DE2329461C3

DE2329461C3 - Method and device for measuring parameters of the components of a complex circuit

Info

Publication number: DE2329461C3
Application number: DE19732329461
Authority: DE
Inventors: Alexandr Iwanowitsch; Morosow Andrej Elisarowitsch; Schachow Eduard Konstantinowitsch; Schljandin Wiktor Michajlowitsch; Pensa Martjaschin (Sowjetunion)
Original assignee: Pensenskij Politechnitscheskij .Institut, Pensa (Sowjetunion)
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1977-01-13

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eiae Einrichtung zur Durchführung *3es Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2. VThe present invention relates to a method according to the preamble of claims 1 and on a device to carry out * 3es the procedure according to the preamble of claim 2. V

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen von Parametern der Bauelemente eines kompjexen Stroiiikreises und die Einrichtung für seine Durchführung werden hauptsächlich zürn Messen von Parametern der Bauelemente der komplexen elektrischen RC- und RL-Kreise verschiedener nachrichten- bzw. funktechnischer Anlagen angewandt und können auch zum Messender Parameter von ÄC-FoUen-bzw. Schichtgliedern sowie zum Messen von Signalen der RCL-Geber und RCL-Mikrogeber eingesetzt werden.The inventive method for measuring parameters of the components of a complex Stroiiikreises and the device for its implementation are mainly used for measuring parameters of the components of the complex electrical RC and RL circuits of various communications or radio systems and can also be used to measure the parameters of ÄC-FoUen or. Layer members as well as for measuring signals of the RCL encoder and RCL micro encoder are used.

Bexannt ist ein Verfahren zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises, bei welchem der elektrische Meßkreis, der auch den komplexen Stromkreis einschließt, mit Gleichspannung versorgt wird und die Pars neter der elektrischen Signale, die am Ausgang des elektrischen Meßkreises abgegriffen werden, in Zeitintervalle umgewandelt werden, aus deren Größen man die Parameter der Bauelemente des komplexen Stromkreises bestimmt (vgl. zum Beispiel SU-Erfinderschein Nr. 2 19 013).A method for measuring parameters of the components of a complex circuit is known, in which the electrical measuring circuit, which also includes the complex circuit, is supplied with direct voltage and the pars neter of the electrical Signals that are picked up at the output of the electrical measuring circuit are converted into time intervals The parameters of the components of the complex circuit are determined from their sizes (see for example SU inventor's license no. 2 19 013).

Im genannten Verfahren zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises wird an den Eingang des elektrischen Meßkreises, vier die Reihenschaltung eines Normalwiderstands und eines parallelen RC- Kreises darstellt, die Gleichspannung und an die freie Herausführung des parallelen RC-Kreises ein Nullpotential angelegt Im elektrischen Meßkreis entsteht dabei ein Übergangsprozeß, welcher eine Spannungsänderung an seinem Ausgang — einer Herausführung des parallelen RC-Kreises bedingt — mit dem Normalwiderstand verbunden ist. Nach praktischer Beendigung des Übergangsprozesses wird beim stabilen Betrieb am Ausgang des elektrischen Meßkreises die Gleichspannung abgegriffen, gespeichert und in ein Zeitintervall umgewandelt, welches dann gemessen wird. Dann wird dem Eingang des elektrischen Meßkreises ein Nullpotential zugeführt und das Zeitintervall von diesem Zeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Spannung des wiederholt hervorgerufenen Übergangsprozesses, die am Ausgang des elektrischen Meßkreises abgegriffen wird, einem bestimmten Teil der früher gespeicherten Gleichspannung gleich ist, gemessen.In the mentioned method for measuring parameters of the components of a complex circuit, the DC voltage and a zero potential is applied to the free lead-out of the parallel RC circuit at the input of the electrical measuring circuit, four represents the series connection of a normal resistor and a parallel RC circuit Measuring circuit creates a transition process, which a voltage change at its output - due to a lead out of the parallel RC circuit - is connected to the normal resistance. After the transition process has been completed in practice, in stable operation at the output of the electrical measuring circuit, the direct voltage is tapped, stored and converted into a time interval, which is then measured. Then a zero potential is fed to the input of the electrical measuring circuit and the time interval from this point in time to the point in time at which the voltage of the repeatedly induced transition process, which is tapped at the output of the electrical measuring circuit, is equal to a certain part of the previously stored direct voltage, is measured .

Das genannte Verfahren zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises gestattet nicht das Messen von Parametern der Bauelemente eines parallelen RL-Stromkreises, da in diesem Fall der elektrische Meßkreis die Reihenschaltung einer Normalinduktivitätsspule und eines parallelen RL-Kreises darstellen soll und bei stabilem Betrieb die am Ausgang des elektrischen Meßkreises abgegriffene Spannung nicht durch die Größe der Induktivität L der Induktivitätsspule des parallelen RL-Kreises, sondern durch den Verlustwiderstand der Induktivitätsspule des parallelen RL-Kreises bestimmt wird. The mentioned method for measuring parameters of the components of a complex circuit does not allow the measurement of parameters of the components of a parallel RL circuit, since in this case the electrical measuring circuit should represent the series connection of a normal inductance coil and a parallel RL circuit and, in stable operation, the The voltage tapped at the output of the electrical measuring circuit is not determined by the size of the inductance L of the inductance coil of the parallel RL circuit, but rather by the loss resistance of the inductance coil of the parallel RL circuit.

