Цифровой измеритель добротности Советский патент 1979 года по МПК G01R27/26 

Предлагаемое изобретение относится к области измерений электрических и магнитных величин, в частности к измерению добротности. Известен цифровой измеритель добротности, содержащий генератор, вход которого через делитель соединен со входом модулятора, а выход генератора соединен с двумя идентичными каналами, выполненными в виде последовательно соединенных резонатора, детектора и схемы выделения временного интервала, выход каждого канала через переключатель соединен с измерителем интервала времени 1. Недостатком этого цифрового измерителя добротности является его сложность, а также высокие требования к линейности частотной перестройки клистронного генератора. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является цифровой измеритель добротности, содерлсащий генератор переменной частоты, один из выходов которого через усилитель соединен с входами трех широкополосных усилителей, выходы которых через распределительное устройство соединены со входом цифрового вычислителя, другой выход генератора переменной частоты через частотомер соеди510 15 20 25 30 нен с другим входом распределительного устройства 2. Недостатком этого измерителя является невозможность его работы в диапазоне СВЧ, так как примененный в нем электронно-счетный частотомер имеет максимальную скорость счета 100-300 мГц. Целью изобретения является расширение частотного диапазона измерения. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель добротности, содержащий генератор переменной частоты, соединенный с одним из зажимов для подключения измеряемого коитура, и электрониосчетный частотомер, введены вычислительный блок, блок управления, гетеродин и смеситель, причем выход генератора переменной частоты соедннен с одним входом смесителя, другой вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход с.месителя соединен с одним из входов устройства управления и с одним из входов частотомера, другой вход последнего соединен с первым выходом вычислительного блока, второй выход которого соединен с другим входом вычислительного блока. 15ыход устройства уиравления соединен со входом гетеродина, а вход вычислительного блока соединен с другим зажимом для подключения измернтельного коитура; вычислительный блок содержит пиковый детектор, выход которого соединен со Вхходом Делителя напряжения, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, выход последнего соединен со входом дифференцирующего блока, а другой вход блока сравнения соединен со входом пикового детектора; блок управления содержит формирователь импульсов, 1и.1ход которого соединен со входом элемента совиадения, а выход последнего соединен со входом генератора лпнейно-изменяющегося напряжения.

На фиг. 1 изображена электрическая функниоиальиая схема предложенного цифрового измерителя добротности; на фиг. 2- то же, вариант исполнения; на фиг. 3 - резонансная кривая измерительного контура.

Цифровой измеритель добротноети состоит из генератора 1 переменной частоты, измерительного контура 2, вычислительного блока 3, гетеродина 4, смесителя 5, устройства управления 6, электронно-счетного частотомера 7. Вычислительный блок 3 содержит пиковый детектор 8, делитель 9 напряжения, схему сравнения 10, в которой сравнивается входной сигнал с постоянным напряжением на выходе делителя 9, на выходе которой имеется импульс напряжения, начало и конец которого соответствуют точна резонансной крикам уровня

1/2

вой, где /7тах - напряжение на измерительном контуре в момент резонанеа (фиг. 3), и дифференцирующую цень II, на выходе которой формируются короткие положительный п отрицательный импульсы,

пк:х

соответствующие точкам - на левом

и правом склонах резонансной кривой (фиг. 3). Устройство управления 6 состоит из генератора 12 линейно-изменяющегося нагряжения управляющего частотой гетеродина 4, формирователя имнульса 13, элемента совпадения 14. При наличии осциллографического индикатора устройство управления 6 может быть для упрощения исключено и заменено ручным управлением частотой гетеродина. Блок-схема этого варианта (фиг. 2) состоит из формирователя 15 метки и осциллографического индикатора 16.

Предложенный цифровой измеритель добротноетп (фиг. 1) работает еледуюпцш образом.

