CS265899B1 - Způsob zadání informace o kmitočtu signálu u vektorvoltmetru a zařízení pro provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Podstatou řešení je nastavení výstupního napětí generátoru střídavého napětí na hodnotu, která je v předem pevně stanoveném vztahu k hodnotě jeho kmitočtu. Hodnota napětí měřicího signálu se pak zapiše do paměti vektorvoltmetru jednak jako hodnota naoětí, jednak jeko hodnota kmitočtu měřicího signálu. Napětí měřicího signálu je možno p? zápisu do paměti kmitočtu vektorvoltmetru libovolně měnit podle požadavků měření, aniž by došlo ke změně zápisu o hodnotě kmitočtu. Vektorvoltmetr pak kromě běžných měření a výpočtů může provést na základě znalosti kmitočtu měřicího signálu i výpočet indukčnosti či kapacity měřeného objektu.

Description

Vynález se týká způsobů zadání informace o kmitočtu signálu u vektorvoltmetru a zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Vysokofrekvenční vektorvol trnetry pracující na vzor kovacím principu přeměny vstupních vysokofrekvenčních signálů, například do kmitočtu 1 GHz, na pevný mezifrek venční kmitočet, například 20 kHz, mohou měřit dvoukanálově napětí a fázi jako přímo měřené veličiny. Je-li vektorvoltmetr vybaven vhodným mikropočítačem, lze za pomoci sond ve vhodných snímačích snímat napětí obou kanálů i fázi a z těchto hodnot pak určit i odvozené veličiny, jako jsou impedance Z, odpor R, reaktance X, vodivost G, skupinové zpoždění^ a podobně.

Nevýhodou současného stavu je zejména to, že neumožňuje určit hodnotu kapacity C a indukčnosti L, což jsou veličiny, které lze vypočítat z hodnoty reaktance X pouze tehdy, je-li znám kmitočet f měřicího signálu. Navíc většina laboratoří, provádějících rutinní měření s vektorvoltmetrem nebývá vybavena příslušným syntézatorem nebo čítačem a nemůže proto jednoduchým způsobem vektorvoltmetru informaci o kmitočtu sdělit tak, aby tento byl schopen vypočítat hodnotu indukčnosti nebo kapacity.

Je známo zapojení vektorvoltmetru do měřicího syetému, vybaveného syntezátorem nebo čítačem, který je napojen na sběrnici stykového obvodu řízenou vnější

265 899 řídicí jednotkou, kde syntezátor nebo čítač zajišťuje získání informace o kmitočtu měřicího signálu a její předání vektorvoltmetru.

Nevýhodami tohoto známého řešení jsou zejména jeho složitost, nákladnost, rozměrnost, přičemž tento měřicí systém vyžaduje kvalifikovanou obsluhu, je nepřenosný a není operativně pohotový.

Dále jsou známy vektorvoltmetry, k jejichž vnitřnímu vybavení patří obvody na měření kmitočtu.

Nevýhody těchto vektorvoltmetrů spočívají zejména v tom, že zabudování obvodů na měření kmitočtu má za následek podstatně vyšší cenu a složitost, jakož i větší rozměry a vyšší hmotnost a příkon takto vybaveného vektorvoltmetru ve srovnání s vektorvoltmetrem bez tohoto vybavení.

Konečně jsou známy vektorvoltmetry vybavené numerickým tlačítkovým polem pro zadání kmitočtu měřicího signálu.

Nevýhody těchto vektorvoltmetrů spočívají zejména v tom, že zavedení tlačítkového pole s číslicovými tlačítky a tlačítky dalších povelů, včetně obvodů pro jejich obsluhu, představuje u vektorvoltmetrů značné zvýšení ceny, zvětšení rozměru čelního panelu, zvýšení příkonu a snížení spolehlivosti, přičemž toto řešení nezaručuje samočinnou činnost jako v případě měřicích

205 099 systémů s čítači či syntezátory nebo v případě vektorvoltmetrů se zabudovanými obvody na měření kmitočtu.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje způsob zadání informace ό kmitočtu signálu u vektorvoltmetru, jehož podstatou je, že se na měřený objekt nejprve přiloží střídavý měřicí signál, jehož napětí se nastaví na hodnotu, jejíž číselné vyjádření je v předem stanoveném vztahu k číselnému vyjádření hodnoty kmitočtu měřicího signálu, načež se informace o číselné hodnotě napětí měřicího signálu převede podle tohoto předem stanoveného vztahu na informaci o hodnotě kmitočtu měřicího signálu, a zařízení pro provádění tohoto způsobu, jehož podstatou je, že je tvořeno mikropočítačem, spojeným řídicí sběrnicí s analogově číslicovým převodníkem, datovou sběrnicí se zobrazovačem, svým datovým vstupem a datovým výstupem analogově číslicového převodníku, svým prvním řídicím vstupem s výstupem tlačítka kmitočtu a svým druhým řídicím vstupem s výstupem tlačítka reaktance, přičemž mikropočítač je opatřen pamětí napětí, jejíž datový vstup je spojen s datovým vstupem mikropočítače a jejíž datový výstup je spojen s datovým vstupem přepínače, spojeného svým řídicím vstupem s výstupem rozhodovacího obvodu, svým prvním datovým výstupem s prvním datovým vstupem výpočetního bloku a svým druhým datovým výstupem s datovým vstupem paměti kmitočtu, jejíž datový výstup

