Устройство для измерения добротности Советский патент 1980 года по МПК G01R27/26 

1

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения параметров радиоэлементов, в частности, для измерения добротности, емкости и индуктивности.

Известны устройства для измерения добротности, содержащие блок автоматической регулировки амплитуды высоксичастотного напряжения, широкополосный усилитель, в цепь положительной обрат ной связи которого включен измерительный колебательный контур l.

Известные устройства имеют относительно высокую погрешность измерения из-за нелинейных искажений, обусловленных, работой широкополосных усилителей в режиме насыщения, и большое время (до единиц секунд) установления устойчивых автоколебаний при измерении высоких добротностей на низких частотах ( - 1 кГц). .

Известно также устройство адя измерения добротности, содержащее изЦерительный блок, выход которого соединен с соответствующими входами каждого ШИ рокополосного усилителя и входом блока автоматической установки уровня напряжения. В этом устройстве добротность определяется через коэффициент усиления одного из широкополосных усилителей, который устанавливается фиксированием момента возбуждения при помощи блока регистрации момента возбуждения 2.

Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения добротности, обусловленная фиксацией момента возбуждения в неустановившемся режиме, т.е. при несколько большем коэффициенте усиления, чем в установившем ся режиме.

Цель предлагаемого изобретения - ПР вьпиение точности измерения.

