SU90566A1 - Устройство дл сн ти амплитудно-фазовых характеристик при низких частотах - Google Patents

Description

А. л. Абрукин

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ НИЗКИХ ЧАСТОТАХ

За влено 4 окт бр  1949 г. за ЛЬ 4(;,,234 к 1осте.И11ку СССР

Предлагаетс  устройство дл  сн ти  амплитудно-фазовых характеристик при низких частотах, предназначенное дл  измерени  проекций вектора коэффициента усилени  по двум взаимно-перпендикул рным ос м.

Основные трудности, св занные с созданием такого устройства, заключаютс  в том, что диапазон частот, на которых приходитс  сни.мать амплитудно-фазовые характеристики (кривую Найквиста) современных: систем регулировани , находитс  в области очень низких частот, - от единиц до сотых долей герца. Это исключает возможность применени  дл  этой цели известных приборов, построенных по принципу схем переменного тока, с переходными емкост ми, не обеспечивающими сохранени  стабильного сдвига фаз, снимаемых с генератора опорных напр жений .

Особенностью описываемого устройства, обеспечивающей получение стабильного сдвига фаз, снимаемых с генератора опорных напр жений ,  вл етс  применение генератора низкой частоты, собранного на емкост х и активных сопротивлени х с включением -между каждой парой звеньев усилительной .

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2--его Принципиальна  схема.

На1пр жение Ui, они-маемое с одного из выходов двухфазного низкочастотного RC генератора /, подаетс  на вход испытуемого объекта 2, амплитудно-фазо:вую характеристику которого необходимо сн ть. Напр жение с выхода испытуемого объекта 2, изменивщись по фазе и амплитуде , Подаетс  на вход амплитудно-фазового дискриминатора 3.

Амплитудно-фазовый дискриминатор построен IRO такому принципу, что его входное и выходное напр жени  U,.. и {/„„j- св заны следующей математической зависимостью U ,.. U cos ,где X const;-f- угол сдвига по фазе между напр жени -ми U и У„,..

Так как напр жение и„. по абсолютной величине пропорционально модулю коэффициента усилени  испытуемого объекта, то выщеуказанное вьфажсние представл ет собойпроекцию вектора коэффициента усилени  испытусмого четырехполюсника на ось X. Это напр жение пульсирующее, частотна(Итульсаций его очень низка  в соответствии с частотой генер атор,:,.составл ст доли герца.

Дл  того, чтобы выходное наир жение амплитудно-фазового дискрнминато .рй мо-жно было каким-либо образом измерить, необходимо сгладить ЭТО п льсирующее напр жение. Дл  этой цели служит интегрирующий усилитель 4, имеющий очень большую посто н-пую времени. Напр жение с выхода этого усилител  подаетс  на вы.ход или на пластины трубки, либо на ламповый вольтметр, измер юпгий проекции вектора на ось X.

Дл  измерени  нроекции вектора на ось Y служит амплитудно-фазовый дискриминатор 5 и интегрирующий усилитель 6.

На амллитудно-фазовый дискриминатор 5 подаетс  анодн-ое напр жение , сдвинутое относительно опорного напр жени  дискриминатора 3 на 90.

Оба опорных на.пр жени  генерирует генератор одновременно на всех частотах, как показано на принцнпиальной схеме устройства, представленной на фиг. 2, двухфазный / С-генератор низкой частоты собран на лампах «/7i, Л, Л, //i, Л-,, из которых лампа Л  вл етс  усилительной , а лампы .772, Л, Л. Л-,-катодными повторител ми.

Напр жение, снимаемое с катода лампы Л;, и прошедшее все четыре звена RC, -поворачиваетс  по фазе на 180°. Каждое звено RC поворачивает вектор напр жени  на 45°. Поэтому на пр жение, имеющее сдвиг по фазе В 90°, снимаетс  после двух звеньев с катода лалгпы Лz.

Если нросто соединить последовательно звень  С без применени  усилительных ламн Л2, Лз, Л., как это делаетс  в обычном генераторе, то едвиг по фазе в 90 нельз  будет получить, так как кажда  цепочка RC нагружает предыдущую, вследствие чего они сдвигают фазу на неодинаковую величину.

Лампа //6  вл етс  выходной лампой генератора. Вследствие того, что катодное сопротивлан е этой лампы присоединено к минусу дополнительного источника питани , плюс которого заземлен, потен-циал катода Л имеет потенциал земли. Это означает, что па испытуемый четырехполюсник 2, амплитудно-фазовую характеристику которого необходимо сн ть, подаетс  напр жение низкой частоты без посто нной слагающей.

С выхода испытуемого четырехполюсника 2 напр жение подаетс  на амплитудно-фазовый дискриминатор, выполненный на лампах Л1 и Ле,.

выход X

Выход У

М 90566-А-

Опорное на пр жение на амнлитудно-фазовый дискриминатор по-даетс  с усилнтельно-клинпирующего устройства 7, собранного но обычной схеме (на чертеже не показана).

Опорное напр жение нмеет квадратную форму волны. Напр жениес выхода амплитудно-фазового дискриминатора подаетс  на двухкаскадный интегрирующий усилитель посто нного тока. Первый каскад усилени  выполнен на лампах Лд и Лю, второй - на .тампах Ли, ,//i2, Л|з и //м. В качестве интегрирующихэлементов применены емкости С| и С2. Эквивалентное сопротивление плеч данного типа усилител  чрезвычайно большое, так что сравнительно небольшие емкости С| н Cz создают большую посто нную времени, необходимую дл  работы на низ-, кой частоте. Составл юща  вектора по оси X сиимаетс  с зажимов X.

Амнлитудно-фазовый дискриминатор 5 и иитегрируюни1Й усплител1 6 имеют аналогичную схему; разница заключаетс  лишь в то-м, что опорное на1гр жение, нодаваемое на амплитудно-фазовый днскриминатор 5, сдвинуто на 90° относительно опорного напр жени  первого канала , в котором измер етс  нроекци  вектора на ось X. Св зь опорного генератора с дискриминатором осуществл етс  через уснлительно клиппирующее устройств-о S.

Описанный генератор может быть также использован дл  создани  круговой развертки на различных частотах, а интегрирующий усилитель дл  (Книллоскопа.

Предмет и з о б р е т е н и  

Устройство дл  сн ти  амплитудно-фазовых характеристик при низких частотах, предназначенное дл  измерени  проекций вектора коэффициента усилени  но двум взаимно-нерпендикул рным ос м, отличающеес  тем, что в нем нрименен генератор низкой частоты, собранный на емкост х и активных сопротивлени х с выключением между каждой нарой звеньев RC усилительной лам-пы, чем обеспечиваетс  стабильный сдвиг фаз, снимаемых с генератора опорных напр жений.