265 899 je spojen s druhým datovým vstupem výpočetního bloku, připojeného svými porty k datové sběrnici, přičemž první řídicí vstup mikropočítače je spojen s prvním řídicím vstupem rozhodovacího obvodu, zatímco druhý řídicí vstup mikropočítače je spojen s druhým řídicím vstupem rozhodovacího obvodu.

Výhody způsobu zadání informace ό kmitočtu signálu u vektorvoltmetru a zařízení pro provádění tohoto způsobu podle vynálezu, spočívají zejména v jeho jednoduchosti, nenákladnosti a operativnosti měření, přičemž při jeho použití nedochází ani ke zvýšení příkonu, ani ke zvětšení rozměrů používaného vektorvoltmetru. Měření nevyžaduje žádné přídavné zařízení ani kvalifikovanou obsluhu.

Hlavní výhodou způsobu podle vynálezu pak je, že při minimálním přístrojovém vybavení, to jest bez čítačů, syntezátorů,tlačítkových polí pro zadání kmitočtu měřicího signálu či měřičů kmitočtu umožňuje předat vektorvoltmetru informaci o kmitočtu tak, že tento získá schopnost vypočíst kapacitu nebo indukčnost měřeného objektu.

V příkladném provedení způsobu zadání informace o kmitočtu signálu vektorvoltmetru se na měřený objekt nejprve přiloží střídavý měřicí signál, například o kmitočtu 5 MHz, přičemž je předem stanoven pro měření požadovaný vztah mezi napětím a kmitočtem měřicího sig5

265 899 nálu’. U příkladného provedení způsobu podle vy nálezu je tak počtu MHz kmitočtu měřicího signálu číselná přiřazen počet milivoltů napětí měřicího signálu. Je-li tedy kmitočet měřicího signálu 5 MHz, nastaví se napětí tohoto měřicího signálu na 5 milivoltů. Takto vektorvoltmetr změřením napětí měřicího signálu získá informaci jak o napětí, tak i o kmitočtu měřicího signálu a tuto informaci ό kmitočtu měřicího signálu pak může využít pro výpočet kapacity nebo indukčnosti.

I když lze totiž kmitočet měřicího signálu například odečíst na stupnici generátoru měřicího signálu, nelze informaci o hodnotě kmitočtu jednoduše předat vektorvoltmetru tak, aby tento mohl provést výpočet indukčnosti nebo kapacity. Stanovením a dodržením pevného vztahu mezi napětím a kmitočtem měřicího signálu lze jedinou hodnotou napětí předat vektorvoltmetru informaci jak o napětí, tak i o kmitočtu měřicího signálu

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu bude dále podrobněji popsáno podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněno blokové schéma příkladného provedení zapojení pro zadávání informace o kmitočtu signálu u vektorvoltmetru podle vynálezu a na obr. 2 je znázorněno zapojení vektorvoltmetru při měření.

Zapojení podle vynálezu je v příkladném provedení na obr. 1 tvořeno mikropočítačem 1, spojeným řídicí sběrnicí 2 s analogově číslicovým převodníkem 3, dato- 6 265 899 vou sběrnicí 4 so zobrazovačem !5, svým datovým vstupem s datovým výstupom analogově číslicového převodníku 3, svým prvním řídicím vstupem s výstupom tlačítka 6 kmitočtu a svým druhým řídicím vstupem s výstupem tlačítka X reaktaneb. Mikropočítač JL je přitom opatřen pamětí 8 napětí, jejíž datový vstup je spojen s datovým vstupem mikropočítače 1^ a jejíž datový výstup je spojen s datovým vstupem přepínače 9. Přepínač 2 J® spojen svým řídicím vstupem s výstupem rozhodovacího obvodu 10. svým prvním datovým výstupem s prvním datovým vstupem výpočetního bloku 11 a svým druhým datovým výstupem s datovým vstupem paměti 12 kmitočtu. Výpočetní blok 11 je dále spojen svým druhým datovým vstupem s datovým výstupem paměti 12 kmitočtu a svými porty s datovou sběrnicí 4. První řídicí vstup mikropočítače 1 je spojen s prvním řídicím vstupem rozhodovacího obvodu 10. zatímco druhý řídicí vstup mikropočítače 1 je spojen s druhým řídicím vstupem rozhodovacího obvodu

