Пристрій для реєстрації нелінійності фазочастотної характеристики чотириполюсників

Пристрій для реєстрації нелінійності фазочастотної характеристики чотириполюсників, що містить високочастотний генератор з блоком перестроювання частоти, низькочастотний генератор фіксованої частоти, автоматичний перемикач, виходом підключений до вхідної клеми для підключення чотириполюсника, що досліджується, та до першого входу другого автоматичного перемикача, перший вхід першого автоматичного перемикача з'єднаний з виходом високочастотного генератора, а другий вхід підключений до виходу низькочастотного генератора, вихід другого автоматичного перемикача через перший підсилювач-обмежувач з'єднаний з опорним входом фазового детектора, сигнальний вхід якого підключений до виходу другого підсилювача-обмежувача, підсилювач змінної напруги, вихід якого з'єднаний з входом фазочутливого випрямляча, та вихідну клему для підключення чотириполюсника, що досліджується, який відрізняється тим, що в нього введені фазообер тач, перший та другий фільтри нижніх частот, автоматичний потенціометр з стрічкопротяжним механізмом, редуктор зі змінним передаточним коефіцієнтом, компенсуючий фазообертач, допоміжний перемикач та подільник частоти, вихід якого підключений до входів керування автоматичних перемикачів та фазочутливого випрямляча, а вхід подільника частоти з'єднаний з виходом низькочастотного генератора, який підключений і до входу фазообертача, причому вихід фазообертача з'єднаний через компенсуючий фазообертач з другим входом другого автоматичного перемикача, вихідна клема для підключення чотириполюсника, що досліджується, з'єднана з входом другого підсилювача-обмежувача, а вихід фазового детектора підключений до першого входу допоміжного перемикача та через перший фільтр нижніх частот - до входу підсилювача змінної напруги, а вихід фазочутливого випрямляча через другий фільтр нижніх частот з'єднаний з другим входом допоміжного перемикача, вихід якого підключений до ВІДЛІКОВОреєструючого приладу автоматичного потенціометра, причому вал двигуна стрічкопротяжного механізму автоматичного потенціометра кінематично з'єднаний з блоком перестроювання частоти високочастотного генератора та через редуктор зі змінним передаточним коефіцієнтом - з ротором фазообертача О 00 о о (О Винахід відноситься до радіовимірювальної техніки та може бути використаний для контролю та діагностики передаточних властивостей чотириполюсників (трансформаторів, фільтрів, підсилювачів, ЛІНІЙ передачі сигналів, каналів зв'язку та інше) по нелінійності їх фазочастотної характеристики в широкому діапазоні частот Відомий пристрій для реєстрації нелінійності фазочастотних характеристик чотириполюсників (див Частототные методы контроля параметров технологических процессов Учеб Пособие / Ю А Скрипник, Л А Глазков -Киев УМК ВО, 1991, С 93-102), що містить високочастотний генератор випробувальної частоти, низькочастотний гене ратор опорної частоти, два атенюатора, перший та другий автоматичні перемикачі, подільник частоти, фазообертач, два балансних змішувачі, широкосмуговий підсилювач, два фільтри низької частоти, фазовий детектор, підсилювач змінної напруги, фазочутливий випрямляч та індикатор Чотириполюсник, що досліджується, підключений між виходом першого автоматичного перемикача та входом балансного змішувача, на другий вхід якого подаються сигнали з виходу другого автоматичного перемикача, а його вихід через послідовно з'єднані широкосмуговий підсилювач та фільтр нижніх частот підключений до сигнального входу фазового детектора, опорний вхід якого 60080 з'єднаний через другий фільтр нижніх частот з виходом другого балансного змішувача, входи якого підключені до виходів генераторів, а вихід фазового детектора через підсилювач змінної напруги та фазочутливий випрямляч підключений до індикатора, причому опорний вхід фазочутливого випрямляча та входи керування автоматичних перемикачів з'єднані з виходом генератора прямокутних імпульсів Недостатком цього пристрою являється не висока точність вимірювання нелінійності фазочастотної характеристики чотириполюсника із-за нестабільності параметрів аналогових перемножувальних блоків (балансних змішувачів) в широкому діапазоні частот та неможливість автоматично реєструвати ВІДНОСНІ відхилення аргументу комплексного коефіцієнту передачі чотириполюсників, що відображається на його швидкодії Відомий також пристрій для реєстрації неліНІЙНОСТІ фазочастотних характеристик чотириполюсників (див Д Б Головко, Ю О Скрипник Методи і засоби частотно-дисперсійного аналізу речовин та матеріалів Книга друга Вимірювальні