Измеритель группового времени запаздывания четырехполюсников Советский патент 1978 года по МПК G01R27/28 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ

(54) ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ последовательный колебательньш LC-Koinyp 3, параллельный колебательный LC-контур 4, вращающийся трансформатор 5 со статорными 6, 7 и ро торной 8 обмотками, электродвигатель 9, источник 10 опорного сигнала, амплитудный детектор 11, фазовый индикатор 12. На схеме также показан исследуемый четырехполюсник 13. Принцип действия измерителя заключается в следующем. Напряжение Uj (t) Ui cos art с выхода генератора 2 качакидейся частоты, частота которого перестраивается напряжением пилообразной формы от генератора 1 пилообразного напряжения подается на входы последовательного 3 и параллел ного 4 колебательных. LC-контуров. Выходное напряжегше Ug на емкости (не показана) для последовательного колебательного LCконтура 3 в комплексной форме вьфажается форм лой Ос ГДР (coL - TbV ) rd+j - сопротивление, L - индуктивность, С емкость кинтура. Так как последовательный колебательный LC контур 3 работает от генератора 2 качающейся ча тоты, то J TJe i iwc 1® i(() 60СГ 4 I Поэтому напряжение на емкости последовательного колебательного контура 3 сдвинуто по фазе относительно напряжения Uj на угол /V(С Varctga, или при Выходное напряжение UK параллельного LCконтура 4 в комплексной форме выражается ( Wl-) iH(b:i) 4И(Ч)1 /J L И так как г « coL. При идентичности контуров их обобщенные расстройки равны j „ а, a-i Тогда выходное напряжение на выходе парал лельного колебательного LC-кошура 4 можно выразить формулой: v() ЯТо при г Z, которое сдвинуго отшкительно напряжения 0 на угол -arctga или ipj 0 при , т. е. при резонансной частоте w CJQ. Поэтому при изменении частоты входного сигнала разность фаз между напряженияг,Ш УС и UK равна разности углов - arctgfl + arctga - 5 . а напряжения УЗ и U4 на выходах последовательного 3 и параллельного 4 колебательных LC-контуров равны и,, 1 (cot - у) cot U IIj cos6oi. Напряжения Uj и U4 поступают m статорные обмотки вращающегося трансформатора 5. При U3 U4 Ui токи в статорных обмотках равны:з 1т Sin wt, cos wt При вращешш роторной обмотки вращающегося трансформатора 5 электродвигателем с угловой частотой Л , угол , тогда M A/cos5it, M2 Msin$lt, где М - коэффициент взаимной индукции. Суммарная электродвижущая сила, наведенная токами в роторной обмотке, равна: e, Ep . МбоЭ„ соза)1соб.й4МбоУ ьш 6i)t-airt zt Aco(60+sz)l, где На выходе роторной обмотки вращающегося трансформатора 5 формируется испытательный сиггал с частотой а)+Я, который вместе с сигналом генератора 2 качающейся частоты поступает на вход исследуемого четырехполюсника. Следовательно, на вход исследуемого четырехполюсника поступают два сигнала, разность частот между которыми равна w+Л- , вехшчиш которой определяется угловой скоростью вращения электродвигателя и может быть сделана достаточно малой по сравнению с частотой W, что позволяет исследовать четырехполюсники с узкой полосой пропускания, т, е высокодобротные электрические цепи с крутыми фазовыми характеристиками, например кварцевые фильтры. С выхода исследуемого четырехполюсника напряжение поступает на амплитудный детектор, где выделяется низкочастотная составляющая напряжения ua(t). При этом нахождение нелинейности фазовой характеристики, а следовательно и группового времени запаздывания в полосе йропусканий исследу емого четырехполюсника сводится к изменению разности фаз А(р (t): ()(t) между двумя постоянными по частоте сигналалш.

При этом групповое время задержки

1 аь

trpCt) ряжеш{е с выхода амплитудного детектора поступает на один из входов фазового индикатора, второй вход которого соединен с выходол генератора сторного напряжения, которьп Mexaimчески связан с электродвигателем и вырабатьтает электродаижущую силу, пропорциональную скорости вращения электродвигателя. При этом, напряжение низкой частоты, снимаемое с амплитудного детектора, несет информацию о групповом времени запаздьшания исследуемого четырехполюсника ш данной частоте, Шкала фазового индикатора может быть проградуирована в единицах времени запаздывания.

Таким образом, измеритель группового времени запаздьшания четырехполюсников уменьшает дигимические погрешности, исключает частотно-фазовые погрешности фазового индикатора, что позволяет увеличить точность измерения и paзp)euJaющyю ШОсобность. Формула изобретения Измеритель группового времени запаздьшания четырехполюсников, содержащий генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом генератора качающейся частоты, алшлитудный детектор, вход которого соединен с выходом исследуемого четырехполюсника, а выход амьтитудного детектора соединен с первым входом фазового индикатора, рторон вход которого соединен с источником опорного , причем выход генератора катающейся частоты соединен с одним из входов исследуемого четырехпол осш ка, отличающийся тем, что, с целью повьпиения ТОЧ1ЮСТИ нзл«ре1шя н разрешающей способ ости, в него допол1штелы1о введены параллельный и последовательный колебательные 1С-ко 1туры, вращающийся трансфорХитор и электродвигатель, мехаю1чески связанный с роторной обмоткой вращающегося трансформатора и источником опорного сигнала, причем статорные обмотки вращающегося трансформатора соединены через колебательные LC-контуры с выходом генератора качающейся частоты, а роторная обмотка вращающегося трансформатора соединена со вторым входом исследуемого четыре хполюсюжа. Истощо ки информации, принятые во внимагше при экспертизе: L Патент ФРГ W 1218499, кл. 21 а 34/04, 08.06.66. 2, Авторское свидетельство СССР № 177974, кл. G 01 R 27/28, 03 04.66