Theoretisch aber braucht man bei fehlenden Verlusten an der Normalinduktivitätsspule und der Induktivitätsspule für die Durchführung des genannten Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises eine Gleichspannungsquelle unendlicher Leistung. Die Größe der zu erhaltenden Zeitintervalle ist darüber hinaus mit den Größen der Bauelemente eines parallelen RC-Kreises nicht durch lineare Abhängigkeiten verbunden, und zuhj Gewinnen getrennter Information über die Größen der Bauelemente eines parallelen ÄC-Kreises ist die mathematische Auswertung der numerischen Äquivalente erforderlich, die bei der Messung der genannten Zeitintervalle erhalten werden.Theoretically, however, if there are no losses at the normal inductance coil and the inductance coil, a direct voltage source of infinite power is required to carry out the aforementioned method for measuring parameters of the components of a complex circuit. In addition, the size of the time intervals to be obtained is not linked to the sizes of the components of a parallel RC circle by linear dependencies, and to obtain separate information about the sizes of the components of a parallel ÄC circle, the mathematical evaluation of the numerical equivalents is required can be obtained when measuring the mentioned time intervals.

Alles das schrankt m bedeutendem Maße den Anwendungsbereich des genannten Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises infolge der Unmöglichkeit derAll of this limits that to a significant extent Scope of the mentioned method for measuring parameters of the components of a complex circuit due to the impossibility of

ίο Messung von Parametern der Bauelemente eines parallelen RL-Kreises und einer niedrigen (wegen des riichtlineären Charakters der Transformatiönsfunktiön) Meßgenauigkeit von Parametern der Bauelemente eines parallelen RC-Kreises ein.ίο Measurement of parameters of the components of a parallel RL circle and a low one (because of the directional character of the transformation function) Measurement accuracy of parameters of the components of a parallel RC circuit.

Bekannt ist eine Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zum Messen von Parametern eines komplexen Stromkreises, in welcher eine Schaheinheit, deren erster Eingang an den Ausgang einer Gleichspannungsquelle angeschlossen und deren zweiter Eingang geerdet ist. auf ein Signal eines Steuerblocks, das zeitlich mit einem äußeren Signal zusammenfällt, an ihren Ausgang ihren ersten Eingang anschließt. Der Ausgang der Schalteinheit ist über ein Normalbauelement mit der Herausführung des komplexen Stromkreises verbunden, die elektrisch auch mit dem Eingang eines Vergleichsblocks in Verbindung steht, dessen Ausgang an den Eingang des Steuerblocks angeschlossen ist, der seinerseits an einen Block zum Messen von Zeitintervallen angeschlossen ist. Die andere Herausführung des komplexen Stromkreises ist dabei mit der Schalteinheit direkt verbunden (vgl. zum Beispiel SU-Erfinderschein Nr. 2 43 732).A device is known for carrying out the method for measuring parameters of a complex Circuit in which a viewing unit, whose first input is connected to the output of a DC voltage source and whose second input is grounded. to a signal from a control block that coincides in time with an external signal at their Output connects to their first input. The output of the switching unit is via a standard component with the Leading out of the complex circuit connected electrically to the input of a Comparison block is connected, the output of which is connected to the input of the control block, the in turn is connected to a block for measuring time intervals. The other elaboration of the complex circuit is directly connected to the switching unit (see, for example, SU inventor's certificate No. 2 43 732).

Nach dem Eintreffen des äußeren Signals sendet der Steuerblock ein Steuersignal zur Schalteinheit, unter dessen Einwirkung diese Schalteinheit den Ausgang einer Gleichspannungsquelle an den Eingang des elektrischen Meßkreises anschließt, der die Reihenschaltung eines Normalwiderstands und eines parallelen RC-Kreises darstellt, wobei die freie Herausführung des RC-Kreises mit dem geerdeten Eingang der Schalteinheit direkt verbunden ist. Nach einer Zeit, die für die praktische Beendigung des Übergangsprozesses in dem elektrischen Meßkreis erforderlich ist, gibt der Steuerblock ein Signal auf den Spannungs-Zeitintervall-Umwandler und auf eine Speichereinheit, deren Eingang mit dem Ausgang des Meßkreises — mit der Herausführung des Normalwiderstandes — und einer Kerausführung des parallelen RC-Kreises und deren Ausgang über einen Spannungsteiler mit einem Teilungsverhältnis e~' mit einem Eingang des Vergleichsblocks verbunden ist. Auf dieses Signal speichert die Speichereinheit die Ausgangsspannung des elektrischen Meßkreises, und der Spannungs-Zeitintervall-Umwandler, dessen Eingang mit dem Ausgang des elektrischen Meßkreises und dessen Ausgang mit dem Eingang des Blocks 7um Messen der Zeitintervalle verbunden ist, wandelt die Spannung in ein proportionales Zeitintervall um, welches von dem Block zum Messen der Zeitintervalle gemessen wird. Dann sendet der Steuerblock ein Signal, auf welches die Schalteinheit den Eingang des elektrischen Meßkreises an ihren geerdeten Eingang anschließt, während der Block zum Messen der Zeitintervalle mit der Messung des nächsten Zeitintervalls beginnt, wobei das Signal von der Beendigung seiner Messung an den Block zum Messen der Zeitintervalle vom Vergleichsblock in dem Zeitpunkt gelangt, wenn die Spannung des wiederholt hervorgerufenen Übergangsprozesses, die am AusgangAfter the arrival of the external signal, the control block sends a control signal to the switching unit, below the action of which this switching unit sends the output of a DC voltage source to the input of the electrical measuring circuit connects, which is the series connection of a normal resistor and a parallel RC circuit, whereby the free lead-out of the RC circuit with the grounded input of the switching unit connected directly. After a period of time necessary for the practical completion of the transition process in the electrical measuring circuit is required, the control block sends a signal to the voltage-time interval converter and to a memory unit, the input of which with the output of the measuring circuit - with the Execution of the normal resistance - and a Ker execution of the parallel RC circuit and their Output via a voltage divider with a division ratio e ~ 'with an input of the comparison block connected is. In response to this signal, the memory unit stores the output voltage of the electrical Measuring circuit, and the voltage-time interval converter, whose input is connected to the output of the electrical measuring circuit and its output with the input of the block 7 to measure the time intervals is connected, converts the voltage into a proportional time interval, which is from the block to Measuring the time intervals is measured. Then the control block sends a signal to which the switching unit connects the input of the electrical measuring circuit to its grounded input, while the block for Measuring the time intervals begins with the measurement of the next time interval, with the signal from the Completion of its measurement to the block for measuring the time intervals from the comparison block at the point in time arrives when the voltage of the repeatedly evoked transition process occurring at the output

des elektrischen Meßkreises abgegriffen wird, gleich der am Ausgang des Spannungsteilers abgegriffenen Spannung istof the electrical measuring circuit is tapped, equal to the voltage tapped at the output of the voltage divider is

