SU1370615A1 - Измеритель нелинейности амплитудной характеристики радиоэлементов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике , позвол ет расширить функциональные возможности устройства и повысить производительность труда. Измеритель содержит генератор I гармонического сигнала, усилитель 2 мощности , фильтры 3 и 6 подавлени  и выделени  третьей гармоники, согласую

Description

ifO 33 3738

(Л

ее

о

Од

ел

Фиг. Г

щие блоки 4 и 5, генератор 7 управл ющих импульсов, дифференцирующие цепи 8, 14 и 35, триггер 10 с раздельным запуском, ключи 11,12,17,2А, 26 и 32, интегратор 13, одновибрато- ры 15 и 33, инверторы 16 и 34, компараторы 18 и 20, элемент ИЛИ 19, амплитудные детекторы 21, 23 и 25, делитель 22 напр жени , блок 27 делени , масштабирующий усилитель 31. В устройство введены ключ 26, омметр

29, запоминающий блок 30 и образованы новые функциональные св зи. Благодар  этому осуществл етс  автоматическа  разбраковка радиодеталей по коэффициенту третьей гармоники. При этом исключаетс  предварительна  сортировка их по номиналам исследовани  зависимости нелинейности радиодеталей с разными активными сопротивлени ми от амплитуды подаваемого на них напр жени . 4 ил.

1

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в системах автоматизированного контрол  и управлени  технологическим процессом производства радиодеталей.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства путем осуществлени  автоматической разбраковки радиоэлементов по коэффициенту третьей гармоники без их предварительной сортировки по номиналам исследовани  зависимости нелинейности радиоэлементов с разными активными сопротивлени ми от амплитуды подаваемого на них напр жени , а также повышение производительности труда.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема иэмерител  нелинейности амплитудной характеристики элементов; на фиг. 2 - схема блока делени ; на фиг. 3 - схема омметра; на фиг. 4 - временные диаграммы, по сн ющие работу измерител .

Измеритель содержит генератор 1 гармонического сигнала, усилитель 2 мощности, фильтр 3 подавлени  третьей гармоники, первый 4 и второй 5 согласующие блоки, фильтр 6 выделени  третьей гармоники, генератор 7 управ- л ющих импульсов, первую дифференцирующую цепь 8, кнопку 9 Пуск, триггер 10 с раздельным запуском, первый 11 и второй 12 ключи, интегратор 13, вторую дифференцирующую цепь 14, первый одновибратор 15, первый инвертор 16, третий ключ 17, первый компаратор 18, элемент ИЛИ 19, второй

компаратор 20, первый амплитудный детектор 21, делитель 22 напр жени , второй амплитудный детектор 23, четвертый ключ 24, третий амплитудный детектор 25, п тый ключ 26, блок 27 делени , шестой ключ 28, омметр 29, запоминающий блок 30, масштабирующий усилитель 31, седьмой ключ 32, второ одновибратор 33, второй инвертор 34 и третью дифференцирующую цепь 35.

Устройство имеет первый 36, второй 37, третий 38, четвертый 39, п тый 40 выходы.

Блок 27 делени  включает первый 41 и второй 42 логарифмирующие блоки вычитающий блок 43 и антилогарифмиру ющий блок 44.

Омметр 29 образуют источник 45 опорного тока, масштабирующий усилитель 46 и вольтметр 47.

При этом ключ 28, омметр 29 и запоминающий блок 30 соединены последовательно , управл ющий вход запоминающего блока 30 соединен с выходом элемента ИЛИ I9, информационные входы ключей 28 и 32 соединены между собой и подключены к контакту дп  подключени  испытуемого объекта, управл ющий вход ключа 28 соединен с выходом одновибратора 33, который соединен также с входом дифференцирующей цепи 8 и через инвертор 34 с управл ющим входом ключа 32, при этом вход одновибратора 33 соединен через кнопку 9 Пуск и дифференцирующую цепь 35 с выходом генератора 7, выход запоминающего блока 30 соединен с управл ющим входом генератоpa I, а выход масштабирующего усилител  31 соединен с управл ющим входом компаратора 18, информационный вход которого соединен с выхо- дом детектора 21. Выход первого ключа 11 соединен с информационным входом интегратора 13, через вторую дифференцирующую цепь 14 с входом первого одновибратора 15 и через первый инвертор 15 с управл ющим входом третьего ключа 17, информационный вход которого соединен с выходом интегратора 13, а выход - с управл - ,ющим входом усилител  2 мощности.

