{5 УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ
Изобретение относится к технике измерения параметров радиоэлементов, в частности для измерения добротности емкости и индуктивности. Известно устройство, содержащее усилитель, в цепь положительной обрат ной связи которого включен нелинейный элемент, частотный детектор и измеряемый четырехполюсник - колебательный контур СОНедостатком устройства является. невозможность измерения активных составляющих четырехполюсников по изме нению частоты автоколебаний. Известно также устройство, содержащее усилитель, в цепи положительно обратной связи которого включены колебательный контур и инерционный нелинейный элемент (термисторный мост) 2. Недостатком этого устройства явля ется узкий диапазон рабочих частот, обусловленный использованием инерционного нелинейного элемента, из-за которого на высоких частотах и при малых значениях измеряемой добротности условие устойчивого режима самовозбуждения не выполняется. Известно также устройство для измерения добротности, содержащее усилитель, в цепи положительной обратной связи которого включены измери-; тельный контур и фаdocдвигающее устройство, блок автоматического поддержания амплитуды, выходом соединённый с управляющим входом усилителя, а входом - с входом измерительного контура, блс отношения напряжений, своими входами подключенный параллельно измеряемому контуру 3}. Недостатком этого устройства является узкий диапазон рабочих частот и измеряемых добротностей из-за неустойчивости автоколебательного режима, обусловленного относительно большой постояннойвремени переходного процесca в блоке автоматического поддержа НИР амплитуды, определяемой постоянной времени детектора. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и измеряемых добротностей при сохранении высокой точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее регулируемый усилитель, выходом соединенны с одним из входов блока отношения на пряжений и с входом измерительного контура, а управляющим входом соединенный с выходом дифференциального усилителя, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход дифференциального усилителя через последовательно соединенные фазосдвигающую цепь и амплитудный детектор подключе к выходу измерительного контура, вве дены двухсторонний ограничитель и делитель напряжения, при этом выход делителя напряжения соединен с вторым входом блока отношения напряжеНИИ, а вход делителя напряжения под| ючен к входу фазосдвигающей цепи, выход которой через двухсторонний ограничитель соединен с входом регулируемого усилителя. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит усилитель 1, в цепи положительной обратной связи которого включены последовательно соединенные измерительный контур 2, фазосдвигающая цепь 3 и двухсторонний ограничитель , блок 5 отношения напряжения, подключенный к входу измерительного контура 2 непосредствен но, а к выходу - через делитель 6 напряжения. Вход двухстороннего ограничителя подсоединен к входу блока 7 автома тического поддержания амплитуды, который содержит амплитудный детектор 8 на входе, дифференциальный усилитель 9, источник 10 опорного напряже ния. При этом входы диф{ геренциального усилителя 9 подключены к выходам амплитудного детектора 8 и источника 10 опорного напряжения, а его выход соединен с управляющим входом усилителя 1. Устройство работает следующим образом. . Выполнение условия баланса фаз обеспечивается включением в цепь положительной обратной связи усилителя 1, фазосдвигающей цепи 3, а условия . баланса амплитуд обеспечивается тем, что максимальный коэффициент передачи последовательно соединенных фазосдвигающей цепи 3, двухстороннего ограничителя k, усилителя 1 выбран больше величины J . где Q - минимальная измеряемая добротность; п , п - коэффициенты связи измерительного контура с внешними цепями.через входной и выходной элементы связи. При выполнении условия баланса фаз и амплитуд в автогенераторе, состоящем из усилителя 1, измерительного контура 2, фазосдвигающей цепи 3 двухстороннего ограничителя 4, происходит нарастание амплитуды автоколебаний. Когда величина напряжения на выходе амплитудного детектора 8 превысит заданную источником 10 опорного напряжения величину, с выхода дифференциального усилителя 9 на управляющий вход усилителя 1 поступает сигнал, уменьшающий коэффициент передачи последнего. Коэффициент передачи уменьшается до величины, определяющей установившийся режим автоколебаний в рассматриваемом автогенераторе. Устойчивость автоколебаний определяет двухсторонний ограничитель . При достаточной степени, вносимой двухсторонним ограничителем нелинейности, а также благодаря его безинерционности, автоколебания устойчивы в широком диапазоне частот и измеряемых добротностей. Входное напряжение ограничителя k из-за избирательных свойств измерительного контура 2 содержит практически лишь первую гармонику, а выходное напряжение ограничителя k несинусоидально (рграничено с двух сторон), при этом коэффициент передачи ограничителя k по первой гармонике определяется математическим выражением где коэффициент ограничения; ип U - уровень ограничения сину соидального напряжения ограничителем k; Uyy, - амплитуда ограничиваемого синусоидального напряжения на входе ограничителя i. Из приведенного выражения видно, .что всякое кратковременное изменение амплитуды автоколебаний на входе ограничителя приводит к мгновенному изменению его коэффициента передами в сторону, препятствующую этому изме нению. Так, например, уменьшение коэффициента передачи приводит к уменьшению амплитуды автоколебаний н входе ограничителя, при этом коэффициент ограничителя начинает возраста и дальнейшее затухание автоколебаний прекратится. ;. В свою очередь блок 7 автоматичес кого поддержания амплитуды с некото рым запаздыванием, определяемым его постоянной времени, начинает изменят коэффициент усиления усилителя таким образом, чтобы напряжение на входе ограничителя 4, стало равным значени заданному источником 10 опорного напряжения. Поддержание постоянной амплитуды напряжения на входе ограничи теля обеспечивает постоянство значения коэффициента ограничения С, опре деляющего форму сигнала. При достаточной широкополосности усилителя 1 напряжение, вводимое в измерительный контур 2, по форме пов торяет выходное напряжение ограничителя . Отличие амплитуды несинусоидального сигнала, вводимого в измеритель ный контур 2, от амплитуды его первой гармоники учитывает делитель 6 напряжения, коэффициент передачи К которого определяется из соотношения К- :j(arc-3 vic -cДобротность измерительного контура 2 определяется блоком 5 отношения напряжения , исходя из выражения Q. ЦвихК где Ugyj- амплитуда напряжения на выходе измерительного контура 2; и, - амплитуда ограниченного напряжения на входе контура . Формула изобретения Устройство для измерения добротности, содержащее регулируемый усилитель , выходом соединенный с одним из входов блока отношения напряжений и с входом измерительного контура, а управляющим входом соединенный с выходом дифференциального усилителя, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход дифференциального усилителя через последовательно соединенные фазосдвигающую цепь и амплитудный детектор подключен к выходу измерительного контура, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частей и измеряемых добротностей при сохранении высокой точности измерений, в него введены двухсторонний ограничитель и делитель напряжения, при этом выход делителя напряжения соединен с вторым входом блока отношения напряжений, а вход делителя напряжения подключен к входу фазосдвигающей цепи, .выход которой через двухсторонний ограничитель соединен с входом регулируемого усилителя, i Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Арш .Э.И. Автогенераторные изменения, 1976, с. 95-10, рис. 3.13. 2.Авторское свидетельство СССР ff 359619, кл. G 01 R 27/26, 1972. 3.Патент Великобритании Н 1368990 кл. G1V, 197 (прототип).
