составляющих модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены два управляемых делителя напряжения, один из которых, управляемый первым детектором равновесия, подключен непосредственно, а другой, управляемый вторым детектором равновесия, подключен через фазосдвигающее устройство к стабилизированному источнику напряжения фиксированной частоты, причем выходы управляемых делителей напрял ения подключены к суммирующему устройству и двум регистрирующим устройствам, опорный вход первого детектора соединен со стабилизированным источником напряжения фиксированной частоты, а опорный вход второго детектора - с выходом фазосдвигающего устройства. 3. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения модуля и фазы пассивных комплексных электрических параметров, в блоке детекторов равновесия установлены детекторы фазы и модуля модуляционной части сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты, а в блоке уравновешивания установлены управляемый фазовращатель и управляемый делитель напрял ения, подключенные последовательно к стабилизированному источнику напрялсения фиксированной частоты, первым из которых управляет детектор фазы, а вторым - детектор модуля и на выходе которых включены регистрирующие устройства.