Сигнал с выхода генератора 1 переменной частоты с частотой Д-.п.ч поступает па измерительный контур 2 и смеситель 5. С выхода измерительного контура 2 продетектированный сигнал поступает в вычислительный блок 3, который выдает импульсы в моменты времени, когда частота генератора переменной частоты равна /i и /г (фиг. 3). Положительный импульс с иыхода дифференцирующей цепи 11 поступает в устройство управления 6. Отрицательный импульс с выхода дифференцирующей цепи И, соответствующий частоте

f2 fi + 2Afo

запускает электронно-счетный частотомер 7, иа вход которого поступает сигнал с выхода смесителя 5 с частотой, равной в этот момент

7 См 7 о /гет

Формирователь 13 импульса формирует импульс Б момент времени /, когда частота сигнала на выходе смесителя 5 равна

нулю (т. е. /см 0). Генератор 12 линейноизменяюпл,егося напряжения изменяет свое выходное напряжение и тем еамым чаетоту гетеродина 4 до тех пор, пока импульс с формирователя 13 и положительный импульс с выхода дифференцирующей цепи 11 не совпадут по времени, что соответствует частоте гетеродина 4, и равной /1.ет /ь частота сигпала на выходе смесителя в момент ее измерения частотомером 7 равна

/см f2 /гет Is /1

Цифровой измеритель добротности (фиг. 2) работает следующим образом.

Сигнал с выхода генератора 1 переменной частоты с частотой /г.п.ч ноступает на измерительный контур 2 и смеситель 5. Продетектированный сигнал с выхода измерительного контура 2 поступает на вычислительный блок 3 и осциллографический 5 индикатор 16. Сигнал с гетеродина 4 с частотой /гот поступает на второй вход смесителя бив момент времени, когда частота ца выходе смесителя /(;м 0, т. с. /г.гг.ч /гет, формирователь 15 вырабатывает импульс, подаваемый на модулирующий электрод осциллографического индикатора. Частота гетеродина 4 устанавливается так, что яркостная метка находится в токе на уровне

fAnax

,-левого склона резонаненои кривой, НрИ этом /гет /1 (фиг. 3).

Вычислительный блок 3 выдает импульс, запускающий частотомер 7 в момент времени, когда амплитуда сигнала на выходе измерительного контура 2 упадет до уровня

1 , что соответствует частоте на выходе смесителя

/C.M--I /г.п.ч /гет I - I /2 /I 2а/оЭта частота измеряется электронно-счетным частотомером 7.

Таким образом, цифровой частотомер измерит полосу пропускания измерительного контура. Полоса пропускания контура на фиксированной частоте однозначно характеризует добротность и в больщинстве случаев, особенно в условиях серийного произ5 подстил, измерение полоО) пропускания и

добротности эквивалентно, что позволяет обойтись без цифрового вычислителя для упрощения конструкции. Добротность при необходимости может быть определена по известной формуле

/о

Q

2Д/0

где /о /гет + А/0.

Формула изобретения

1. Цифровой измеритель добротности, содержащий генератор переменной частоты, соединенный с одним из зажимов для подключения измеряемого контура, н электронно-счетный частотомер, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения, в него введены вычислительный блок, блок управления, гетеродин и смеситель, причем выход генератора переменной частоты соединен с одним входом смесителя, другой вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход смесителя соединен с одним из входов устройства управления и с одним из входов частотомера, другой вход последнего соединеи с первым выходом вычислительного

блока, второй выход которого соединен с входом вычислительного блока, выход устройства управления соединен со входом гетеродина, а вход вычислительного блока соединен с другим зажимом для подключения измерительного контура.

2.Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что вычислительный блок содержит пиковый детектор, выход которого соединен со входом делителя напряжения, выход которого соединен с одним из входов блока сравнення, выход последнего соединен со входом дифференцирующего блока, а другой вход блока сравнения соединен со

входом иикового детектора.

3.Измеритель по п. 1, о т л ич а ю щ и и ся тем, что блок управления содержит формирователь импульсов, выход которого соединен со входом элемента совпадения, а выход последнего соединен со входом генератора линейно-изменяющегося напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР К 213970, кл. G 01R 27/26, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 243715, кл. G 01R 27/26, 1968.