Измеритель полной проводимости нагрузки радиопередающего устройства

Измеритель полной проводимости нагрузки радиопередающего устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛНОЙ ПРОВОДИМОСТИ НАГРУЗКИ РАДИОПЕРЕДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий измерительный прибор, высокочастотный трансформатор тока, один из выводов обмоток которого подключен к выходной клемме измерителя, а выводы вторичной обмотки нагружены на дв послецовательно соединенных резистора, общий вывод последних подключен к выходу емкосгного делителя, общей щиной связанного с обшей шиной клемм и измери.теля, первый линейный детектор, вклю ченный между кортусом измерителя и первым выводом вторичной обмотки трансформатора тока, выкоа первого линейного детектора через первый кваа« ратор соединен с одним иэ входов блока вычитания, второй линейный цетектор, включенный между вторым вывоцом вто, ричной обмотки трансформатора тока и корпусом измерителя, выход второго ля нейноГо детектора через второй квацрвтор соединен с вторым входом блока вычитания, отличающийся iBMi что, с целью расширеивя фушшво нальных возможностей, в него введены . дифференцирующая цепь, два последовательно соединенных резистора, четыре детектора,агорой трансформатор тока,пять квадраторов, два сумматора, два блока вычитания, два блока деления напряжений и второй измерительный прибор, при этом вторые выводы первичных обмоток трансформаторов тока последовательно соединены между собой, с входом емкостного целителя и с входом дифференцирующей цепи, общие щины которой подключены к корпусу измерителя, а первый вывод первичной обмотки второго трансформатора тока соединен с входной хлеммой иэмернтеля , первый вьюод вторичной о с мотки второго трансформатора тока СЛ соединен с первым выводом третьего резистора и с входом третьего детектора . Корпусом связанного с корпусом измерителя четвертого детектора, вход которого соединен с первым выBOQOM четвертого резистора и,вторым выводом вторичной обмотки второго трансфог матора , выводы третьего и четвертого детекторов через третий и четвертый квадрато ал соединены с соответствующими входами первого блока вычитания выходом соединенного через первый блок деления напряже1 ий с входом второго изме{жтредьного1 трибор (а, обп1ая точка соедин неввя третьего и четвертого резисторов 1 подключена к выходу дифференцирующей |{дпи и ко входу тпятого детектора, . JtoipnycoM связанного с корпусом измервтеля и шестого детектрра, вход которого соединен с выходом емкостного оелвтеля, а выход - с входом пятого квваратора и с одним из входсж первого сумматора, второй вход которого сое

09) (И) СОЮа СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) iG 01 Й 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3445797/18-21 (22) 31,05.82 (46) 15.10.83. Бюл. ¹ 38 (72) Ю. Н. Еремин и B. Ф. Шаталов (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (53) 621.317.73(088,8) (56) 1. Фрацин А. 3., Рыжков Е. В.

Измерения параметров антенно-фицерных устройств. М„"Связь", 1972.

2. Авторское свицетельство СССР .. . N 456223, кл. б 01 P 21/01, 1972. (прототип), (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛНОЙ ПРОВОДИМОСТИ НАГРУЗКИ РАДИОПЕРЕДА

ЮКЕГО УСТРОЙСТВА, соцержаший измерительный прибор, высокочастотНый трансформатор тока, оцин иэ вывоцов обмоток которого поцключен к выходной клемме измерителя, а вывоцы вторичной обмотки нагружены на цва последователь. но соециненных резистора, общий вывод послецних подключен к выхоцу емкостного делителя, общей шиной связанного с обшей шиной клемм а корпусом измерителя, первый линейный цетектор, вклю ченный между корпусом измерителя и первым выводом вторичной обмотки трансформатора тока, выход первого линейного цетектора через первый квадратор соецинен с одним иэ входов блока вычитания, второй линейный детектор, включенный между вторым выводом вто ричной обмотки трансформатора тока и корпусом измерителя, выхоц второго ли нейного цетектора через второй квацратор соецинен с вторым вхоцом блока вычитания, о т л и ч а ю ш и и с я тем что, с mense расширения функнио

