SU1534411A2

SU1534411A2 - Устройство дл измерени амплитудно-частотных характеристик

Info

Publication number: SU1534411A2
Application number: SU874322050A
Authority: SU
Inventors: Николай Евгеньевич Моргаевский; Александр Николаевич Ильин; Валерий Евгеньевич Наумов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2749
Priority date: 1987-10-27
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1990-01-07

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано при разработке высокоточных быстродействующих измерителей амплитудно-частотных характеристик. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей. Устройство дл измерени амплитудно-частотных характеристик содержит блок 1 управлени , переключатели 2, 15, 24, блок 3 измерени , вертикально отклон ющие пластины 4 электронно-лучевой трубки, блок 5 модулирующего напр жени , генераторы 6, 14 качающейс частоты, источники 7, 17 опорного напр жени , резистор 8 св зи, источники 9, 12, 19, 22 тока, блоки 10 и 20 измерени разности токов, измерители 11, 21 токов, исследуемое устройство 16, резисторы. 1 ил.

Description

Сл 00 4

4

Изобретение относитс к радио- олектропной технике, может быть использовано при разработке высокоточных быстродействующих измерителей амплитудно-частотных характеристик (11ЛЧХ) п лпл етс усовершенствованием известного устройства по ант.си, № 76944А.

Цель изобретени - повышение том- постп измерени и расширение функциональных возможноетей.

На чертеже продетавлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управ- ленп , nepBLirt выход которого соединен с первым входом переключател 2, выход которого подключен к первому входу блока 3 измерени , выходы которого соединены с вертикально отклон ющими пластинами ЭЛТ 4, а горизонтально отклон ющие пластины ЭЛТ 4 соединены с первым п вторым выходами блока 5 модулирующего напр жени , третий вы- ход которого подключен к первому вхо- ду генератора 6 качающейс частоты (ГКЧ). Первый источник 7 опорного напр жени включает резистор 8 св зи, первый вывод которого, вл ющийс первым выходом первого источника 7 опорного напр жени , подключен к первому входу блока измерени 3, и источник 9 тока, выход которого, вл ющийс четвертым выходом первого источника 7 опорного напр жени , со- единен с входом первого блока 10 пзме peiym разности токов, включающего измеритель 11 разности токов, вход которого вл етс также входом первого блока 10 измерени разности то- ков, и источник 12 тока, соединенный с измерителем 11 разности токов. При этом выход источника 12 тока, вл ющийс вторым выходом первого блока 10 измерени разности токов, соедн пен с третьим входом переключател 2. Кроме того, выход источника 12 тока, вл ющийс третьим выходом первого блока 10 измерени разности токов, соединен с выходом источника 9 тока, Явл ющийс третьим выходом первого источника 7 опорного напр жени , а также соединен с вторым выводом резистора 8 св зи и через резистор 13 сплзи подключен к второму входу бло- ка 3 изменени . Кроме того, выход источника 9 тока, вл ющийс вторым выходом первого источника 7 опорного напр жени , соединен г. вторым входом

первого переключател 2, а выход рител 11 разности токон, вл юип-нсл первым выходом первого блока 10 измерени разности токов, соединен с первым входом блока 1 управлени .

Четвертый выход блока 5 модулирующего напр жени подключен к входу второго ГКЧ 14, выход которого соединен с первым входом второго переключател 15, второй вход которого подключен к выходу первого генератора 6 качающейс частоты. При этом первый и второй выходы переключател 15 соединены с входами исследуемого устройства 16, а третий вход - с вторым выходом блока 1 управлени .

Второй источник 17 опорного напр жени включает резистор 18 св зи, первый вывод которого, вл ющийс первым выходом второго источника 17 опорного напр жени , подключен к второму выводу резистора 8 св зи, и источник 19 тока, выход которого, вл ющийс третим выходом второго источника 17 опорного напр жени , соединен с входом второго блока 20 измерени разности токов, включающего измеритель 21 разности токов, вход которого вл етс также входом второго блока 20 измерени разности токов, и источник тока 22, соединенный с измерителем 21 разности токоп. При этом выход источника 22 тока, вл ющийс третьим выходом второго блока 20 измерени раз-, ности токов, соединен с выходом источника 1 1 тока, вл ющийс треть-, тым выходом второго источника 17 опорного напр жени , соединен с вторым выводом резистора 18 св зи и через резистор 23 св зи подключен к второму входу блока 3 измерени 3.

Выход источника 19 тока, вл ющийс вторым выходом второго источника 1 7 опорного напр жени , соединен с вторым входом третьего переключател 24, при этом третш вход третьего переключател 24 соединен с выходом источника 22 тока, вл ющимс вторым РПХОДОМ второго блока 20 измерени разности токов, а выход измерител 21 разности токов, вл ющийс тшрвым выходом второго блока 20 измерени разности токов, соединен с вторым входом блока 1 управлени . Третий выход блока 1 управлени подключен к первому входу третьего переключател 24, выход которого соединен с первым выводом резистора 1В св зи. Резистор 25 св зи включен между первым и вторым входами блока 3 измерени , при этом первый и второй выходы исследуемого устройства 16 подключены к выводам резистора 23 св зи.