Beim Messen von Parametern der Bauelemente eines parallelen ÄC-Kreises mit Hilfe der genannten Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises ist es nicht möglich, eine hohe Meßgenauigkeit zu erzielen, da die bei der Messung erhaltenen numerischen Äquivalente der Zeitintervalle nicht durch lineare Abhängigkeiten mit den Parametern der Bauelemente des parallelen ÄC-Kreises verbunden sind. Mehr noch, das numerische Äquivalent eines Zeitintervalls, dessen Ablauf der Vergleichsblock fixiert, hängt zur gleichen Zeit sowohl von der Größe der Kapazität C als auch von der Größe des Widerstandes R des parallelen ÄC-Kreises ab. Zu einer zusätzlichen Beeinträchtigung der Genauigkeit kommt es infolge der Überbrückung des parallelen ÄC-Kreises durch den Eingangswiderstand des Vergleichsblocks. Einen wesentlichen Nachteil stellt auch die Unmöglichkeit dar, die Parameter der Bauelemente eines parallelen RL- Kreises zu messen, da nach der Beendigung des ursprünglich hervorgerufenen Übergangsprozesses der Strom (und somit auch die Spannung am Ausgang) im elektrischen Meßkreis, den in diesem Fall die Reihenschaltung einer Normalinduktivitätsspule und eines parallelen ÄL-Stromkreises darstellen, dessen freie Herausführung an den geerdeten Eingang der Schalteinheit angeschlossen ist, nicht durch die Größe der Induktivität L der Induktivitätsspule des parallelen RL- Kreises, sondern durch das Verhältnis der Größen des Verlustwiderstandes der Normalinduktivitätsspule und des der Induktivitätsspule im parallelen ÄL-Kreis bestimmt wird.When measuring parameters of the components of a parallel ÄC-circle with the aid of said device for carrying out the method for measuring parameters of the components of a complex circuit, it is not possible to achieve high measurement accuracy, since the numerical equivalents of the obtained during the measurement Time intervals are not connected by linear dependencies with the parameters of the components of the parallel ÄC-circle. What is more, the numerical equivalent of a time interval, the expiry of which is fixed by the comparison block, depends at the same time on both the size of the capacitance C and the size of the resistance R of the parallel C circle. An additional impairment of the accuracy occurs as a result of the bridging of the parallel ÄC-circle by the input resistance of the comparison block. Another major disadvantage is the impossibility of measuring the parameters of the components of a parallel RL circuit, since after the end of the originally caused transition process the current (and thus also the voltage at the output) in the electrical measuring circuit, which in this case is the series circuit a normal inductance coil and a parallel AL circuit, the free lead-out of which is connected to the grounded input of the switching unit, not by the size of the inductance L of the inductance coil of the parallel RL circuit, but by the ratio of the sizes of the loss resistance of the normal inductance coil and that of the Inductance coil is determined in the parallel ÄL-circle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der aufgezählten Nachteile ein Verfahren zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises und eine Einrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, in denen die Änderung der Art der elektrischen Einwirkungen auf den elektrischen Meßkreis die Meßgenauigkeit zu erhöhen und diesen Prozeß zu beschleunigen ermöglicht. The invention is based on the object of providing a method while eliminating the disadvantages listed for measuring parameters of the components of a complex circuit and a device for the Implementation of this procedure to create in which the change in the nature of the electrical effects to increase the measurement accuracy on the electrical measuring circuit and to accelerate this process.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöstThis object is achieved according to the characterizing part of claim 1

Eine zweckmäßige Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 gekennzeichnetAn expedient device for carrying out the method according to the invention is given in claim 2 marked

Falls der komplexe Stromkreis parallel geschaltete ÄL-Bauelemente darstellt »st es nützlich, daß eine Induktivitätsspule das Normalbauelement ist und daß die Gegenkopplung des Gleichstromverstärkers eine Widerstandsgegenkopplung istIf the complex circuit is made up of AL components connected in parallel, it is useful that one Inductance coil is the standard component and that the negative feedback of the DC amplifier is a Resistive negative feedback is

Falls der komplexe Stromkreis paralleigeschaltete ÄC-Bauelemente darstellt ist es zweckmäßig, daß ein Widerstand das Normalbauelement ist und daß die Gegenkopplung des Gleichstromverstärkers eine Kapazitätsgegenkopplung istIf the complex circuit is in parallel ÄC components, it is appropriate that a Resistance is the normal component and that the negative feedback of the DC amplifier is a negative capacitance feedback is

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises und die Einrichtung für seine Durchführung erhöben die Meßgenauigkeit verkürzen die Meßdauer und erweitern den Bereich der zu messenden Parameter. Die Einrichtung zeichnet sich darübei hinaus durch ihre einfache Konstruktion und geringen Abmessungen aus.The inventive method for measuring parameters of the components of a complex circuit and the means for its implementation increase the measurement accuracy, shorten the measurement time and expand the range of parameters to be measured. The facility is also characterized by their simple construction and small dimensions.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert Es zeigtThe invention is hereinafter based on the Description of exemplary embodiments explained with reference to the drawing

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises, F i g. 1 is a block diagram of a first embodiment of the device according to the invention for Implementation of the method for measuring parameters of the components of a complex circuit,

Fig.2 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung, und2 shows a block diagram of a second exemplary embodiment the device according to the invention, and