Второй вход первого компаратора 18 соединен с выходом второго компаратора 20, при этом выход элемента ИЛИ 19 соединен с вторым входом триггера 10 с раздельным запуском и с управл ющим входом интегратора 13, выход фильтра 3 подавлени  третьей гармоники соединен через первый амплитудный детектор 21 с информацион- ,ным входом второго ключа 12 и с вхо- дом делител  22 напр жени , выход которого соединен с управл ющим входом второго компаратора 20, вход фильтра 6 выделени  третьей гармоники соединен через второй амплитудный детектор 23 с информационным входом четвертого ключа 24, а выход фильтра 6 выделени  третьей гармоники соединен через третий амплитудный детектор 25 с информационным входом п того ключа 26, причем управл ющие входы четвертого 24 и п того 26 ключей соединены между собой и подключены к выходу первого одновибратора 15, а выходы четвертого 24 и п того 26 ключей соединены соответственно с первым и вторым входами блока 27 делени , выход которого соединен с информационным входом второго компаратора 20.

Измеритель нелинейности амплитудной характеристики радиоэлементов работает следующим образом.

Генератор 7 управл ющих импульсов с момента включени  измерител  нелинейности радиодеталей вырабатывает последовательность пр моугольных импульсов и(с) с амплитудой V, скважностью Q 2 и длительностью С (фиг. 4а), котора  должна удовлетвор ть услови м: ,, «Р , t.

с o 5

0 5

5

0

5

0

5

0

/I Ч

где ,3 - врем  линейного интегрировани  интегратора 13; fp - врем  регистрации величины коэффициента нелинейности и амплитуды испытательного сигнала, определ емое инерционностью регистрирующего прибора, например самописца;

врем  переходных процессов в тракте калибровки, включающем ключ 28, омметр 29 и запоминающий блок 30. ,Цл  того, чтобы в паузах между тактами измерени  напр жение Unopjo(t). не падало до нул , посто нного времени разр да „ J, нагрузки детектора 21 следует выбирать из услови 

Н11 7 .

Импульсна  последовательность U(t) с генератора 7 подаетс  на информационный вход ключа 1I и на дифференцирую лую цепь 35, на выходе которой формируетс  импульсна  последовательность U,5(t) (фиг. 4б) .

При нажатии кнопки 9 Пуск, на вход одновибратора 33 поступает запускающий импульс с дифференцирующей цепи 35 (фиг. 4в). При этом на выходе одновибратора 33 по вл етс  сигнал логической единицы (фиг. 4г), длительность Г, которого удовлетвор ет условию С ,,, i

Сигнал лог ической единицы с одновибратора 33 поступает на управл ющий вход ключа 28, при этом через инвертор 34 на управл ющий вход ключа 32 поступает сигнал логического нул  (фиг. 4д). Ключ 28 отпираетс , ключ 32 запираетс , испытуемый объект отключаетс  от согласующих блоков 4 и 5 и подключаетс  к входу омметра 29.

Через интервал 4 врем  переходных процессов в масштабирующем усилителе 46) на выходе масштабирующего усилител  46 омметра 29 по вл етс  напр жение Uj,(t), пропорциональное активному сопротивлению испытуемого радиоэлемента Z,,. Это напр жение записываетс  в запоминающий блок 30 и подаетс  на управл ющий вход генератора 1, устанавлива  амплитуду генерируемого напр жени  соответствующей сопротивлению испытуемого радиоэлемента.

Напр жение Ujg(t) с выхода запоминающего блока 30 подаетс  также на

51

масштабирующий усилитель 31, на вы- ходе которого формируетс  пороговое нгшр жение (с), равное максимальному уровню испытательного сигнала , пропорциональное активному со противлению испытуемого радиоэлемента и подаваемое на управл ющий вход компаратора 18. Через интервал Г (фиг. 4г) одновибратор 33 запираетс  на его выходе по вл етс  сигнал логического нул , при этом по вл етс  сигнал логической единицы на выходе инвертора 34 (фиг. 4д), ключ 28 запираетс , отключа  омметр 29 от ис- пытуемого радиоэлемента, а ключ 32 отпираетс , подключа  его к согласующим блокам 4 и 5. Пропадание сигнала логической единицы на выходе од- новибратора 33 вызывает по вление отрицательного импульса на выходе дифференцирующей цепи 8 (фиг. Ае), который подаетс  иа первый вход триггера 10, опрокидыва  его. При этом на выходе триггера 10 по вл етс  сигнал логической единицы (фиг. 4ж), отпирающий ключи 11 и 12 и подаваемый через первый выход измерител  на первое световое табло, где высвечиваетс  слово Испытание. При от- пираний ключа 11 сигналом логической единицы с триггера 10 на триггер 13, инвертор 16 и дифференцирующую цепь 14 поступает последовательность импульсов с генератора 7.

