Claims (3)
Изобретение относитс к технике измерени параметров радиоэлементов, в частности дл измерени добротности емкости и индуктивности. Известно устройство, содержащее усилитель, в цепь положительной обрат ной св зи которого включен нелинейный элемент, частотный детектор и измер емый четырехполюсник - колебательный контур СОНедостатком устройства вл етс . невозможность измерени активных составл ющих четырехполюсников по изме нению частоты автоколебаний. Известно также устройство, содержащее усилитель, в цепи положительно обратной св зи которого включены колебательный контур и инерционный нелинейный элемент (термисторный мост) 2. Недостатком этого устройства вл етс узкий диапазон рабочих частот, обусловленный использованием инерционного нелинейного элемента, из-за которого на высоких частотах и при малых значени х измер емой добротности условие устойчивого режима самовозбуждени не выполн етс . Известно также устройство дл измерени добротности, содержащее усилитель , в цепи положительной обратной св зи которого включены измери-; тельный контур и фаdocдвигающее устройство , блок автоматического поддержани амплитуды, выходом соединённый с управл ющим входом усилител , а входом - с входом измерительного контура , блс отношени напр жений, своими входами подключенный параллельно измер емому контуру 3}. Недостатком этого устройства вл етс узкий диапазон рабочих частот и измер емых добротностей из-за неустойчивости автоколебательного режима, обусловленного относительно большой посто ннойвремени переходного процесca в блоке автоматического поддержа НИР амплитуды, определ емой посто нной времени детектора. Цель изобретени - расширение диапазона рабочих частот и измер емых добротностей при сохранении высокой точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем что в устройство, содержащее регулируемый усилитель, выходом соединенны с одним из входов блока отношени на пр жений и с входом измерительного контура, а управл ющим входом соединенный с выходом дифференциального усилител , один вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а второй вход дифференциального усилител через последовательно соединенные фазосдвигающую цепь и амплитудный детектор подключе к выходу измерительного контура, вве дены двухсторонний ограничитель и делитель напр жени , при этом выход делител напр жени соединен с вторым входом блока отношени напр жеНИИ , а вход делител напр жени под| ючен к входу фазосдвигающей цепи, выход которой через двухсторонний ограничитель соединен с входом регулируемого усилител . На чертеже представлена структурна схема устройства. Устройство содержит усилитель 1, в цепи положительной обратной св зи которого включены последовательно соединенные измерительный контур 2, фазосдвигающа цепь 3 и двухсторонний ограничитель , блок 5 отношени напр жени , подключенный к входу измерительного контура 2 непосредствен но, а к выходу - через делитель 6 напр жени . Вход двухстороннего ограничител подсоединен к входу блока 7 автома тического поддержани амплитуды, который содержит амплитудный детектор 8 на входе, дифференциальный усилитель 9, источник 10 опорного напр же ни . При этом входы диф{ геренциального усилител 9 подключены к выходам амплитудного детектора 8 и источника 10 опорного напр жени , а его выход соединен с управл ющим входом усилител 1. Устройство работает следующим образом . . Выполнение услови баланса фаз обеспечиваетс включением в цепь положительной обратной св зи усилител 1, фазосдвигающей цепи 3, а услови . баланса амплитуд обеспечиваетс тем, что максимальный коэффициент передачи последовательно соединенных фазосдвигающей цепи 3, двухстороннего ограничител k, усилител 1 выбран больше величины J . где Q - минимальна измер ема добротность; п , п - коэффициенты св зи измерительного контура с внешними цеп ми.через входной и выходной элементы св зи. При выполнении услови баланса фаз и амплитуд в автогенераторе, состо щем из усилител 1, измерительного контура 2, фазосдвигающей цепи 3 двухстороннего ограничител 4, происходит нарастание амплитуды автоколебаний . Когда величина напр жени на выходе амплитудного детектора 8 превысит заданную источником 10 опорного напр жени величину, с выхода дифференциального усилител 9 на управл ющий вход усилител 1 поступает сигнал, уменьшающий коэффициент передачи последнего . Коэффициент передачи уменьшаетс до величины, определ ющей установившийс режим автоколебаний в рассматриваемом автогенераторе. Устойчивость автоколебаний определ ет двухсторонний ограничитель . При достаточной степени, вносимой двухсторонним ограничителем нелинейности , а также благодар его безинерционности, автоколебани устойчивы в широком диапазоне частот и измер емых добротностей. Входное напр жение ограничител k из-за избирательных свойств измерительного контура 2 содержит практически лишь первую гармонику, а выходное напр жение ограничител k несинусоидально (рграничено с двух сторон), при этом коэффициент передачи ограничител k по первой гармонике определ етс математическим выражением где коэффициент ограничени ; ип U - уровень ограничени сину соидального напр жени ограничителем k; Uyy, - амплитуда ограничиваемого синусоидального напр жени на входе ограничител i. Из приведенного выражени видно, .