Измеритель амплитудных характеристик Советский патент 1981 года по МПК G01R27/28 

1

Изобретение относится к измерению электрических характеристик параметров четырехполюсников, в частности амплитудных характеристик, и может быть использовано для измерения и контроля неидентичности амплитудных характеристик различных устройств, их разбраковки по этим характеристикам, а также при разработке комплекса приборов для автоматизированного контроля характеристик устройств.

Известен панорамный измеритель относительной нелинейности амплитудных характеристик четырехполюсников, содержащий последовательно включенные генератор высокой частоты, модулятор, исследуемый четырехполюсник, выходной делитель, коммутатор, второй вход которого соединен с выходом модулятора, управляемый элемент, амплитудный детектор, избирательный усилитель, синхронный детектор, усилитель постоянного тока, электроннолучевую трубку, а также схе.му выделения ошибки, выход которой подключен к входу управляющего элемента, а входы соединены с выходом генератора высокой частоты и выходом уп равляющего элемента

Известный измеритель не позволяет обеспечить высокую точность измерений вследствие того, что погрешность тракта- обработки сигнала (детекторы, усилитель постоянного тока, избирательный усилитель) входит составной частью в общую ошибку измерений .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель амплитудных характеристик, содержащий последовательно включенные источник ступенчато меняющегося напряжения, входной делитель, исследуемый четырехполюсник, выходной делитель, коммутатор, усилитель, детектор, фазоинвертор, второй коммутатор, второй вход которого соединен с выходом детектора, интегратор, ключ, усилитель вертикального отклонения, электроннолучевую трубку, а также эталонный четырехполюсник, вход которого подключен к выходу преобразователя через управляемый корректирующий делитель, а выход - к коммутатору С2.

Недостатком указанноГ-о устройства являются низкая точность и малое 30 быстродействие измерений.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.

Поставленная цель достигается тем что в измеритель амплитудных характеристик, содержащий источник ступенчато менякщегося напряжения, выход которого подключен к исследуемому и эталонному четырехполюсникам, последовательно соединенные детектор, коммутатор и интегратор, введены источник опорного напряжения, йыход которого соединен с коммутатором, последовательно соединенные делитель дополнительный коммутатор и логарифмический усилитель, последовательно соединенные управляемый генератор реверсивный счетчик и регистрирующий узел, причем выходы эталонного и исследуемого четырехполюсников подключены к дополнительному коммутатору и делителю соответственно, выход логарифмического усилителя - к детектору, а выход интегратора - к управляемому генератору.

На чертеже представлена структурная схема измерителя.

Предлагаемый измеритель амплитудных характеристик содержит источник 1 ступенчато меняющегося напряжения с выходом для подключения исследуемого четырехполюсника 2 и эталонного четырехполюсника 3, коммутатор 4, логарифмический усилитель 5, детектор 6, второй коммутатор 7, интегратор 8, управляемый генератор 9, реверсивный счетчик 10 и отчетно-регулируемый узел 11. Второй вход коммутатора 4 через выходной делитель 12 соединен со входом для подключения исследуемого четырехполюсника 2, а ко второму входу коммутатора 7 подсоединен источник 13 опорного напряжения. Управляемый генератор 9 представляет собой генератор импульсов стабильной частоты, если напряжение на его входе достигает определенной величины.

Перед измерением вход исследуемого четырехполюсника подсоединяют к выходу источника J ступенчато меняющегося напряжения, а выход исследуемого четырехполюсника - ко входу выходного делителя 12.

Устройство работает следующим.образом.

На входы эталонного 3 и исследуемого 2 четырехполюсников поступает сигнал, представляющий собой ступенчато изменяющееся напряжение. Коммутатор 4 за время длительности каждой ступеньки подключает на вход логарифмического усилителя 5 сигнал с эталонного 3 или исследуемого 2 четырехполюсников . Коммутатор 7 на время TO подключает выход детектора б к интегратору 8, после чего вход интегратора 8 подсоединяют к источнику 13 опорного напряжения. Так как полярность напряжения источника 13 опорного напряжения противоположна полярности напряжения с выхода детектора б, то выходной сигнал интегратора 8 изменяется в прот-ивоположном направлении и спусгтя время Т достигает исходного значения, причем это время пропорционально напряжению с выхода детектора б

-иТ

где и - напряжение источника опорного напряжения.

В течение этого времени Т управляемый генератор 9 вырабатывает колебания опорной частоты f, количество периодов которой подсчитывается счетчиком 10

Мб

N f(J

При подаче сигнала от исследуемоId четырехполюсника 2 на вход усилителя 5 реверсивный счетчик 10 включен на сложение и отсчитывает количество периодов опорной частоты

Tpfo

(1)

NX

ex и.

где и gx напряжение с выхода детектора б, соответсвующее исследуемому четырехполюснику 2.

При подаче сигнала от эталонного четырехполюсника 3 на вход усилителя 5 реверсивный счетшк 10 включен на вычитание и отсчитывает количество периодов

- II

(2)

N

- э и.

где и g - напряжение с выхода детектора 6, соответствующее эталонному .четырехполюснику 3.

Таким образом в счетчике фиксируется код, соответствующий разности (1) и (2)

AN N - Ng IuIo( U,

5 или, учитывая, что используется логарифмический усилитель 6, код счетчика соответствует отношению напряжений с выхода исследуемого U и эталонного Ug четырехполюсников То f о „ „ и J

кед

AN

и,

иэ

где К - коэффициент передачи детектора б и. усилителя 5 .

Отсчетно-регистрирующий узел 11 регистрирует код счетчика 10 в виде, удобном для пользования.

Описанные процессы повторяются на каждой ступеньке испытательного сигнала, вырабатываемого источником ступенчато меняющегося напряжения.

Предлагаемый измеритель амплитудных характеристик четырехполюсников позволяет сократить время измерения за счет исключения операции коррекции и калибровки, что позволяет повысить производительность контроля и разбраковки устройств и снизить дополнительную погрйаность измерит.еля. Этому же способствует представление результатов сравнения характеристик эталонного и исследуемого четырехполюсников. Использование логарифмического усилителя позволяет производить измерения характеристик устройств с повышенным динамическим диапазоном входных сигналов, повышает точность измерений за счет сохранения относительно стабильного напряжения на детекторе и позволяет достигать большей разрешающей способности. Использование цифровой обработки результатов обеспечивает простоту реализации измерителя амплитудных характеристик в автоматизированном комплексе.

Формула изобретения

Измеритель амплитудных характеристик, содержащий источник ступенчато меняющегося напряжения, выход которого подключен к исследуемому и эталонному четырехполюсникам, последовательно соединенные детектор, коммутатор и интегратор, отл. ичаюц и и с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия иэмее рений, в него введены Источник опорного напряжения. выход которого соединен с коммутатором, последовательно соединенш е делитель, дополнительный комвиутатор и логарифмический усилитель, последовательно соединенные управляемый генератор, реверсивный счетчик и регистрирующий узел, причем выходы эталонного н исследуемого четырехполюсников подключены к дополнительному ком татору и делителю

5 соответственно, выход логарифмического усилителя - к детектору, а выход интегратора - к управляемому генератору .

2QИсточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 311213, кл. G 01 R 23/20.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 296060, кл. G 01 R 27/28 (прототип).