Генератор 1 гармонического сигнала с момента подачи на него управл ющего напр жени  с запоминающего блока 30 вырабатывает гармоническое напр жение U(t) с амплитудой V, пропорциональной активному сопротивлению испытуемой радиодетали, и частотой

U,(t) V,sinu)ot,

подаваемое на сигнальный вход усилител  2. На управл ющий вход усилител  2, с интегратора 13 через ключ 17, отпираемый сигналом логической единицы , поступающим с инвертора 16 (фиг, 4к), в интервалах между импульсами последовательности ит(с) подаетс  управл ющее напр жение Up(t) (фиг. 4л), определ емое выражением

(t)

п V,

5б

где п 1 в интервале между первым и вторым импульсами, поступающими на интегратор 13 с генератора 7; п 2 в интервале между вторым и третьим импульсами генератора 7 и т.д. Напр жение U,(t), подаваемое на управл ющий вход усилител  2, устанавливает коэффициент усилени  равным

1п «

(2)

т ллагс

N (, при

2 мин

минимальный допустимый

коэффициент усилени  усилител  2;

максимальный допустимый

коэффициент усилени  усилител  2).

на выход усилител  2 понал , определ емый выра

и,ДО К,.

+jUj (t).

V

sinUgt -t

где aUj(t) - суммарное напр жение

высших гармоник частоты и , образукмцеес  за счет нелинейных искажений сигнала U,(t) в усилителе 2.

Напр жение (t) проходит через фильтр 3, подавл ющий третью гармонику в напр жении (t ), и подаетс  через согласующий блок 4 на испытуемый объект Zjj. Напр жение 2x снимаемое с испытуемого объекта, через согласующий блок 5 подаетс  на амплитудный детектор 23, на выходе которого вьщел етс  напр жение U .(t), определ емое выражение

и„ (t) К,.и

2П

(3)

где и - амплитуда напр жени , сни- маемого с испытуемого радиоэлемента при п-м цикле измерени ;

К- - коэффициент передачи детектора ,

и на фильтр 6, выдел ющий из напр жени  U2x составл ющую U(t) с частотой третьей гармоники испытательного сигнала

Ut(t) и, sin3u,t,

где и, - амплитуда напр жени  U.(t)

h

при п-м цикле измерени . Напр жение U(t) с выхода фильтра 6 поступает на амплитудный детектор 25, на выходе которого выдел етс  Напр жение Ujj(t), определ емое выражением

и,,(О ,

Напр жени  1) (t) и U,,(t) подаютс  на информационные входы ключей 2 и 26 соответственно, которые отпираютс  сигналом с одновибратора I5 (фиг. 4н), запускаемого через диффе ренцирующую цепь импульсами с генератора 7.

Через ключи 24 и 26 напр жени  ) и UjjCt) (фиг. 4о,п) подаютс  соответственно на пepJый и второй входы блока 27 делени , где в логарифмирующих блоках 41 и 42 формируютс  напр жени  U,(t) и ), определ емые с учетом (3) и (4) как

U,t) ,; U,5(t)lnKjV , кото- рые Подаютс  на вычитающий ёпок 43

блока 27. С блока 43 на антилога- рифмирующий блок 44 блока 27 поступает напр жение

Ujt) lnK,V,, .

п

При этом на выходе антилогарифми рующего блока 44 блока 27 формируетс  напр жение

Ujt) К

где К - коэффициент пропорциональности , определ емый результирующим коэффициентом пе- редачи измерительного тракта , который с помощью регулировки может быть установлен равным единице.

Это напр жение пропорционально коэффициенту третьей гармоники (коэффициент нелинейности) Kjri используемому дл  оценки нелинейности радиоэлементов .

Напр жение (t) с выхода блока 27 подаетс  на информационный вход компаратора 20 и через третий выход измерител  нелинейности радиоэлементов на первый регистрирующий блок, фиксирующий вычисленное значение ко- эффициента нелинейности.

Напр жение Uj,(t) с выхода амплитудного детектора 21 (равное амплитуде испытательного сигнала, посту

)

а с

10

30

4 - |5 20

- 40 45 ее

35

паюмдего на испытуемый объект Z,) подаетс  на информационный вход компаратора 18, делитель 22 напр жени  и через ключ 12, отпертый сигналом логической единицы с триггера 10, на второй выход измерител  нелинейности радиоэлеменюв, соединенный с входом второго регистрирующего блока, фиксирующего амплитуду испы1ательно- го сигнала.

Напр жение U(t), подаваемое с выхода блока 27 делени  на компаратор 20, сравниваетс  с пороговым напр жением (фиг. 4р) U,,,(t), ф pмиpyeмь м амплитудным детектором 21 и делителем 22 из испытательного сигнала U.(t), поступающего через согласующий блок 4 на объект Z,,. Коэффициент передачи делител  22 выбираетс  таким, чтобы пороговое напр жение Unop7o(t) было пропорционально допустимому значению коэффициента третьей гармоники дл  соответствующего значени  амплитуды испытательного сигнала U(t).

