АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Советский патент 1972 года по МПК G01R23/20 

Предлагаемое устройство относится к области радиоизмерительной техники и предназначено для измерения и регистрации малых неравномерностей амплитудно-частотных характеристик звеньев радиотехнических цепей. Устройство может быть использовано для измереиия и регистрации малых неравномерностей электрических фильтров, широкополосных усилителей, аттенюаторов и других звеньев.

Известны автоматические измерители неравномерности частотных характеристик, содержащие генератор управляемой частоты, опорный генератор с автоматической регулировкой амплитуды выходного напряжения, детектор и регистрирующий каскад.

С целью увеличения разрешающей способности и расширения диапазона из.мерения в предлагаемом измерителе выходы генератора унравляемой частоты и опорного генератора подключены через автоматический переключатель и усилитель с автоматической регулировкой коэффициента усиления ко входу управляемого делителя напряжения, а также через соответствующий вход второго автоматического переключателя ко входу исследуемого объекта, причем выход последнего через фазочувствительлый выпрямитель и исполнительный механизм подключен одновременно с другим входом второго автоматического переключателя к вы.ходу управляемого делителя напряжения.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого автоматического измерителя неравномерностей частотных характеристик; на фиг. 2 - графики напряжений на выходе отдельных блоков.

Выходы генератора / управляемой частоты и опорного генератора 2 с автоматической регулировкой амплитуды выходного напряжения соединены со входами автоматического переключателя 3, который управляется напряжением низкочастотного генератора 4. Частота низкочастотного генератора 4 выбрана многим меньше частоты генераторов 1 н 2. На вход усилителя 5 с автоматической регулировкой

коэффициента з силеиия поочередно воздействуют пакеты напряжений генераторов / и 2 (фиг. 2,а). Благодаря автоматической регулировке коэффициента усиления в выходном напряжении усилителя 5 подавляется амплитудпая модуляция (фиг. 2,6), возникающая из-за некоторого неравенства амплитуд колебаний генераторов / и 2. Пакетное напряженне, состоящее из колебаний разных частот, с выхода усилителя 5 с автоматической регулировкой

коэффициеита усиления поступает непосредственно на один из входов второго автоматического переключателя 6, который работает синхронно с автоматическим переключателем 3. Одновременно пакетное напряжение с выуправляемый делитель напряжения 7 через предуснлитель 8 с коэффициентом усиления, равным начальному коэффициенту деления управляемого делителя напряжения 7. Выходное напряжение этого делителя (с движка реохорда ) подано па второй вход второго автоматического переключателя 6. Работа автоматических переключателей 3 и б сфазирована таким образом, что через управляемый делитель напряжения 7 проходят колебания только фиксированной частоты опорного генератора 2, а колебания с генератора / управляемой частоты проходят на выход второго автоматического переключателя 6 без ослабления. При начальном положении движка управляемого делителя напряжения результирующий коэффициент передачи делителя 7 и предуоплителя 8 равен единице, и на выход второго автоматического переключателя 6 поступает пакетное напряжение, состоящее из колебаний разных частот с одинаковыми амплитудами. Пакетное напряжение, проходя через исследуемый объект 9, испытывает различное затухание (усиление) для колебаний разных частот. В результате этого напряжение на выходе исследуемого объекта 9 оказывается промодулированпым по амплитуде (фиг. 2,в) с глубиной модуляции, пропорциональной неравномерности частотной характеристики исследуемого объекта 9 на частоте генератора / управляемой частоты, относительно фиксированной частоты опорного генератора 2.

Модулированное напряжение детектируется квадратичным детектором W, и напряжение огибающей частоты коммутации (фиг. 2,г) усиливается низкочастотным усилителем 11 и выпрямляется фазочувствительпым выпрямителем 12; в качестве опорного напряжения последнего используется напряжение низкочастотного генератора 4.