что вс кое кратковременное изменение амплитуды автоколебаний на входе ограничител приводит к мгновенному изменению его коэффициента передами в сторону, преп тствующую этому изме нению. Так, например, уменьшение коэффициента передачи приводит к уменьшению амплитуды автоколебаний н входе ограничител , при этом коэффициент ограничител начинает возраста и дальнейшее затухание автоколебаний прекратитс . ;. В свою очередь блок 7 автоматичес кого поддержани амплитуды с некото рым запаздыванием, определ емым его посто нной времени, начинает измен т коэффициент усилени усилител таким образом, чтобы напр жение на входе ограничител 4, стало равным значени заданному источником 10 опорного напр жени . Поддержание посто нной амплитуды напр жени на входе ограничи тел обеспечивает посто нство значени коэффициента ограничени С, опре дел ющего форму сигнала. При достаточной широкополосности усилител 1 напр жение, вводимое в измерительный контур 2, по форме пов тор ет выходное напр жение ограничител . Отличие амплитуды несинусоидального сигнала, вводимого в измеритель ный контур 2, от амплитуды его первой гармоники учитывает делитель 6 напр жени , коэффициент передачи К которого определ етс из соотношени К- :j(arc-3 vic -cДобротность измерительного контура 2 определ етс блоком 5 отношени напр жени , исход из выражени Q. ЦвихК где Ugyj- амплитуда напр жени на выходе измерительного контура 2; и, - амплитуда ограниченного напр жени на входе контура . Формула изобретени Устройство дл измерени добротности , содержащее регулируемый усилитель , выходом соединенный с одним из входов блока отношени напр жений и с входом измерительного контура, а управл ющим входом соединенный с выходом дифференциального усилител , один вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а второй вход дифференциального усилител через последовательно соединенные фазосдвигающую цепь и амплитудный детектор подключен к выходу измерительного контура, отличающеес тем, что, с целью расширени диапазона частей и измер емых добротностей при сохранении высокой точности измерений, в него введены двухсторонний ограничитель и делитель напр жени , при этом выход делител напр жени соединен с вторым входом блока отношени напр жений , а вход делител напр жени подключен к входу фазосдвигающей цепи , .выход которой через двухсторонний ограничитель соединен с входом регулируемого усилител , i Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Арш .Э.И. Автогенераторные изменени , 1976, с. 95-10, рис. 3.13. The invention relates to a technique for measuring parameters of radio elements, in particular for measuring the capacitance quality and inductance. It is known a device containing an amplifier, in the positive feedback circuit of which a nonlinear element is included, the frequency detector and the measured quadrupole — the oscillating circuit — the despondent of the device is. the inability to measure the active components of the quadrupoles by changing the frequency of auto-oscillations. It is also known a device containing an amplifier whose positive feedback circuit includes an oscillating circuit and an inertial nonlinear element (thermistor bridge) 2. A disadvantage of this device is the narrow operating frequency range due to the use of an inertial nonlinear element due to which at high frequencies and at small values of the measured q, the condition of a stable self-excitation mode is not satisfied. It is also known a device for measuring the quality factor, containing an amplifier, in the positive feedback circuit of which measurements are included; The telescopic circuit and the phase-shifting device, the automatic amplitude maintenance unit, the output connected to the control input of the amplifier, and the input - to the input of the measuring circuit, the voltage ratio of the voltage, its inputs connected in parallel to the measured circuit 3}. The disadvantage of this device is a narrow range of operating frequencies and measured Q-factors due to the instability of the auto-oscillatory mode, due to the relatively large constant time of the transition process in the block automatically supporting the R & D amplitude determined by the constant time of the detector. The purpose of the invention is to expand the operating frequency range and the measured Q-factors while maintaining high measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that the device containing an adjustable amplifier is connected to one of the inputs of the ratio unit and to the input of the measuring circuit, and a control input to the output of the differential amplifier, one input connected to the output voltage source, and the second input of the differential amplifier is connected via a series-connected phase-shifting circuit and an amplitude detector connected to the output of the measuring circuit, a double-sided limiter is inserted and divide voltage, while the output of the voltage divider is connected to the second input of the voltage ratio unit, and the input of the voltage divider under | It is controlled to the input of the phase-shifting circuit, the output of which is connected to the input of an adjustable amplifier through a double-sided limiter. The drawing shows a block diagram of the device. The device contains an amplifier 1, the positive-feedback circuits of which include a measuring circuit 2 connected in series, a phase-shifting circuit 3 and a two-sided limiter, a voltage ratio unit 5 connected to the input of measuring circuit 2 directly, and to the output through a voltage divider 6 . The input