схеми та прилади Київ "ФАДА, ЛТД" 2000, С 7678), що містить високочастотний генератор з блоком перестроювання частоти, низькочастотний генератор фіксованої частоти, автоматичний перемикач, виходом підключений до вхідної клеми для підключення чотириполюсника, що досліджується, та до першого входу другого автоматичного перемикача, перший вхід першого автоматичного перемикача з'єднаний з виходом високочастотного генератора, а другий вхід підключений до виходу низькочастотного генератора, вихід другого автоматичного перемикача через перший підсилювач-обмежувач з'єднаний з опорним входом фазового детектора, сигнальний вхід якого підключений до виходу другого підсилювача-обмежувача, підсилювач змінної напруги, вихід якого з'єднаний з входом фазочутливого випрямляча Крім того, вихідна клема для підключення чотириполюсника, що досліджується, з'єднана з другим входом другого автоматичного перемикача, а вихід першого автоматичного перемикача підключений через підсилювач-обмежувач до сигнального входу фазового детектора, вихід якого з'єднаний з підсилювачем змінної напруги, при цьому входи керування автоматичних перемикачів та фазочутливого випрямляча з'єднані з комутаційним генератором, а вихід фазочутливого випрямляча підключений до вихідного приладу постійного струму У відомому пристрої реєструється не вся фазочастотна характеристика коефіцієнта передачі чотириполюсника, що досліджується, а відхилення фазочастотної характеристики від її похилої частини, яка задається сталою амплітудою опорної напруги низької фіксованої частоти Проте при складній формі фазочастотної характеристики чотириполюсника, що досліджується, коли похилий відрізок характеристики малий чи взагалі відсутній, така реєстрація не дозволяє виявити всі інформативні відхилення в фазочастотній характеристиці чотириполюсника, що знижує точність контролю аргументу комплексного коефіці єнту передачі різних чотириполюсників В основу винаходу покладена задача створення такого пристрою для реєстрації нелінійності фазочастотної характеристики чотириполюсників, в якому введення нових елементів та зв'язків забезпечило б високочастотний контроль за змінами аргументу комплексного коефіцієнту передачі чотириполюсників, що досліджуються, в широкому діапазоні частот Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для реєстрації нелінійності фазочастотної характеристики чотириполюсників, що містить високочастотний генератор з блоком перестроювання частоти, низькочастотний генератор фіксованої частоти, автоматичний перемикач, виходом підключений до вхідної клеми для підключення чотириполюсника, що досліджується, та до першого входу другого автоматичного перемикача, перший вхід першого автоматичного перемикача з'єднаний з виходом високочастотного генератора, а другий вхід підключений до виходу низькочастотного генератора, вихід другого автоматичного перемикача через перший підсилювачобмежувач з'єднаний з опорним входом фазового детектора, сигнальний вхід якого підключений до виходу другого підсилювача-обмежувача, підсилювач змінної напруги, вихід якого з'єднаний з входом фазочутливого випрямляча, та вихідну клему для підключення чотириполюсника, що досліджується, згідно з винаходом, в нього введені фазообертач, перший та другий фільтр нижніх частот, автоматичний потенціометр з стрічкопротяжним механізмом, редуктор зі змінним передаточним коефіцієнтом, компенсуючий фазообертач, допоміжний перемикач та подільник частоти, вихід якого підключений до входів керування автоматичних перемикачів та фазочутливого випрямляча, а вхід подільника частоти з'єднаний з виходом низькочастотного генератора, вихід якого підключений і до входу фазообертача, причому вихід фазообертача з'єднаний через компенсуючий фазообертач з другим входом другого автоматичного перемикача, вихідна клема для підключення чотириполюсника, що досліджується, з'єднана з входом другого підсилювачаобмежувача, а вихід фазового детектора підключений до першого входу допоміжного перемикача та через перший фільтр нижніх частот до входу підсилювача змінної напруги, а вихід фазочутливого випрямляча через другий фільтр нижніх частот з'єднаний з другим входом допоміжного перемикача, вихід якого підключений до відліково-реєструючого приладу автоматичного потенціометра, причому вал двигуна стрічкопротяжного механізму автоматичного потенціометра кінематичне з'єднаний з блоком перестроювання частоти високочастотного генератора та через редуктор зі змінним передаточним коефіцієнтом з ротором фазообертача Завдяки показаному підключенню фазообертача та введенню в схему пристрою редуктора з змінним передаточним