ίο F i g. 3 Zeitdiagramme a. bund eder Spannung U\, Ui und L/3 am zweiten Ausgang der Schalteinheit an deren ersten Ausgang bzw. am Ausgang des Gleichstromverstärkers. ίο F i g. 3 timing diagrams a. b and eder voltage U \, Ui and L / 3 at the second output of the switching unit at its first output or at the output of the direct current amplifier.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises enthält eine Schalteinheit 1 (Fig. 1), der aus elektronischen Schaltern 2,3,4,5 und 6 besteht, deren jeder mit einem Transistor bestückt ist Einen ersten Eingang 7 der Schalteinheit 1 stellt dabei der Eingang des Schalters 5 dar, einen zweiten Eingang 8 der Schalteinheit 1 stellen die miteinander gekoppelten Eingänge der Schalter 3 und 6 und einen dritten Eingang 9 der Schalteinheit 1 die miteinander gekoppelten Eingänge der Schaher 2 und 4 dar. Einen ersten Ausgang 10 der Schalteinheit stellen die miteinander gekoppelten Ausgänge der Schalter 4,5 und 6 und einen zweiten Ausgang 11 der Schalteinheit 1 die miteinander gekoppelten Ausgänge der Schalter 2 und 3 dar. Der zweite Eingang 8 der Schalteinheit 1 ist geerdet und der erste Eingang 7 an den Ausgang einer Gleichspannungsquelle 12 angeschlossen, die als an sich bekannte Halbleiterschaltung ausgeführt istThe device according to the invention for performing the method for measuring parameters of the Components of a complex circuit contains a switching unit 1 (Fig. 1), which consists of electronic Switches 2, 3, 4, 5 and 6, each with a A transistor is fitted. A first input 7 of the switching unit 1 is the input of the switch 5 A second input 8 of the switching unit 1 is represented by the inputs of the switches 3 that are coupled to one another and 6 and a third input 9 of the switching unit 1 are the inputs of the Schaher 2 and 4, which are coupled to one another The outputs of the switches 4, 5 which are coupled to one another represent a first output 10 of the switching unit and 6 and a second output 11 of the switching unit 1 represents the outputs of switches 2 and 3, which are coupled to one another. The second input 8 of switching unit 1 is grounded and the first input 7 is connected to the output of a DC voltage source 12, which as per se known semiconductor circuit is executed

Die Einrichtung ist auch mit einem Steuerblock 13 ausgestattet, der aus Triggern bzw. Flipflops 14,15,16, 17 und 18 einen Geber 19 eines kalibrierten Zeitintervalls — als solcher ist in diesem Ausführungsbeispiel der Einrichtung ein nach an sich bekannter Schaltung ausgeführter monostabiler Multivibrator angewandt — und einem Impulsverteiler 20 besteht, der nach einer an sich bekannten Schaltung aus zwei Triggern mit Recheneingängen ausgeführt ist. deren Ausgänge mit einer Diodenmatrix verbunden sind, die den Zustand dieser Trigger decodiert.The device is also equipped with a control block 13, which consists of triggers or flip-flops 14,15,16, 17 and 18 a transmitter 19 of a calibrated time interval - as such, in this exemplary embodiment, the Device a monostable multivibrator executed according to a known circuit applied - and a pulse distributor 20 which, according to a circuit known per se, consists of two triggers Arithmetic inputs is carried out. whose outputs are connected to a diode matrix that shows the state this trigger decodes.

Ein erster Ausgang 21 des Impulsverteilers 20 ist mit dem Einheits- oder Einseingang des Triggers 18 und dem Eingang des Gebers 19 des kalibrierten Zeitintervalls verbunden, dessen Ausgang mit dem Nulleingang des Triggers 16 und dem Einheitseingang des Trigger; 17 in Verbindung steht Ein zweiter Ausgang 22 de«A first output 21 of the pulse distributor 20 is connected to the unit or single input of the trigger 18 and connected to the input of the transmitter 19 of the calibrated time interval, the output of which is connected to the zero input the trigger 16 and the unit input of the trigger; 17 is connected A second output 22 de «

so Impulsverteilers 20 ist mit den Nulleingängen dei Trigger 17, 14 und 18 und dem Einheitseingang de« Triggers 15 verbunden. Ein dritter Ausgang 23 de« Impulsverteilers 20 ist mit dem NuDeingang de« Triggers 15 und dem Einheitseingang des Triggers Ii verbunden. Auf die Einheitseingänge der Trigger 14 unc 16 wird ein äußeres Signal von einer Quelle (nichi gezeigt) gegeben. Der Einheits- und der Nullausgang des Triggers 14 sind mit den Steuereingängen de: Schalters 2 bzw. 3 und die Ausgänge der Trigger 15,11 und 17 mit den Steuereingängen der jeweiligen Schäkel 4,5 und € verbunden.so pulse distributor 20 is dei with the zero inputs Trigger 17, 14 and 18 and the unit input of the trigger 15 are connected. A third exit 23 de « Pulse distributor 20 is connected to the new input of the trigger 15 and the unit input of the trigger Ii connected. An external signal from a source (nichi shown) given. The standard and zero output of trigger 14 are connected to the control inputs de: Switch 2 or 3 and the outputs of the trigger 15, 11 and 17 with the control inputs of the respective shackles 4.5 and € connected.