I. нальных возможностей, в него ввецены, дифференцируюшая цепь, qaa послецовательно соединенных резистора, четыре детектора, второй трансформатор тока, пять квадраторов, nsa сумматора, цва блока вычитания, два блока деления напряжений и второй измерительный прибор, при атом вторые выводы первичных обмоток трансФ форматоров тока последовательно соединены между собой, с вхоцом емкостного целителя и с входом цифференцируюшей цепи, обшие шины которой подключены к корпусу измерителя, а первый вывоц первичной обмотки второго трансформатора тока ссецинен с вхоцной -клеммой измерителя, первый вывод вторичной oб6мотки второго трансформатора тока соединен с первым выводом третьего резистора и с вхоцом третьего цетектора, корпусом связанного с корпусом измерителя четвертого детектора, -:вход которого соецинен с первым вы1 " воцом четвертого резистора и вторым выво"дом вторичной обмотки второго трансфор матора, вывоцы третьего и четвертого

"дата«торов через третий и четвертый квац раторы соединены с соответствуюшими вхоцами первого блока вычитания выходом соециненного через первый блок де: ления напряжений с входом второго изме

Ф рительного прибора, общая точка соединения третьего и четвертого резисторов .йодключена к выходу дифференцируюшей цепи и ко вхоцу ". пятого детектора, корпусом связанного с корпусом иэмернтеля и шестого детектора, вход которого соединен с выходом емкостиого делителя, а ныход - с входом пятого

«Вадратора и с одним ае входов первого сумматора, второй вход которого сое1048425 цинен с выхоцом пятого цетехтора и с входом шестого хвацратора, выход первого сумматора через седьмой квацратор соецинен с одним из вхоцов третьего блока вычитания, второй вход которо го подключен х выхоцу второго сумма тора, а выход - хо второму вхоцу пер

sorq блоха деления, напряжений, второй

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано цля измерения полных сопротивлений передающих антенн, импецанс которых ж висит от импеданса взаимной связи межд соседними излучателями или ненадежного электрического контакта линии перецачй.

Известен. измеритель полых проводимостей сопротивлений, соцержаший уравновешиааемый мост, оцна диагональ которого возбужцается испытательным сигналом, в другую. циагональ включается индикатор .баланса, а измерительная цепь включается в оцно : из плеч мо ) .,is

Недостатком этого устройства явля ется большая погрешность измерений при малом уровне испытательного сигнала из-за навоцок от соседних излучате- . лей. 20

Наиболее близким к предлагаемому является устройство цля измерения высохочастотной мощности, соцержашее измерительный прибор, высокочастотный . трансформатор тока, один из вывоцов обмоток которого ноцхлючен к выхоцной клемме измерителя, а выводы вторичной . обмотки нагружены на два последовательна соециненных резистора, общий вывоц последних подключен к вывоцу емхостно-.30 го целителя, обшей шиной связанного с обшей шиной клемм и корпусом измерителя, .первый линейный детектор, вхлю ченный межцу корпусом измерителя и первым вывоцом вторичной обмотки ., 35 трансформатора тоха и первым выводом вторичной обмотки трансформатора тока и первым выводом вторичной обмотки крансформатора тока, первого линейного детектора через пер- 40 вый квадратор соецннен с одним из вхоц6в блоха вычитания, второй линейный блок деления напряжений установлен между выходом первого блока вычитания и первым измерительным, прибором, второй вход второго блока целения на.пряжений соецинен с выхоцом пятого хвацратора и первым вхоцом второго сумматора, второй вхоц которого поцхлючеы к выходу восьмого хвааратора. детектор, включенный межцу вторым вывоцом вторичной обмотки трансформатора тока и корпусом измерителя, второго линейного детектора - через

l .второй хвацратор соецинен с вторым вхо- цом блоха вычитания (21

Недостатком известного устройства явняется невоаможность измерения пол ной проводимости нагрузки радиопередатчика. Действитепьно, им измеряется произведение 3 U ° COSQ, где д, U соответственно. ток, напряжение и фазовый сдвиг между ними. Значение активной составляющей проводимости нагрузки может быть положено путем деления npossведения на U, а значение. реактивной составпяющей нагрузки известным устрой-— ством не измеряется, Цепь. изобретения - расширение. функ» цнонапьных возможностей устройства.