Устройство работает следующим образом .

Модулирующие напр жени с выходов блока 5 модулирующего напр жени уп- равл ют частотами ГКЧ 6 и 14, а такж отклонением луча по горизонтали ЭЛТ 4. По сигналам блока 1 управлени переключатель 15 поочередно подключает выходы ГКЧ 6 и 14 к входу исследуемого устройства 16. Сигналы с выхода исследуемого устройства 16 поступают по линии св зи на вход блока 3 измерени , который управл ет отклонением луча ЭЛТ 4 по вертикали.

Диапазон частот ГКЧ 6 и 14, а также значени полос качани частот выбираютс в соответствии с выбранными дл исследовани участками АЧХ.

Резисторы 8 и 18 св зи включены в разрыв общей шнны линии св зи исследуемого устройства 16 и блока 3 измерени . Источники 9 и 12 тока поочередно подключаютс с помощью переключател 2 к резистору 8 св зи. Аналогично источники тока 19 и 22 поочередно подключаютс с помощью переключател 24 к резистору 18 св зи.

Управление переключател ми 2 и 24 производитс по сигналам, блока 1 уп- равлени . Образующиес при этом разности падений напр жений на резисторах 8 и 18 св зи соответственно равны:

fldU, 1 1/JUoJ + MU,,I + laUJMf1

idl z IdUotl + + ldUit I ,( где MU, I , №0,1 - разности падений

напр жений на резисторах 8 и 18 - св зи;

I/JU01I , разности падений напр жений на резисторе 25 св зи;

14U, I , MUxil - разности падений напр жений на резисторе 23 св зи;

411д„1, AU(t - разности падений напр жений на резисторах 8 и 18 св зи при переключении источников 9, 12 и 19, 22 тока соответстт венно.

Сопротивление резистора 25 св зи включает в себ активную составл ющую входного сопротивлени блока 3 измерени . Сопротивление резисторов 8 и 18 св зи значительно меньше внутренних сопротивлений источников 9, 12 и 19 тока.

Эквивалентное входное сопротивление блока 3 измерени с учетом резисторов 18, 13, 8, 23, 25 св зи (активна составл юща ) равно:

R R2, JR25R18+R25R13+R18R13+R18R8+R13R8

Вх .R25R23+R25R18+R25R13+R23R13+R23R8+R18R13+R18R8+R13R8 (

Включение резистора 18 св зи и цепей переключател 24 и источников 19 и 22 тока в цепи общей шины линии св зи исследуемого устройства 16 и блока 3 измерени обеспечивает сохранение минимальной емкости на входе блока 3 измерени .

При поочередном подключении источников 9, 12 и 19, 22 тока изображение исследуемой АЧХ на экране ЭЛТ 4 смещаетс по оси амплитуд пропорционально величинам разностей падений напр жений UU0,I, |4U01I. Блок 3 измерени при этом должен иметь св зи по посто нному току.

Измерени провод ге в следующей последовательности.

5

0

А. Производитс выбор участков АЧХ, между которыми провод тс амплитудные измерени .

Б. Производитс определение величин активных составл ющих в выходном сопротивлении источника исследуемых сигналов на контролируемых участках сигнала. Дл удобства в работе возможно использование ркостных отметок (меток зон) на АЧХ, формируемых известными методами, По сигналам блока 1 управлени производитс коммутаци источников 9, 12 и 19, 22 токов. Одновременно производитс изменение величин разностей токов источников 9, 12 и 19, 22 тока таким образом, чтобы разности падений напр жений

715

на резисторах 8 и 1В св зи имели противоположные знаки. При этом на экране ЭЛТ 4 должно происходить смещение исследуемой АЧХ по оси амплитуд, что воспринимаетс оператором при достаточно высокой частоте коммутации как раздвоение изображени ЛЧХ и меток зон. Изменение величин разностей токов источников 9, 12 и 19, 22 тока и, соответственно, разностей падений напр жений на резисторах 8 и 18 св зи производитс до взаимной компенсации смещений АЧХ по оси амплитуд , происход щих от каждой из пар источников 9, 12 и 19, 22 тока. Контроль совпадени меток производитс по экрану ЭЛТ 4. После совпадени контролируемых меток на экране ЭЛТ производитс вычисление величины активной составл ющей в выходном сопротивлении источника исследуемых сигналов .

Соотношение дл расчета Rx следующее:

R R23

(3)

При определении RX величины |Л1,1, Iи 11 измер ютс измерител ми 11 и 21 разности токов, а величины R8, R13, R18 и R23 известны.

Аналогично производитс определение активной составл ющей R,, в выходном сопротивлении источника исследуемых сигналов U „ на любом участке АЧХ (если RA вл етс частотно-зависимой величиной).