коефіцієнтом, кінематичне з'єднаного з валом двигуна стрічкопротяжного механізму автоматичного потенціометра, в колі опорної напруги низькочастотного генератора фіксованої частоти формується еталона фазоча 60080 стотна характеристика чотириполюсників, що досліджуються Кінематичний зв'язок валу двигуна стрічкопротяжного механізму з блоком перестроювання частоти високочастотного генератора та через редуктор зі змінним передаточним коефіцієнтом з ротором фазообертача, забезпечує реєстрування відносних відхилень фазочастотної характеристики чотириполюсників відносно еталонної характеристики, що задається редуктором зі змінним передаточним коефіцієнтом у в функції часу та частоти, що забезпечує підвищення чутливості реєстратора до змін аргументу комплексного коефіцієнта передачі чотириполюсника та автоматичне реєстрування з високою точністю нелінійності його фазочастотної характеристики при усунені впливу температурних змін та інших впливових факторів На кресленні (див фіг) представлена функціональна схема пристрою для реєстрації неліНІЙНОСТІ фазочастотної характеристики чотириполюсників Пристрій містить високочастотний генератор 1 з блоком перестроювання частоти 2, низькочастотний генератор 3, подільник частоти 4, фазообертач 5, компенсуючий фазообертач 6, перший та другий автоматичні перемикачі, ВІДПОВІДНО 7 та 8, клеми для підключення чотириполюсника, що досліджується 9 та 10, підсилювачіобмежувачі 11 та 12, фазовий детектор 13, перший фільтр нижніх частот 14, підсилювач змінної напруги 15, фазочутливий випрямляч 16, другий фільтр нижніх частот 17, допоміжний перемикач 18, відліково-реєструючий прилад автоматичного потенціометра 19, стрічкопротяжний механізм автоматичного потенціометра 20, редуктор із змінним передаточним коефіцієнтом 21 та чотириполюсник 22, що досліджується Вихід високочастотного генератора 1 підключений до першого входу автоматичного перемикача 7, а вихід низькочастотного генератора З з'єднаний з другим входом автоматичного перемикача 7, входом подільника частоти 4 та входом фазообертача 5 Вихід автоматичного перемикача 7 з'єднаний з клемою для підключення чотириполюсника 9 та з першим входом другого автоматичного перемикача 8, другий вхід якого підключений через компенсуючий фазообертач 6 до виходу фазообертача 5 Сигнальний вхід фазового детектора 13, через перший підсилювачобмежувач 11, з'єднаний з клемою для підключення чотириполюсника 10, а опорний вхід фазового детектора 13, через другий підсилювачобмежувач 12, підключений до виходу другого автоматичного перемикача 8 Вихід фазового детектора 13 з'єднаний з першим входом допоміжного перемикача 18 та з послідовно підключеними фільтром нижніх частот 14, підсилювачем U8 = y1 )sin(co1t 91 O(t(it/Q, змінної напруги 15 та фазочутливим випрямлячем 16, вихід якого з'єднаний, через другий фільтр нижніх частот 17, з другим входом допоміжного перемикача 18, при цьому входи керування фазочутливого випрямляча 16 та автоматичних перемикачів 7 та 8 підключені до виходу подільника частоти 4 Вихід допоміжного перемикача 18 з'єднаний з відліково-реєструючим приладом 19 автоматичного потенціометра, причому вал двигуна стрічкопротяжного механізму 20 автоматичного потенціометра кінематичне з'єднаний з блоком перестроювання частоти 2 високочастотного генератора 1 та через редуктор зі змінним передаточним коефіцієнтом 21, з ротором фазообертача 5 Чотириполюсник 22, що досліджується, підключається до клем 9 та 10 Пристрій для реєстрації нелінійності фазочастотної характеристики чотириполюсника працює наступним чином Випробувальна напруга Ui=Umrsin^ 1 ™1' (сон = var) змінної частоти v л ' утворюється високочастотним генератором 1, який має блок перестроювання частоти 2 Опорна напруга . . .. (Obt+ (Dr. ) , Г і І U3=Um3-sinv J фіксованої частоти (со о = const) v J ' утворюється низькочастотним генератором 3 Випробувальна напруга Ui генератора 1 поступає на перший вхід автоматичного перемикача 7, на другий вхід якого поступає опорна напруга ІІз низькочастотного генератора З Одночасно опорна напруга ІІз через фазообертач 5 та компенсуючий фазообертач 6 поступає на другий вхід автоматичного перемикача 8, на перший вхід якого поступає напруга ІІ7 з виходу автоматичного перемикача 7 Автоматичні перемикачі 7 та 8 керуються прямокутною напругою подільника частоти 4 з більш низькою частоQ = Юо / п , J тою , де п - коефіцієнт ділення частоти та працюють синхронно В результаті безперервної роботи автоматичних перемикачів 7 та 8, на виході перемикача 7 формуються пакети напруг тривалістю в півпері од комутації U 7 = Umi(i-f U7 =Urrh )sin(co-|t + 0