Der erste Ausgang 10 der Schalteinheit 1 ist über eir Normalbauelement — als solches wird in der vorliegen den Ausfuhrung der Einrichtung eine Normalmduktivi tätsspule 24 verwendet — mit dem Eingang eine Gleichstromverstärkers 25 mit Gegenkopplung (etn< derartige Kopplung wird durch die Schaltung eine Widerstandes 26 in den Gegenkopplungskreis erreichtThe first output 10 of the switching unit 1 is via a normal component - as such is present in the the execution of the device a Normalmduktivi ity coil 24 used - with the input one DC amplifier 25 with negative feedback (etn <such coupling is achieved by the circuit a Resistance 26 reached in the negative feedback circuit

verbunden. Der zweite Ausgang 11 der Schalteinheit 1 ist über den komplexen Stromkreis — als solcher wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Einrichtung die Parallelschaltung einer Induktionsspule 27 und eines Widerstands 28 verwendet — auch mit dem Eingang des Gleichstromverstärker 25 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Vergleichsblocks 29 in Verbindung steht. Ein zweiter Eingang des Vergleichsblocks 29 ist geerdet, und sein Ausgang ist mit dem Eingang des Impulsverteilers 20 verbunden. Der ,₀ Gleichstromverstärker 25 und der Vergleichsblock 29 sind als eine einheitliche integrierte Schaltung ausgeführt. connected. The second output 11 of the switching unit 1 is also connected to the input of the direct current amplifier 25, the output of which is connected to the input of a comparison block 29 in FIG Connection. A second input of the comparison block 29 is grounded and its output is connected to the input of the pulse distributor 20. The, ₀ DC amplifier 25 and the comparator block 29 are implemented as a single integrated circuit.

Die Einrichtung ist auch mit einem Block 30 zur Messung von Zeitintervallen versehen, der einen Impulsquarzgenerator 31, der als eine bekannte Schaltung mit Halbleiterbauelementen ausgeführt ist, und elektronische Schalter 32 und 33 enthält, die den Schaltern 2, 3, 4, 5 und 6 ähnlich sind. Der Block 30 enthält auch Zähler 34 und 35 mit digitaler Anzeige. Als solche sind nach einer an sich bekannten Schaltung ausgeführte dekadische Hochfrequenz-Impulszähler verwendet. Der Ausgang des Im pulsgenerator 31 ist mit den Eingängen der Schalter 32 und 33 verbunden, deren Ausgänge mit den Eingängen des jeweiligen digitalen Zählers 34 bzw. 35 in Verbindung stehen. Der Steuereingang des Schalters 32 ist mit dem Ausgang des Triggers IS und der Steuereingang des Schalters 33 mit dem Ausgang des Triggers 15 verbunden.The device is also provided with a block 30 for measuring time intervals, the one Pulse crystal generator 31, which is designed as a known circuit with semiconductor components, and includes electronic switches 32 and 33 similar to switches 2, 3, 4, 5 and 6. Block 30 also includes counters 34 and 35 with digital display. As such, according to a circuit known per se executed decadic high-frequency pulse counters are used. The output of the pulse generator 31 is connected to the inputs of switches 32 and 33, their outputs to the inputs of the respective digital counter 34 and 35 are in connection. The control input of the switch 32 is connected to the output of the Trigger IS and the control input of switch 33 are connected to the output of trigger 15.

Der dritte Eingang 9 der Schalteinheit 1 ist mit dem Ausgang einer Gleichspannungsquelle 36 verbunden, die der Gleichspannungsquelle 12 ähnlich ist, jedoch eine andere Polarität aufweist.The third input 9 of the switching unit 1 is connected to the output of a DC voltage source 36, which is similar to the DC voltage source 12, but has a different polarity.

Möglich ist auch ein anderes Ausführungsbeispiel der Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zurr. Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises, das dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ähnlich ist.Another exemplary embodiment of the device for performing the method is also possible. Measure parameters of the components of a complex circuit similar to the one described above Embodiment is similar.

Ihr Unterschied besteht darin, daß als ein komplexer Stromkreis die Parallelschaltung eines Widerstands 37 (F i g. 2) und eines Kondensators 38 angewendet sind. Dabei ist als Normalbauelement ein Normalwiderstand 39 verwendet, der auf die gleiche Weise wie die Normalinduktivitätsspule 24 (Fig. 1) geschaltet ist und der Verstärker 25 (Fig.2) ist kapazitiv parallel gegengekoppelt, nämlich durch die Einschaltung eines Kondensators 40 in den Gegenkopplungskreis des Verstärkers 25.Their difference is that as a complex one Circuit the parallel connection of a resistor 37 (Fig. 2) and a capacitor 38 are used. A normal resistor 39 is used as the normal component, which is in the same way as the Normal inductance coil 24 (Fig. 1) is connected and the amplifier 25 (Fig.2) is capacitively parallel negative feedback, namely by switching on a capacitor 40 in the negative feedback circuit of the Amplifier 25.

Die erfindungsgemäße Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises arbeitet folgenderweise:The device according to the invention for performing the method for measuring parameters of the Components of a complex circuit work as follows:

Das äußere Signal gelangt von der Quelle an die Einheitseingänge der Trigger 14 (Fig. 1) und 16 des Steuerblocks 13 und führt sie in den Einheitszustand über. Dabei öffnet das Potential welches von dem Einheitsausgang des Triggers 14 abgegriffen wird, den Schalter 2 der Schalteinheit 1; das Potential, welches von seinem Nullausgang abgegriffen wird, schließt den Schalter 3 und das am Ausgang des Triggers 16 abgegriffene Potential öffnet den Schalter 5. Dies führt dazu, daß Ober den geöffneten Schalter 2 auf die Parallelschaltung der Induktivitätsspule 27 und des Widerstands 28 des komplexen Stromkreises eine negative Gleichspannung -E₀ von der Gleichspannimgsquelle 36 und auf die Normalinduktivitätsspule 24 eine positive Gleichspannung + Eo von dem Ausgang der Gleichspannungsquelle 12 gegeben wird Zum besseren Verständnis des Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises sind in F i g. 3 die Zeitdiagramme a, b und cder Spannungen U\, Lfe und t/3 am zweiten Ausgang der Schalteinheit, an seinem ersten Ausgang bzw. am Ausgang des Gleichstromverstärkers dargestellt. Die Spannungen - E₀ und + E₀ sind ebenfalls auf den Diagrammen a und b dargestellt.The external signal comes from the source to the unit inputs of the triggers 14 (FIG. 1) and 16 of the control block 13 and converts them to the unit state. The potential which is tapped from the unit output of the trigger 14 opens the switch 2 of the switching unit 1; the potential, which is tapped from its zero output, closes switch 3 and the potential tapped at the output of trigger 16 opens switch 5. This means that over the open switch 2 to the parallel connection of the inductance coil 27 and the resistor 28 of the complex Circuit a negative DC voltage -E ₀ from the DC voltage source 36 and a positive DC voltage + Eo from the output of the DC voltage source 12 to the normal inductance coil 24. 3 shows the timing diagrams a, b and c of the voltages U \, Lfe and t / 3 at the second output of the switching unit, at its first output and at the output of the direct current amplifier. The voltages - E ₀ and + E ₀ are also shown on diagrams a and b .