of the two-way limiter is connected to the input of the automatic amplitude-maintenance unit 7, which contains an amplitude detector 8 at the input, a differential amplifier 9, and a source 10 of the reference voltage. In this case, the inputs of the differential amplifier 9 are connected to the outputs of the amplitude detector 8 and the source 10 of the reference voltage, and its output is connected to the control input of the amplifier 1. The device operates as follows. . The fulfillment of the phase balance condition is ensured by the inclusion of positive feedback of amplifier 1, phase shifting circuit 3, and conditions in the circuit. the amplitude balance is ensured by the fact that the maximum transmission coefficient of series-connected phase-shifting circuit 3, double-sided limiter k, amplifier 1 is chosen greater than the value J. where Q is the minimum measured Q; p, n are the coupling coefficients of the measuring circuit with external circuits. through the input and output elements of the communication. When the conditions of phase and amplitude balance are fulfilled in the autogenerator consisting of amplifier 1, measuring circuit 2, phase shifting circuit 3 of two-sided limiter 4, the amplitude of self-oscillations increases. When the voltage at the output of the amplitude detector 8 exceeds the value specified by the source 10 of the reference voltage, a signal from the output of the differential amplifier 9 to the control input of the amplifier 1 reduces the transmission coefficient of the latter. The transmission coefficient is reduced to a value that determines the steady-state self-oscillation mode in the oscillator in question. Self-oscillation stability is determined by a two-sided limiter. With a sufficient degree introduced by a two-way limiter of nonlinearity, as well as due to its inertia-free, auto-oscillations are stable over a wide range of frequencies and measured Q-factors. The input voltage of the limiter k due to the selective properties of measuring circuit 2 contains almost only the first harmonic, and the output voltage of the limiter k is non-sinusoidal (limited from two sides), while the transfer coefficient of the limiter k in the first harmonic is determined by a mathematical expression where the coefficient of the limit; type U is the level of limiting the blue voltage of the limiter k; Uyy, is the amplitude of the limited sinusoidal voltage at the input of the limiter i. From the above expression, it can be seen that a short-term change in the amplitude of self-oscillations at the input of the limiter leads to an instantaneous change in its coefficient in front of it, in the direction that prevents this change. Thus, for example, a decrease in the transmission coefficient leads to a decrease in the amplitude of self-oscillations on the input of the limiter, and the coefficient of the limiter begins to age and the further attenuation of the self-oscillations stops. ;. In turn, the unit 7 automatically maintains the amplitude with a certain delay determined by its constant time, begins to change the gain of the amplifier so that the input voltage of the limiter 4 becomes equal to the value specified by the source 10 of the reference voltage. Maintaining a constant voltage amplitude at the input of the limiting body ensures the constant value of the limiting coefficient C, which determines the waveform. With sufficient bandwidth of the amplifier 1, the voltage introduced into the measuring circuit 2, in the form of the output voltage of the limiter. The difference between the amplitude of the non-sinusoidal signal introduced into the measuring circuit 2 from the amplitude of its first harmonic is taken into account by the voltage divider 6, the transmission coefficient K of which is determined from the ratio K-: j (arc-3 vic-cGain measurement circuit 2 voltage, based on the expression Q. ZwihK where Ugyj is the voltage amplitude at the output of measuring circuit 2; and, is the amplitude of the limited voltage at the input of the circuit. the output connected to one of the inputs of the voltage ratio unit and to the input of the measuring circuit, and a control input connected to the output of the differential amplifier, one input of which is connected to the output of the reference voltage source, and the second input of the differential amplifier through the series-connected phase-shifting circuit and The amplitude detector is connected to the output of the measuring circuit, characterized in that, in order to expand the range of the parts and the measured Q-factors while maintaining the high accuracy of the measured A double-sided limiter and voltage divider are introduced into it, the output of the voltage divider is connected to the second input of the voltage ratio unit, and the input of the voltage divider is connected to the input of the phase-shifting circuit, the output of which is connected to the input of the adjustable amplifier via the double-sided limiter, i Sources of information taken into account in the examination 1.Arsh .E.I. Self-Generating Changes, 1976, p. 95-10, fig. 3.13.
2.Авторское свидетельство СССР ff 359619, кл. G 01 R 27/26, 1972. 2. USSR author's certificate ff 359619, cl. G 01 R 27/26, 1972.
3.Патент Великобритании Н 1368990 кл. G1V, 197 (прототип).3.Patent of Great Britain N 1368990 cl. G1V, 197 (prototype).