Г1оставпенная цель достигается тем, что в измеритель понной проводимости нагрузки раднопередающих устройств, содержащий измерительный прибор, высокочастотный трансформатор тока, один из выходов первичной обмотки которого под- . ключен к выхоцной клемме измерителя, а выводы вторичной обмотки нагружены на два поспедоватепьно соединенных резистора, общий вывод поспецних подключен к выходу емкостного целителя, общей шиной связащюго с общей шиной клемм н.корпуса иэмернтепя, первый линейный детектор, включенный между корпусом измерителя и первым выводом вторичной обмотки трансформатора тока, выход первого линейного детектора через первый квадратор соединен.с одним нз входов блока вычитания, второй пн нейный детектор„включенный между вто рым выводом вторичной обмотки трансформатора тока и корпусом измерителя, выход второго линейного детектора, чеФ реэ второй квацратор соединен с вторым входом блока вычитания, введены дифференцирующая цепь, два последовательно соединенных резистора, четыре детектора, 5 второй транспорматор тока, пять квадраторов, два сумматора, два блока вычитания, два блока деления напряжений и второй измерительный прибор, при атом вторые выводы первичных обмоток транс- 10 форматоров тока последовательно соединены между собой, с входом делителя и с входом цифференцирующей цепи, общие шины которой подключены к корпусу измерителя, а первый вывод первичной об- 15 мотки второго трансформатора тока соеди нен с входной клеммой измерителя, пер вый вывод вторичной обмотки второго транспорматора тока соединен с первым выводом третьего резистора и с входом 20 третьего детектора, корпусом связанного с корпусом измерителя и четвертого детектора, вход которого соединен с первым выводом четвертого резистора и вторым выводом вторичной обмотки второго трансформатора, выводы третьего и четвертого детекторов через третий;и четвертый квадраторы соединены с соответствующими входами первого блока вычитания, выходом соединенного через первый блок деления напряжений с входом второго измерительного прибора, об» щая точка соединения третьего и четвертого резисторов подключена к выходу .дифференцирующей цепи и ко входу пятого детектора, корпусом связанного-c корду сом измерителя и шестого детектора, вход которого соединен с выходом емкостного делителя, а выход - с входом пятого квадратора и с одним из входов первого сумматора, второй вход которого

40 соединен с выходом пятого детектора и с входом шестого квадратора, выход первого сумматора через седьмой квадратор соединен с одним из входов -треть

Ьго блока вычитания, второй вход. кото»

45 рого подключен к выходу второго сумматора, а .выход - ко второму входу первого блока деления напряжений, второй блок деления напряжений установпен между . выходом первого блока вычитания и первым измерительным прибором, второй вход. второго блока деления напряжений соединен с выходом пятого квадратора и первым входом второго сумматора, второй вход которого поцключен к выходу 55 восьмого квадратора.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

425 4

Измеритель содержит входную клемму

1 и общую клемму 2, связанную с корпу ! ,сом измерителя, первый и второй высокочастотные трансформаторы 3 и 4 тока, выходную клемму 5 и общую клемму 6 связанную с корпусом измерителя, диффе- ренцирующую цепь 7, емкостный делитель

8, резисторы 9-12, линейные детекторы

13-18, сумматоры 19 и 20, квадраторы

21-27, блоки 28-30 вычитания, блоки

31 и 32 деления напряжений, измерительные.приборы 33 и 34.

Устройство работает следующим образом.

От фидера радиопередающего устройства на клеммы 1 и 2 поступает:высокочастотный сигнал, создавая в отрезке пинии передачи, к клеммам 5 и 6 которого подключены нагрузка радиопередатчика, ток 3 . Выбором длины отрезка пинии передачи много меньше @лицы волны высокочастотного сигнала обеспечивается однородное распределение тока J и напряжения U@ между шинами упомянутого отрезка пинии. Под действием тока на выходе трансформаторов 3 и 4 на каждом нагрузочном резисторе 9 и 12 будет напряжение

U = k R 3,р, . где к - коэффициент трансформации тока;, f - величина сопротивления каждого из упомянутых резисторов.

Напряжение на выхоце дифференциру ющей цепи 7 определяется соотношением 01=. Ц,р иС„ где Я1, 0q - величины соответственно сопротивления и конденсатора, входящих в состав цепи 7;

GD — круговая частота тока сигнала. Выбрав Р «1(ы С, получаем (с пре; небрежимо малой погрешностью);

0 =)ОФИР С - (1)

Напряжение на выходе емкостного делителя 8 равно . С2

О =0 7

С2+ С, (2) где С, C> — величины конденсаторов, составляющих емкостный делитель, С подключен к заземленйой шине, Для обеспечения выполнения соотноше ний (1) и (2) необходимо расчитать цетекторы 13 и 18 таким образом, чтобы

1048 их входные сопротивления были достаточно большой величины (по сравнению с ! величинами сопротивления Й» или модуля реактйвного сопротивления конденсатора.

С ).