Der Strom in der Normalinduktivitätsspule 24, der einen Bezugsstrom darstellt, fängt an, linear anzusteigen. Das Summleren dieses Stroms mit dem Strom, der durch die Bauelemente des komplexen Stromkreises fließt, erfolgt am Eingang des Gleichstromverstärkers 25. Unter der Voraussetzung, daß die Größe der Induktivität Lo der Normalinduktivitätsspule 24 kleiner als die Größe der Induktivität L der Induktivitätsspule 27 des komplexen Stromkreises ist, fällt die Änderungsrichtung des Summenstroms mit der des Stroms in der Normalinduktivitätsspule 24 zusammen. Der Zeitpunkt, da der Summenstrom eine vorgegebene Größe erreicht hat. wird von dem Vergleichsblock 29 ermittelt, der die Spannung am Ausgang des Gleichstromverstärkers 25, die der Größe des Summenstroms und der Größe Ro des Widerstandes 26 direkt proportional ist, der in den Stromkreis der parallelen Gegenkopplung des Verstärkers 25 geschaltet ist, mit dem Spannungspegel Null vergleicht.The current in the normal inductance coil 24, which is a reference current, starts to increase linearly. The buzzing of this current with the current flowing through the components of the complex circuit takes place at the input of the DC amplifier 25. Provided that the size of the inductance Lo of the normal inductance coil 24 is smaller than the size of the inductance L of the inductance coil 27 of the complex circuit is, the direction of change of the total current coincides with that of the current in the normal inductance coil 24. The point in time when the total current has reached a specified value. is determined by the comparison block 29, which compares the voltage at the output of the direct current amplifier 25, which is directly proportional to the size of the total current and the size Ro of the resistor 26, which is connected to the circuit of the parallel negative feedback of the amplifier 25, with the voltage level zero .

In dem Zeitpunkt, wenn die Ausgangsspannung des Gleichstromverstärkers 25 den Nullpegel erreicht, gibt der Vergleichsblock 29 ein erstes Signal auf den Impulsverteiler 20, an dessen erstem Ausgang 21 dabei ein Impuls erscheint, der den Geber 19 des kalibrierten Zeitintervalls auslöst und den Trigger 18 in den Einheitszustand überführt. Der Geber 19 beginnt mit dem Abzählen eines kalibrierten Zeitintervalls T₀ (F i g. 3. Diagramm c), und das am Ausgang des Triggers 18 abgegriffene Poiential öffnet den Schalter 32 des Blocks 30 zur Messung der Zeitintervalle. Die vom Quarzgenerator 31 ankommenden Impulse gelangen über den geöffneten Schalter 32 an den Eingang des digitalen Zählers 34, der mit der Messung des ersten Zeitintervalls fi (F i g. 3, Diagramm c)beginnt.At the point in time when the output voltage of the DC amplifier 25 reaches the zero level, the comparison block 29 sends a first signal to the pulse distributor 20, at the first output 21 of which a pulse appears that triggers the transmitter 19 of the calibrated time interval and the trigger 18 in the Unit state transferred. The transmitter 19 begins counting a calibrated time interval T ₀ (FIG. 3, diagram c), and the potential picked up at the output of the trigger 18 opens the switch 32 of the block 30 to measure the time intervals. The pulses arriving from the quartz generator 31 reach the input of the digital counter 34 via the open switch 32, which begins with the measurement of the first time interval fi (FIG. 3, diagram c).

Nach dem Ablauf des kalibrierten Zeitintervalls Ta führt der von dem Ausgang des Gebers 19 des kalibrierten Zeitintervalls ankommende Impuls den Trigger 16 in den Nullzustand zurück und den Trigger 17 in den Einheitszustand über. Der Schalter 5 schließt sich, und der Schalter 6 wird geöffnet. Die Normalinduktivitätsspule 24 wird nun über den geöffneten Schalter 6 an den geerdeten zweiten Eingang 8 der Schalteinheit 1 angeschlossen. Die Stromänderung in der Normalinduktivitätsspule 24 hört auf.After the calibrated time interval Ta has elapsed, the pulse arriving from the output of the transmitter 19 of the calibrated time interval leads the trigger 16 back to the zero state and the trigger 17 to the unit state. The switch 5 closes and the switch 6 is opened. The normal inductance coil 24 is now connected to the grounded second input 8 of the switching unit 1 via the open switch 6. The change in current in the normal inductance coil 24 ceases.