Если при п м цикле измерени  вычисленный коэффициент третьей гармоники ниже допустимого, то выполн етс  условие

U,/t) и,,,, „ (t) (5)

и наступает следующий, (п+1)-й, цикл измерени , при котором )

n-t-l)V, а К,,(п+1), и т.д. до тех пор, пока выполн ютс  условие (5) и условие

Uj,(t) и„р „ ,(6)

где U,,(t) К,,и„,;

h

и„ - амплитуда испытательного сигнала при п-м цикле измерени ;

Kj, - коэффициент передачи детектора 2 1;

и пор, (t) - пороговое напр жение компаратора 18, пропорциональное максимально допустимой дл  испытуемого объекта Z , амплитуде lic- пытательного сигнала. Если U,j,(t) превьшает пороговое напр жение U лор ,„ компаратора 18, на выходе компаратора 18 по вл етс  сигнал логической единицы, который через элемент 19 ИЛИ поступает на управл ющие входы интегратора 13, запоминающего блока 30, на второй вход

триггера 10 и на п тый выход измерител  нелинейности радиоэлементов, подключенный к второму световому табло . В результате происходит сброс интегратора 13 и запоминающего блока 30, ни выходе триггера 10 по вл етс  сигнал логического нул , запирающий ключи 11 и 12 и гас щий первое световое табло, подключенное к первому выходу измерител  нелинейности радиоэлементов, а также включаетс  второе световое табло, подключенное к шестому выходу измерител  нелинейности радиоэлементов, где высвечиваетс  фраза Конец испытани . В том случае, когда условие (6) выполн етс , а не выполн етс  условие (5), т.е. вычисленный коэффициент третьей гармоники превышает допустимый дл  п-го значени  испытательного сигнала коэффициент третьей гармоники , на выходе компаратора 20 по вл етс  сигнал логической единицы (фиг. 4с), который через четвертый выход измерител  нелинейности радиоэлементов подаетс  на третье световое табло, где высвечиваетс  слово Брак, а также через элемент ИЛИ 19 поступает на управл ющее входы интегратора 13 и запоминающего блока 30, второй вход триггера 10 и п тый выход измерител  нелинейности радиоэлементов ., подключенный к третьему световому табло.

В результате происходит сброс интегратора 13 и запоминающего блока 30, на выходе триггера 10 по вл етс  сигнал логического нул , запирающий ключи 11 и 12 и гас щий первое световое табло, подключенное к первому выходу измерител  нелинейности радиоэлементов , а также включаетс  второе световое табло, подключенное к п тому выходу измерител  нелинейности радиоэлементов, где высвечиваетс  фраза Конец испытани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измеритель нелинейности амплитуд- ной характеристики радиоэлементов, содержащий кнопку Пуск, последовательно соединенные генератор гармонического сигнала, усилитель мощности , фильтр подавлени  третьей гармоники , первый и второй согласующие блоки и фильтр выделени  третьей гармоники , а также первый компаратор.

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   5

   выход которого, через элемент ИШ подключен к одному из входов триггера с раздельным запуском, к второму входу которого подключен выход первой дифференцирующей цепи, выход триггера с раздельным запуском через первый ключ подключен к входам интегратора , инвертора и второй дифференцирующей цепи, при этом инвертор через, третий ключ, второй вход которого подключен к выходу интегратора, подключен к второму входу усилител  мощности, выход фильтра подавлени  третьей гармоники через первый амплитудный детектор подключен к входу второго ключа, второй вход которого подключен к выходу триггера с раздельным запуском, выход первого амплитудного детектора соединен с одним входом первого компаратора, вход и выход фильтра выделени  третьей гармоники соответственно через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и четвертый ключ и третий амплитудный детектор и п тый ключ подключены к входам блока делени , выход которого подключен к второму входу второго компаратора, причем выход второй дифференцирующей цепи через первый одновибратор подключен к управл ющим входам четвертого и п того ключей, а к второму входу первого ключа подключен генератор управл ющих импульсов, о т л и чающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введены последовательно соединенные щестой ключ, омметр и запоминающий блок, управл ющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а также масштабирующий усилитель , седьмой ключ, второй одновибратор , второй инвертор и треть  дифференцирующа  цепь, причем информационные входы шестого и седьмо ;р ключей соединены и подключены к клемме дл  подключени  испытуемого объекта , управл ющий вход щестого ключа соединен с выходом второго одновиб- ратора, который соединен также с входом первой дифференцирующей цепи и через второй инвертор с управл ющим входом седьмого ключа, при этом вход второго одновибратора соединен через кнопку Пуск и третью дифференцирующую цепь с выходом генератора управл ющих импульсов, выход запоминающего блока соединен с управл ющим

   входом генератора гармонического сигнала и входом масштабирующего усилиKZx

   45

   ±

   тел , выход которого соединен с управл ющим входом первого коьотаратора,

   Фиг. 2

   КЗО

   -

   46

   47

   фиг.З