10. Ke vstupu analogově číslicového převodníku 3 jo připojena vstupní svorka 13.

Na obr· 2 jo znázorněn generátor 14 střídavého napětí, který jo svým signálovým výstupom a nulovým výstupem připojen ke vstupním svorkám měřeného objektu 15, který je svým výstupem spojen přes rezistor 16, hodnéta jehož odporu jo rovna charakteristické impedanci, so zorní. Vektorvoltmotr 17 je pak svou první

265 099 vstupní svorkou připojen k signálovému výstupu generátoru 14 střídavého napětí a svou druhou vstupní svorkou k výstupu měřeného objektu 15♦

V činnosti příkladného provedení zapojení pro zadání informace o kmitočtu signálu u vektorvoltmetru se k měřenému objektu přivede signál z generátoru 14 stři davého napětí. Ke vstupní signálové svorce a výstupní svorce měřeného objektu 15 se připojí sonda, snímající napětí a přivádějící informaci o tomto napětí na vstup ní svorku 13 příslušného vstupního kanálu vektorvoltnetru. Analogový elektrický signál ze vstupní svorky 13 se v analogově číslicovém převodníku 3 převede do číslicové formy a přivede se na vstup paměti 8 napětí. Nastavením velikosti napětí měřicího signálu na měřeném objektu tak, aby jeho hodnota byla v předem stanoveném vztahu k hodnotě kmitočtu měřicího signálu, se dosáhne předpokladu, aby informace o napětí měřicího signálu, uložená v paměti 8 napětí mohla být předána do paměti 12 kmitočtu jako informace o kmitočtu měřicího signálu. Stisknutím tlačítka 6 kmitočtu a tlačítka 2 reaktance se vydá rozhodovacímu obvodu 10 povel k vyslání řídicího signálu do přepínače 9., který přepne a přivede informaci o napětí měřicího signálu jako informaci o kmitočtu měřicího signálu do paměti 12 kmitočtu. Jakmile se informace o kmitočtu takto uloží do paměti 12 kmitočtu, je možno výstupní napětí gene265 899 rátoru 14 střídavého napětí nastavit na libovolnou vhodnou hodnotu, aniž tím dojde ke změně zápisu v paměti 12 kmitočtu. Informace o kmitočtu se pak z paměti 12 kmitočtu předá do výpočetního bloku 11, který na základě informací o na pěti a kmitočtu měřicího signálu vypočte hodnotu kapacity nebo indukčnosti měřeného objektu a výsledek výpočtu zobrazí na zobrazovací 5.

Vynález lze s výhodou použít při konstrukci vektorvoltmetrů, zejména vektorvoltraetrů určených pro autonomní provoz v dílnách a laboratořích.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob zadání informace o kmitočtu signálu u vektorvoltmetru, vy značující s© tím, že se na měřený objekt nejprve přiloží střídavý měřicí signál, jehož napětí se nastaví na hodnotu, jejíž číselné vyjád ření je v předem stanoveném vztahu k číselnému vyjádřéní hodnoty kmitočtu měřicího signálu, načež se informace o číselné hodnotě napětí měřicího signálu převede podle tohoto předem stanoveného vztahu na informaci o hodnotě kmitočtu měřicího signálu.
2. 2. Zařízení pro provádění způsobu podle bodu 1, vyznačující se tím, že je tvořeno mikropočítačem (1), spojeným řídicí sběrnicí (2) s analogově číslicovým převodníkem (3), datovou sběrnicí (4) so zobrazovačem (5), svým datovým vstupem s datovým výstupem analogově číslicového převodníku (3), svým prvním řídicím vstupem s výstupem tlačítka (6) kmitočtu a svým druhým řídicím vstupem s výstupem tlačítka (7) reaktance, přičemž mikropočítač (JL) je opatřen pamětí (8) napětí, jejíž datový vstup je spojen s datovým vstupem mikropočítače (1) a jejíž datový výstup je spojen s datovým vstupem přepínače (9), spojeného svým řídicím vstupem s výstupem rozhodovacího obvodu (10), svým prvním datovým výstupem s prvním datovým vstupem výpočetního bloku (11) <g svým druhým datovým výstupem s datovým

   265 899 vstupem paměti (12) kmitočtu, jejíž datový výstup je spojen s druhým datovým vstupem výpočetního bloku (11), připojeného svými porty k datové sběrnici (4), a přičemž první řídicí vstup mikropočítače (1) je spojen s prvním řídicím vstupem rozhodovacího obvodu (10), zatímco druhý řídicí vstup mikropočítače (1) je spojen s druhým řídicím vstupem rozhodovacího obvodu (10).