Wenn die Ausgangsspannung des Gleichstromverstärkers 25 wieder den Nullpegel erreicht, wird am Ausgang des Vergleichsblocks 29 das zweite Signal abgegriffea Am zweiten Ausgang 22 des Impulsverteilers 20 erscheint dabei ein Impuls, der die Trigger 14,17 und 18 in den Nullzustand zurück und den Trigger 15 in den Einheitszustand überführt. Die Schalter 2,6 und 32 schließen sich, und die Schalter 3, 4 und 33 werden geöffnet Der digitale Zähler 34 beendet die Messung des Zeitintervalls Λ, und der digitale Zähler 35, an dessen Eingang über den geöffneten Schalter 33 Impulse vom Quarzgenerator 31 zu gelangen beginnen, beginnt mit der Messung des zweiten Zeitintervalls h (F i g. 3, Diagramm c). Die Herausführung des komplexen Stromkreises wird über den geöffneten Schalter 3 an den geerdeten zweiten Eingang 8 der Schalteinheit 1When the output voltage of the direct current amplifier 25 reaches the zero level again, the second signal is picked up at the output of the comparison block 29 transferred to the unitary state. Switches 2, 6 and 32 close and switches 3, 4 and 33 are opened begin to arrive begins with the measurement of the second time interval h (FIG. 3, diagram c). The complex circuit is led out via the open switch 3 to the grounded second input 8 of the switching unit 1

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angeschlossen, und die negative Gleichspannung — E₀, die vorher dem komplexen Stromkreis zugeführt wurde, wird nun von dem Ausgang der Gleichspannungsquelle 36 über den geöffneten Schalter 4 auf die Normalinduktivitätsspule 24 gegeben. In dieser entsteht dabei ein sich linear ändernder Strom, der einen anderen Bezugsstrom darstellt, dessen Änderungsrichtung zur Änderungsrichtung des Stroms, der durch die Normalinduktivitätsspule 24 früher floß, gegenläufig ist.connected, and the negative DC voltage - E ₀ , which was previously fed to the complex circuit, is now fed from the output of the DC voltage source 36 via the open switch 4 to the normal inductance coil 24. In this, a linearly changing current arises, which represents a different reference current, the direction of change of which is opposite to the direction of change of the current that flowed through the normal inductance coil 24 earlier.

In dem Zeilpunkt, wenn die Ausgangsspannung des Gleichstromverstärkers 25 den Nullpegel erreicht hat, wird am Ausgang des Vergleichsblocks 29 ein drittes Signal abgegriffen, bei welchem am dritten Ausgang 23 des Impulsverteilers 20 ein Impuls erscheint, welcher die Trigger 17 und 15 in den Einheitszustand zurückführt. Die Schalter 33 und 4 schließen sich, und der Schalter 6 wird geöffnet.At the point when the output voltage of the DC amplifier 25 has reached the zero level, a third is at the output of the comparison block 29 Tapped signal at which a pulse appears at the third output 23 of the pulse distributor 20, which the Triggers 17 and 15 return to the unit state. The switches 33 and 4 close and the switch 6 will be opened.

Der digitale Zähler 35 beendet die Messung des Zeitintervalls t₂, und die Normalinduktivitätsspule 24 wird nun über den geöffneten Schalter 6 an den geerdeten zweiten Eingang 8 der Schalteinheit 1 angeschlossen. Die Schaltung ist dabei in den Ausgangszustand zurückgekehrtThe digital counter 35 ends the measurement of the time interval t ₂ , and the normal inductance coil 24 is now connected to the earthed second input 8 of the switching unit 1 via the open switch 6. The circuit has returned to its initial state

Aus den erhaltenen und gemessenen Zeitintervallen ii und f2kann man eindeutig auf die Größe der Induktivität Lder Induktivitätsspule 27 des komplexen Stromkreises und auf die Größe des WirkleitwertsFrom the obtained and measured time intervals ii and f2 one can clearly identify the size of the inductance L of the inductance coil 27 of the complex circuit and the size of the conductance

Y =Y =

1
R 1
R.

des Widerstandes 28 dieses Stromkreises schließen:of resistor 28 of this circuit close:

L.L.

h = L₀-h = L ₀ -

Die Arbeitsweise des anderen Ausführungsbeispiels der Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises ist der oben beschriebenen ähnlich.The operation of the other embodiment of the device for carrying out the method for measuring parameters of the components of a complex circuit is the one described above similar.

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Ihr Unterschied besteht nur darin, daß infolge der Einschaltung des Kondensators 40 in den Stromkreis der parallelen Gegenkopplung des Gleichstromverstärkers 25 (Fig.2) dessen Aüsgarigsspannung der Größe der Kapazität Cb des Kondensators 40 umgekehrt und dem Integral des Summenstroms direkt proportional ist. Infolge der Anwendung des Normal Widerstandes 39 als Normalbauelement ist der durch das Normalbauelement fließende Strom ein Gleichstrom.Their only difference is that as a result of the connection of the capacitor 40 in the circuit the parallel negative feedback of the direct current amplifier 25 (Fig.2) whose Aüsgarigss voltage of the size the capacitance Cb of the capacitor 40 is inversely and is directly proportional to the integral of the total current. As a result of the use of the normal resistor 39 as a normal component, that by the normal component flowing current is a direct current.

Aus den erhaltenen und gemessenen Zeitintervallen ii und f2 kann man eindeutig auf die Größe des Wirkwiderstandes R des Widerstandes 37 und auf die Größe der Kapazität C des Kondensators 38 des komplexen Stromkreises schließen:From the obtained and measured time intervals ii and f2 one can clearly deduce the size of the effective resistance R of the resistor 37 and the size of the capacitance C of the capacitor 38 of the complex circuit:

U =U =

h ⁼ h ⁼

R.R.

C.C.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen von Parametern der Bauelemente eines komplexen Stromkreises und die Einrichtung für seine Durchführung weisen eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit, weiten Anwendungsbereich und eine hohe Meßgenauigkeit auf.The inventive method for measuring parameters of the components of a complex circuit and the means for its implementation have a high working speed, wide Area of application and a high level of measurement accuracy.

Bei der Messung von Parametern einzelner RCL-Bauelemente und von Parametern eines komplexen Stromkreises gestatten es das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung, durch die Beseitigung von Transformationsfehlern, die durch Verluste in Kondensatoren und Induktivitätsspulen, NichtStabilität der Ansprechschwellen des Vergleichsblocks sowie durch NichtStabilität der Spannungsquellen hineingetragen werden, die Meßgenauigkeit zu erhöhen.When measuring parameters of individual RCL components and parameters of a complex circuit, the method and device according to the invention allow the elimination of transformation errors caused by losses in capacitors and inductance coils, non-stability of the response thresholds of the comparison block and non-stability of the voltage sources to increase the measurement accuracy.