Для этого в устройство для измерения добротности, содержащее измерительный блок, выход которого соединен с соотретсгвующими входами широкополосных усилителей и входом блока автоматической установки уровня, введены блок автомати« еской регулировки коэффициента усиления и два амплитудных ограничителя напряжения, причем входы одного и другого амплитудных ограничителей напряже .ВИЯ соединены со входами широкополосны усилителей, выход первого амплитудного .ограничителя напряжения соединен со входом измерительного блока, а второго с эквивалентом входного сопротивления измерительного блока и с одним из входов блока автоматической регулировки коэффициента усиления, при этом управляющий вход одного и другого амплитудных ограничителей напряжения соединен с выходом блока автоматической уста-, новки уровня напряжения, кроме того, другой вход блока автоматической регулировки коэффициента усиления соединен со входом другого амплитудного ограничителя напряжения, а выход блока автомагической регулировки коэффициента усиления, соединен с управляющим входом каждого широкополосного усилителя. На чертеже представлена функциональ ная схема предлагаемого устройства для измерения добротности. Устройство содержит измерительный блок 1, состоящий из колебательного кон тура. Выход измерительного блока соеди нен со входами .широкополосных усилителей 2 и 3 и со входом блока 4 автоматической установки уровня напряжения, со стоящего из блока 5 сравнения, источника 6 опорного напряжения и блока 7 установки уровня ограничения. Выход блока 4 соединен с управляющими входами амплитудных ограничителей 8 и 9. Выход щирокополосного усилителя 2 подключен ко входу ограничителя 8, выход которого подключен ко входу измерительного Выход широкополосного усилителя 3 подключен ко входу амплитудного ограничителя 9, выход которого нагружен на эквивалент 10 входного сопротивления измерительного блока, и к одному из входов блока 11 автоматической регулировки коэффициента усиления, состоящего из блока 12 сравнения II регулятора коэффициента усиления 13. Второй вход блока 11 подключен к выходу амплитудн го ограничителя 9, а выход последнего подключен к управляющим входам широко полосных усилителей 2 и 3. Широкополосный усилитель 2 с последовательно включенным амплитудным ограничителем 8, за счет автоматического поддержания баланса фаз, предусмо-пренного в схеме широкополосного усилителя 2, охвачен положительной обратной связью через измерительный блок 1. В начальный момент времени коэффициент усиления широкополосного усилителя 2 устанавливают значительно больше значения, необходимого для установившегося автоколебательного режима в системе: широкополбсньШ усилитель 2 - амплитудный ограничитель 8 - измерительный блок I. При этом уровень напряжения насыще- ния в широкополосном усилителе 2 и уровень ограничения в амплитудном ограничителе 8 выбирают максимальными, обеспечивающими условие линейного усиления до заданного уровня высокочастотного напряжения в колебательном контуре и; мерительного блока 1, т.е. . (улакс Л 2 лсз) глсжс (1) максимальное неограниченное Bbix fAOKc напряжение на выходе ограничителей;и. - заданное высокочастотное на- V пряжение в колебательном контуре измерительного блока 1; hn - коэффициент ослабления выходного согласующего устройства измерительного блока 1; - максимальный коэффициент уси 2 ллакс ления широкополосного усилителя 2; ..г максимальный уровень ограниогр.ллсдкс чения амплитудного ограничителя 8. В этом случае в колебательном контуре измерительного блока I лавинообразно нарастает высокочастотное напряжение, определяемое формулой: и:-.и ..м., -и О ,,„2Г, ., ,. , . 4-1 ( 2 iAattc 4Q2j f ) UQ - напряжение шумов на входе широкополосного усилителя 2; . - коэффициент ослабления измерительного блока 1; 0| - добротность колебательного контура измерительного блока 1; UJ - собственная угловая частота колебательного контура измерительного блока 1; t - время установления высокочастотного напряжения в колебательном контуре измерительного блока I. При достижении заданного уровня выоокочастогного напряжения в колебательном контуре измерительного блока 1;блок 5 сравнения запускает блок 7 установки уровня ограничителя блока 4 автоматической установки уровня напряжения. При этом в амплитудных ограничителях 8 и 9 за время teO.lty автоматически устанавливается и-фиксируется уровень ограничения, соответствующий балансу амплитуд в установившемся автоколебательном режиме системы: широкополосный усилитель 2 - амплитудный ограничитель 8 - измерительный блок 1. Одновременно с установлением уровня ограничения происходит уменьшение коэффициентов усиления широкополосных усилителей 2 и 3 при помощи блока 11 автоматической регулировки коэффициента усиления 11. При достижении равенства амплитуд напряжения на выходе широкополос ного усилителя 3 и выходе амплитудного ограничителя 9 блок 12 сравнения ампли туд напряжения фиксирует управляющее напряжение регулятора коэффициента усиления 13 и, тем самым, фиксирует коэффициенты усиления широкополосных усилителей 2 и 3. При этом для обеспечения устойчивого автоколебательного режима, коэффициент усиления широкополосного усилителя 2 устанавливается несколько большим коэффициента усиления широкополосного усилителя 3 (примерно на 1О-20%). В связи с тем, что уровень огргшичения амплитудйого ограничителя 9 равен уровню ограничения амплитудного ограничителя 8 и соответствует уровню, обеспечивающему условие баланса амплитуд, то добротность будет определяться по формуле: illzK. N3 - установившийся коэффициент усиления широкополосного усилителя 3. формула изобретения Устройство для измерения добротности, содержащее измерительный блок, выход которого соединен с соответствуклцими входами широкополосных усилителей и входом блока автоматической устансжки уровня напряжения, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок ав- томатической регулировки коэффициента усиления, эквивалент входного сопротивления измерительного блока и два амплитудных ограничителя напряжения, причем входы амплитудных ограничителей напрян жения соединены с выходами широкопо- лоснь х усилителей, выход первого амплитудного ограничителя напряжения соединен со входом измерительного блока, второго - с эквивалентом входного сопротивления измерительного блока и с одним из входов блока автоматической регулировки коэффициента усиления, при этом управляющие входы амплитудных . ограничителей напряжения соединены с выходом блока автоматической установки уровня напряжения, другой вход блока автоматической регулировки коэффициента усиления соединен со входом второго амплитудного ограничителя напряжения, а выход блока автоматической регулировки коэффициента усиления соединен с управляющим входом каждого широкополосного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 359619, кл. Q 01 R 27/26, 1971, 2.Авторское свидетельство СССР № 523366, кл. G 01 R 27/26, 11.01.76.