При определении R f следует иметь в виду, что измерение сопротивлени

лт IR74RR R(R23+R18+R13)+R23(R18+R13) |fl,lR25R8 .+ 2T:K--, (4)

R25R 8R1

RX-K, + R23 Кг

где коэффициенты К, и К, соответст- венно равны:

К, R25 R23 + R25 R18 + R25-R13 + R23 R13 + R23-R8 + R18- R13 + + R18-R8 + R13-R8;(5)

Кг R25-R18 + R25-R13 + R18-R13

+ R18 R8 + R13-R8(6)

В случае, если величины сопротивлений R8, R18 много меньше сопротив8

0

5

0

5

0

производитс на посто нном токе и R j вл етс соответствующей частые активного выходного сопротивлени источника исследуемых сигналов. После определени величины R x оцениваетс величина искажений АЧХ входным сопротивлением блока 3 измерени .

В. Провод тс амплитудные и частотные измерени АЧХ. При проведении относительно амплитудных измерений различных участков АЧХ величины разностей токов источников 9, 12 и (или) 19, 22 тока измен ютс до совмещени контролируемых точек АЧХ на одном уровне. Дл более точной индикации совмещени синхронно с переключател ми 2 и (или) 24 производитс переключение ГКЧ 6 и 14, что дает одновременно со смещением АЧХ по оси амплитуд смещение по оси частот. Выбира необходимые величины полос качани ГКЧ 6 и 14, можно получить на экране ЭЛТ 4, при высокой чувствительности блока 3 измерени , поочередные изображени интересующих участков АЧХ, между которыми производ тс измерени амплитуды. При достаточно высокой частоте коммутации переключателей 2, 24 и 16 изображени участков АЧХ воспринимаютс как совмещенные. Совмещение по оси амплитуд производитс с погрешностью разрешени блока 3 измерени , что практически может составл ть единицы милливольт. Погрешность измерени разности токов источников 9, 12 и 19, 22 тока может быть также достаточно малой, пор дка и менее.

Соотношени дл расчета tdU01 | и А Uot|следующие:

лений R25, R23) R13, определение амплитуды исследуемого сигнала производитс в соответствии с соотношени ми (4). Если величины сопротивлений R8, R18 и R25, R23, R13 соизмеримы, то необходимо при проведении амплитудных измерений учитывать коэффициент делени делител , образующегос на входе блока 3 измерени :

к

1534411 R25-RI3

Арл R25 R18 + R25-R13 + Р18 R8 + R13-R8

Фиксаци границ зон с посто нными значени ми величин сопротивлений R производитс с помощью меток зон или по характерным точкам формы сигнала.

После опредепени величин относительных амплитуд исследуемого сигнала производитс вычисление о i ношени амплитуд

(В)

|alljl - величины относи- 5

тельных амплитуд

-Mi,i

RXR23-R13-R8

R,KT + R23-K4

,АТ ,R,R23.R18(R25+R13+R8) |Л1Л, + R23 К7 (9)

где величины сопротивлений R25, R23 R18, R13 и RR известны, а величина определ етс предварительно согласно выражению (3).

Вели ины разностей токов ,1 1/5 I 2 1 измер ютс измерител ми 11 и 2 разности токов.

При использовании источников 9, 12 и 19, 22 тока как средства воздействи на исследуемое устройство 16 производитс анализ воздействи перепадов напр жений |Лих,|, laUx1l на исследуемое устройство 16.

Нар ду с описанными измерени ми, возможно определение таких параметров исследуемого устройства 16, как величина активной составл ющей ток U

(I,

Р

), актирной мощности, рассеиваемой исследуемым устройством

(R,).

Claims

При исследовании цепей с параметрически измен ющимс активным сопротивлением R х (при отсутствии источника сигналов Нх) на экране ЭЛТ 4, при напр жени х на резисторах св зи R8 и R18, отличных от нулевых, отображаетс зависимость типа R F(f). Измерение величины R „ п выбранной сочке в дпччом случае производитс аналогично описанному внле. Формула изобретени

Устройство дл измерени амплитудно-частотных характеристик по

10

(7)

измер емых участков АЧХ.

Ю

5

Г. Производитс оценка вли ни разностей падений напр жений на резисторах Я и 18 св зи на исследуемое устройство 16. Разности падений напр жений , воздействующие на выход иссчедуемого устройства 16, соответственно равны (выведенные соотношени ) :

RXR23-R13-R8

5

5 авт.св. № 769444, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , оно снабжено дополнительным источником опорного напр жени , вторым и третьим резис- о торами св зи, третьим переключателем и дополнительным блоком измерени разности токов, первый выход которого соединен с вторым входом блока управлени , а третий выход последнего подключен к первому входу «третьего переключател , выход которого соединен с третьими выходами первого источника опорного напр жени и первого блока измерени разнос- Q ти токов, первым резистором св зи и первым выходом дополнительного источника опорного напр жени , при этом второй выход дополнительного источника опорного напр жени подключен С. к второму входу третьего переключател , а третий вход последнего соединен с вторым выходом дополнительного блока измерени разности токов, третий выход которого подключен к вхо- 0 ДУ и четвертому выходу дополнительного источника опорного напр жени и через второй резистор св зи к второму входу блока измерени , при этом третий резистор св зи подключен между с первым и вторым входами блока измерег ни , а третий выход дополнительного источника опорного напр жени соединен с годом дополнительного блока измерсннч оаэности токов.