Das Verfahren und die Einrichtung bieten eine Möglichkeit, die in dem elektrischen Meßkreis verlorengehende Leistung herbabzusetzen, was die Parameter der RC- Folienbauelemente zu messen und die Signale der RCL- Mikrogeber in Zeitintervalle umzuwandeln gestattet.The method and the device offer a possibility of reducing the power lost in the electrical measuring circuit, which allows the parameters of the RC film components to be measured and the signals of the RCL micro-transducers to be converted into time intervals.

Die Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens zum Messen von Parametern eines komplexen Stromkreises zeichnet sich durch einfache Konstruktion und geringe Abmessungen aus.The device for performing the method for measuring parameters of a complex circuit is characterized by simple construction and small dimensions.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

"ν Λ"ν Λ

Patent claims:

ffi ^^ i ^. ^ r | ali | ^ mirö ^ 4e5 $ eö vow "parameters- der ^ r ®i ^ pS ^ | temeiit # ^^ Qpmptexen sWöinkrelses, namely- si ^^ ppll ^ usSaner ^ ti ^^ ni ohmic resistance and ^^^ dererseäec a ^^ ü ^ vltatsspule or a - ■

3? § | ^ dens | ^^^ sol ^ erseits de ^ resistance value - ^ Ifldes ^ flr ^ nds:! ^ On the other hand the inductance * t ^ äer JndyJ ^ vitätssjjiule or the capacitance C des ιοί & .Ä0 ^^ denSaö ^ ^ obÄ der electrical NfSßkrels, the ii ^ i ^ üeJi ^ en ^ i ^ leleiK ^ trxHnkreis e «nsäiBel | tf init," ^^^ ieiehspannu ^ 'supplied lind the tarameter? | ^ ler elektriselie> i signals, which am output of the .. ·, ■. ^ SvK gktrisdien measuring circuit are tapped, in tff.ä ßnte ^ ^ jg be converted ^c aus'deren the size parameters of the components of the complex circuit are determined, characterized in that the DC voltage ( -Eo) is applied directly to the input of the complex circuit when its components are connected in parallel; that in order to convert the electrical signals that are picked up at the output of the electrical measuring circuit into the time intervals fi, h through the components of the complex circuit, a linear current is used variable reference current or constant reference current (+ £ t>) opposite R ichtung through a normal component namely a normal inductance element with a normal inductivity L ₀ or a normal resistance with a normal resistance value Ro summed with its rate of change or its strength is chosen so that the direction of change or the direction of the total current with the direction of change or coincides with the direction of the reference current; that from the point in time at which the integral of the total current or the total current itself has reached a predetermined value, a calibrated time interval 7J is counted, after which the change in the linearly variable reference current is interrupted or the constant reference current (+ E ₀ ) is switched off ; that when the integral of the current through the components of the complex circuit or the total current has reached the specified value, the DC voltage (-E ₀ ) is switched off and the time interval fi from the beginning of the counting of the calibrated time interval 7Ό to the time of switch-off the DC voltage (- £ 0) measures; that the current obtained after switching off the direct voltage ( -Eo) from the complex circuit is with another linearly variable reference current whose direction of change is opposite to the direction of change of the first linearly variable reference current, or with another constant reference current (-Ea) whose direction is the Direction of the first constant reference current is opposite, in each case by the normal component, summed; that the time interval t _{2 is} measured from the time the DC voltage is switched off (- E ₀ ) to the time when the integral of the total current or the total current has reached the specified value, whereupon the parameters sought are determined as follows:

ΐ; T- —— · t, ΐ; T- —— · t,

*■£· ■ - * ■ £ · ■ - - - . '■ ¹O ■■- -. '■ ¹ O ■■

or. . :

-I ir=* 4--I ir = * 4-

C = ^ - (Fig. 3).

f 2. Eirfichtung for the implementation of the procedure according to claim ti Jo the one switching unit, whose

ie ^ tef ^ ätrngäng to the exit; a parallel voltage

^C Tum ^ ulifer connected 'and' whose second / input is grounded to a 5Sjg) i | l coming from a control block, the elderly with / an outer;

' Messaj ^^ e | igiia |: tu? Amtr ^ n! Fält, connects its first input to its first output, the output of the switching unit being a normal inductance coil or a normal resistor with a connection to the complex circuit via a normal component on the one hand a resistor and on the other hand an inductance coil or a capacitor is connected which is also electrically coupled to the input of a comparison block, the output of which is connected to the input of the control block, which in turn is connected to a block for measuring time intervals, with another connection of the complex circuit is directly coupled to the switching unit, characterized by a direct current amplifier (25) with negative feedback, namely by means of a resistor (26) or by means of a capacitance (40), which provides the electrical coupling of the connection of the complex circuit (27, 28; 37, 38) with the comparison block (29), which in the times i n where the output voltage (Uj) of the direct current amplifier (25) is equal to zero signals to the control block (13) which changes the state of the switching unit (1), after a calibrated time interval To from a transmitter (19) after the arrival of the first signal from the comparison block (29) the first output (10) of the switching unit (1) at its second input, (8) at the time of arrival of the second signal from the comparison block (29) the first output (10) of the switching unit (1) its third input (9), which is connected to the output of the DC voltage source (36) of a different polarity, and a second output (11) of the switching unit (1) to its second input (8) and at the time of the arrival of the third signal from the comparison block (29) the first output (10) of the switching unit (1) is connected to its second input (8), while the direct coupling of the switching unit (1) to the other terminal of the complex circuit by connecting this to circuit with the second output (11) of the switching unit (1) takes place, which is connected by the switching unit (1) to its third input (9) after the arrival of a signal from the control block (13), which coincides with the external measurement trigger signal , and wherein for measuring the time intervals i ₍ and f2 the comparison block (29) via the control block (13) actuates the block (30) for measuring time intervals (F i g. 1 to 3).