Выпрямленное напряжение подается на исполнительный механизм 13, иапример катущку возбуждения электромагпита, сердечник которого кинематически связан с движком управляемого делителя напряжения 7 и с пером регистрирующего каскада 14. Под действием управляющего тока движок управляемого делителя напрял ения начинает перемещаться, уменьщая или увеличивая амплитуду колебаний опорного генератора 2, которые поступают на исследуемый объект (фиг. 2,д). Движок управляемого делителя папряжения начинает перемещаться до тех пор, пока напряжение на выходе фазочувствительного выпрямителя 12 пе станет равным нулю, т. е. не исчезнет модуляция в выходном напряжении исследуемого объекта 9. При установивщемся положении движка управляемого делителя напряжения глубина модуляции на выходе второго автоматического переключателя 6, т. е. на входе исследуемого объекта, станет равной глубине модуляции на выходе исследуемого объекта при начальном положении движка управляемого делителя напряжения, причем фазы огибающих противоположного знака. Та.ким

образом, положение движка управляемого делителя напряжения на диаграммной ленте регистрирующего каскада 14 соответствует значению неравномерности частотной характеристики исследуемого объекта для каждой частоты перестраиваемого генератора / управляемой частоты.

Частота генератора 1 управляемой частоты регулируется электромеханическим способом

с помощью двигателя 15, кинематически связанного с протяжкой бумаги регистрирующего каскада 14. Перемещения движка управляемого делителя напряжения и пера регистрирующего каскада в результате автоматической

демодуляции напряжения па выходе исследуемого объекта однозначно воспроизводят изменения частотной характеристики исследуемого объекта в диапазоне частот генератора / управляемой частоты.

Поскольку управляемый делитель напряжения работает на фиксированной частоте опорного генератора 2, то его собственная неравномерность частотной характеристики не влияет на результат измерения.

При измерении малых неравномерностей (менее 0,5 дб) на результат измерения начинает оказывать влияние остаточная модуляция па выходе усилителя 5 с автоматической регулировкой коэффициента усиления. Для

уменьшения этой погрещности выходное напряжение этого усилителя поступает на дополнительный квадратичный детектор 16, который выделяет переменпое напряжение частоты коммутации, пропорциональное глубпне паразитной модуляции. Это напряжение усиливается вторым низкочастотным усилителем /7 и выпрямляется вторым фазочувствительным выпрямителем 18.

Выпрямленное напряжение поступает на

управляющий вход опорного генератора 2 и регулирует амплитуду его колебаний. При достаточно большом коэффициенте усиления второго низкочастотного усилителя 17 паразитная модуляция на выходе усилителя 5 с автоматической регулировкой коэффициента усиления полностью подавляется, что позволяет с повыщеппой точностью измерять и регистрировать малые неравномерности частотных характеристик.

Использование квадратичных детекторов вместо линейных снижает влияние гармоник напряжения генератора / управляемой частоты на точпость измерения. Использование двух одинаковых детекторов (10 и 16) исключает влияние неравномерности их собственной частотной характеристики на результат измерения неравномерности частотной характеристики исследуемого объекта 9.

В качестве управляемого делителя напряжеПИЯ и регистрирующего каскада может быть использован стандартный самописец уровней типа НПО. Остальные блоки схемы реализуются общеизвестными электронными схемами. Пределы измерения устройства задаются созистора управляемого делителя напряжения, причем начальный коэффициент деления устанавливают при среднем положении движка, в результате чего возможна регистрация как завалов, так и подъемов частотной характеристики исследуемого объекта.

Экспериментальная поверка показала возможность выполнения автоматического измерителя малых неравномерностей частотных характеристик различных четырехполюсников на основе самописца НПО с пределом измерения ±0,5 дб (Ri 0,1 2) и погрешностью измерения не более 0,01-0,02 дб.

Предмет изобретения

Автоматический измеритель неравномерности частотных характеристик, содержащий генератор управляемой частоты, опорный генератор с автоматической регулировкой амплитуды выходного напряжения, детектор и регистрирующий каскад, отличающийся тем,

что, с целью увеличения разрешающей способности и расширения диапазона измерения, выходы двух Генераторов подключены через автоматический переключатель и усилитель с автоматической регулировкой коэффициента

усиления ко входу управляемого делителя напряжения, а также через соответствующий вход второго автоматического переключателя ко входу исследуемого объека, причем выход последнего через фазочувствительный выпрямитель и исполнительный механизм подключен одновременно с другим входом второго автоматического переключателя к выходу управляемого делителя напряжения.

Фиг.1