Ориентацией обмоток трансформатора

3 обеспечивается суммирование. векторов

U ° и М ср между точками а и в и разность этих векторов между точками б и в. Модуль суммы указанных век»

10 торов, или напряжение на выходе детектора 13 равно:

,„= » Л ф) 2O»jtp с0 У

f5 где 4© - коэффкщент передачи дете ктора 13; (— урод между векторами 1х ЯЗВ .и О» .

Учитывая соотношение (1), перепишем (3 в виде (ф !

u„„=a< р=cag С»;

q= kR;

< » = ср — 90о.— угол между векторами <р H .U

Проведя аналогичные рассуждения для разности векторов 0» и Ю<р, запи30 шем напряжение на выходе детектора 14:

"px

<р Ч, р) Г Г

Здесь положено, что по электрическим характеристикам детекторы 13 и 14 (a также детекторы 15-18) практически идентичны.

С помощью квадраторов 24 и 25 (с. практически одинаковыми характеристи» ками) выполняется квадратичное преобразование напряжений 0рх и Ор» . Результирующие напряжения поступают на входы блока вычитания 18, на выходе которого будет напряжение:

45 к »= <4pq U 3 s»nq, 1 где д коэффициент учить1ваюйий ос лабление напряжений Орх и

Орх в квадраторах 24 и 25 и блоке вычитания 28.

Напряжение Д поступает на входблока деления 31. На вход детектора

1 5 поступает напряжение, определяемое соотношением (1), на выходе этого де- 55 . тектора будет напряжение

Ug, = ),р.

На вход детектора 16 поступает напряжение, определяемое соотношением (2), и выходное напряжение этого детектора

U,g cu, где C - С /(С,»С,)

Напряжение Ug» + 0 сумматора 20, поступает на вход квадратора 22. Выходное напряжение этого квадратора имеет величину:

0,ц = d»(Ug,+ Ugz > 20g, 0 ), где d» — результирующая постоянная передачи квадраторов 20 и 22.

Напряжения 0, и Ug< преобразованные квадраторами 21 и 23 и сумматорам 19, приобретают суммарное значение. ц„,=д,(u<„u<, ), где Jg - результарующая постоянная передачи квадраторов 21, 23 и 19.

При настройке устройства необходимо обеспечить (3» = d = dg ).

В результате операции вычитания с коэффициентом передачи d 3. напряжений

0 » и О д, обеспечиваемой блоком 29, получаем Ь = 23 3 0,0 =2дрд с Кд ц

Напряжение Ь д поступает на вход деwrens 31 в результате операции деления, вЫполняемой этим блоком, цолучаем

<4

2 4 б»п (p

dog Ì-С U где 34 — постоянная передачи блока 8.

Это напряжение поступает на электроизмерительный прибор 33.

Множитель 2И4,, как видно. из oо5 С изложенного выше, не зависит от часто- . ты сигнала, д р, 0 ay . Этот множитель учитывается при градунровке прибора 33 после изготовления устройства.

Величина д,р /Ц.+. »п ц)» (по определеник является реактивной составляющей проводимости нагрузки радиопередатчика.

Таким образом, прибор 33 обеспечивает регистрацию реактивной составляющей проводимости нагрузки.

Ориентацией обмоток трансфорыатора

4 обеспечНваетса суммирование векторов ,„0 и)(КЭ между точками г и s u разность этих векторов между точками д и в. Модуль суьпмы указавших векторов, или напряженна иа выходе детектора 17, с учетом соотношения (2), вен:

9р>.К (Cu®) (3 ) 2cg0 Засову

7 104,84

Аналогичные рассуждения, приведенные для разности векторов 0 akRDy, позволяют записать напряженне на выходе детектора 18: !

d>cg 9 р ф — . — CQS Q .

U(p

Это напряжение поступает на электроизмедлительный прибор 34. Множитель не зависит от частоты сигнала оо

4 р, "y н М . Этот множитель учитывается при градуироике прибора 34 после нзготовлення устройегва. Величина лр /Oq coS9g (по определению) является активной входной проводимостью измеряемой антенны.!

ВНИИПИ Заказ .7926/52 . ЧЪрах 710 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгцзод; ул. Проектная, 4 а на выходе квадратора 27:

hq - 43 4,рЭу,, Ф где dr - коэффипиент, учитывакпций ослабление напряжений Оса и

U р в квадраторах 26 и 27 и в блоке вычитания 30.

Напряжение d поступает на вход делителя 32. На вход делителя этой схемы

25 8

g0cTpI9eT напряженке др 0 с выхода

2 квадратора 23. В результате операпии деления, выполняемой блоком 32, полу» чаем