Измеритель частотных характеристик сложных двухполюсников Советский патент 1976 года по МПК G01R27/28 

Ofuibift усилитель, выход которого через двухэкраннын кабель соединен с одним из зал :имов для подключения исследуемого двухполюсника и с выходом измерительного , который через двухэкранный кабель соединен с другим зажимом для подключения исследуемого двухполюсника, отлнчающийся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров сложных двухполюсников в него введены дополнительный геиератор синусоидальных колебаний, коммутатор, три иидуктивных делителя напрял ения, фазоинвертор, три ключа, блок сравнения, причем генератор синусоидальных колебаний соединен с коммутатором, другой вход которого соединен с дополнительным генератором синусоидальных колебаний, выход коммутатора соединен со входами индуктивных делителей напряжения, один из которых соединен с одним ключом, другой непосредственно и через фазоинвертор соединен с другнм ключом, третий индуктивный делитель напряжения подключен к онерационному усилителю, выходы ключей подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к фазочувствительному детектору, соединенному с одним из ключей и с измерительным усилителем, а также выход сумматора подключён к блоку сравнения, а выход блока сравнения соединен с одним из входов каждого ключа и с одним из входов коммутатора. На чертеже приведена схема измерителя частотных характеристик сложных двухполюсников. Амплитудные генераторы 1 и 2 синусоидальных колебаний через коммутатор 3 подключены к индуктивным делителям 4-6 напряжения, выполненным на ферромагнитных сердечниках с тесной индуктивной связью обмоток. Выход индуктнвного делнтеля напряжения 4 подключен к одному входу сумматора 7 через ключ 8. Выход индуктивного делителя напряжения 5 подсоединен к другому входу сумматора 7 через ключ 9 непосредственно или через фазоннвертор 10, делитель 6 подключен ко входу операционного уснлителя 11, к выходу которого через двухэкранный кабель 12 подключен исследуемый двухполюсник 13, вырождающийся в определенной области частот в трехэлементный двухполюсник, состоящий из последовательно соединенных резистора и из параллельно включенных резистора R конденсатора Cz. Исследуемый двухполюсник 13 через двухэкранный кабель 14 подключен к измерительному усилителю 15, выход которого через ключ 16 соединен с входом сумматора 7, к выходу которого подключен фазочувствительный детектор 17 и блок сравнения 18, формирующий сигналы управления для коммутатора 3 и ключей 8, 9 и 16. В основу работы измерителя положен следующий принцип. В исходном состоянии, изображенном на чертеже, второй вход сумматора 7 с помощью ключа 9 подключен кземле, а на первый, и третий входы сумматора через ключи 8 и 16 поступают нанряжения {/4 и (/is с индуктивного делителя напряжения 4 и измерительного усилителя 15, равные: й и,()-К,L/,, L/o(«).A./r,r/C,s-2,,, где /(4, Кв, /Си и - коэффициенты передачи соответствующих узлов измерителя; t/o(cu) -значение напряжения генератора синусоидальных колебаний; Zi3 - комплексное сопротивление исследуемого двухполюсника. Рабочая частота напряжения if и изменяется по закону 0)1, С02, COi и т. д. с НОМОП1ЬЮ коммутатора 3, поочередно подключающего генераторы синусоидальных колебаний 1 и 2 к индуктивным делителям 4-6. Изменяя коэффициент передачи индуктнвного делителя напряжения 4, добиваются равенства модулей сигналов й, {и,,(,)-и(,)К, и {у,.а,,к),(«,)1/с„ где к - коэффициент передачи сумматора 7. Достижение этого равенства фиксируется блоком сравнения 18. После установления равенства модулей сигналов (/1 и (/2 коммутация генераторов 1 и 2 прекращается, коммутатор 3 возвращается в нсходное состояние. Управляющие сигналы блока сравнения 18 в пергпяй такт коммутации поступают на ключи 8 и 16, а во второй такт коммутации - на ключ 9, подсоединяющий при этом второй вход сумматора к выходу фазоинвертора 10. В отсутствие сигналов управления эти ключи подсоединяют соответствующие входы сумматора 7 к земле. Напрял ения, поступающие на вход блока сравнения 18 в первый и второй такты коммутации, соответственно равны: (); /С,с/„К) ,;;((«,) (/с,-/ел, где Кб - коэффициент передачи индуктивного делителя напряжения 5; , , ,-, выходные напряжения сумматора 7. ь/ и UjРегулируя коэффициент передачи индуктивного делителя напряжения 5, добиваются равенства модулей сигналов 111 н От- При этом имеем следующее уравнение: U,(,K,K,K,,K,,R,U,(,)K,K, из которого получаем Ks-Kii-Kif, После достижения рассмотренного измерительного состояния управляющие с блока сравнения 18 не поступают. Входы сумматора 7 через ключи 8, 9, 16 соответственно подключены: к земле, к выходу индуктивного делителя напряжения 5 и к выходу измерительного усилителя 15. Изменяя частоту генератора 1, снимают частотную характеристику веском-s пенсированной части исследуемого двухполюсника (в приведенном примере цепи из элементов и С2), которая в виде действительной Re{Zis(w)-Ri} и мнимой /m{2i3(u))-Ri} соетавляющих измеряется и регистрируется бло-ю ком фазочувствительных детектора 17. Предлагаемое устройство может быть использовано для определения и компенсации параметра Ri и снятия частотной характеристики нескомпенсированной части любых15 сложных двухполюсников, вырождающихся в определенной области частот в указанный выше трехэлементный двухполюсник. Использование предложенного измерителя для изучения свойств электрохимических си-20 стем позволяет повысить не менее чем на порядок точность определения частотной характеристики двойного электрического слоя, а еледовательно, расширить не менее чем на порядок диапазон скоростей изучаемых электрод-25 ных процессов. Формула изобретения

Измеритель частотных характеристик сложиых двухполюсников, содержащий генератор синусоидальных колебаний, фазочувствительный детектор, сумматор, операционный усилитель, выход которого через двухэкранный кабель соединен с одним из зажимов для подкиючения исследуемого двухполюсника и с

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

L Авт. св. N° 200662, Кл. G 01R 17/10, 31.07.65.

2. Авт. св. Л 424080, Кл. G 011 19/00, 28.02.72. выходом измерительного усилитс.чя, кстсфый через двухэкранный кабель соединен с другим зажимом для подключения исследуемого двухполюсника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров сложных двухполюсников, в него введены дополнительный генератор синусоидальных колебаний, коммутатор, три индуктивных делителя напряжения, фазоинвертор, три ключа, блок сравнения, причем генератор синусоидальных колебаний соединен с коммутатором, другой вход которого соединен с дополнительным генератором синусоидальных колебаний, выход коммутатора соединен со входами индуктивных делителей напряжения, один из которых соединен с одним ключом, другой непосредственно и через фазоинвертор соединен с другим ключом, третий индуктивный делитель напряжения подключен к операционному усилителю, выходы ключей подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого соединен с фазочувствительным детектором, соединенным с одним из ключей и с измерительным усилителем, а также выход сумматора подключен к блоку сравнения, а выход блока сравнения соединен с одним из входов каждого ключа и с одним из входов коммутатора.

-

jll