Преобразователь параметров многоэлементых двухполюсников

Преобразователь параметров многоэлементых двухполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к преобразователям параметров электрических цепей в электрические сигналы и может быть использовано , например, в автоматике, телемеханике , связи. Цель изобретения - расширение области использования за счет обеспечения измерений многоэлементных нерезонансных двухполюсников. Изобретение включает генератор 1, блоки 2-6, усилитель 7, двухполюсник 8, резистор 9, а также блоки 10, 11, 13 и 15, сумматоры 12 и 16, детекторы 14 и 17. Особенностью изобретения является введение п-1 сумматоров 161-16п 1, п-1 блоков

СОЮЗ СОВЕ! СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

170 9 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757241/21 (22) 09.11.89 (46) 15.07.92, Бюл. ЬЬ 26 (71) Сама рский институт инженеров железнодорожного транспорта им, M,Т,Елизарова (72) M,M,ÇèíèH (53) 621.317(088,8) (56) Кнеллер В.Ю., Боровских Л,П, Определение параметрев многоэлементных двухпОлюсников, — М,: Энергоатомиздат, 1986, с. 54. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ

МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к и реобразователям параметров электрических цепей в Ж > 1748087 А1 электрические сигналы и может быть использовано, например, в автоматике, телемеханике, связи, Цель иэобретения— расширение области использования эа счет обеспечения измерений многоэлементных нерезонансных двухполюсников.

Изобретение включает генератор 1, блоки

2-6, усилитель 7, двухполюсник 8, резистор 9, а также блоки 10, 11, 13 и 15, сумматоры 12 и 16, детекторы 14 и 17.

Особенностью изобретения является введение и-1 сумматоров 16 — 16", и-1 блоков (4, 5, 6... n-1), а также блоков 10, 11, 13 и

15, сумматора 12, детекторов 14 и 17, 2 ил.

1748087

15

40

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике, а более конкретно к преобразователям параметров электрических цепей в электрические сигналы, и может быть использовано, например, в автоматике, телемеханике, связи.

Известно устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, включенный через трехэлементный исследуемый двухполюсник к входу операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен конденсатор, К выходу операционного усилителя подключен дифференциатор, к выходу которого подключен второй дифференциатор, Недостатком данного устройства является невозможность преобразования параметров многоэлементн>ых нерезонансных двухполюсников.

Известно устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, соединенный через резистор с входом операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен четырехэлементный исследуемый двухполюсник, К выходу операционного усилителя и одкл ючен пол ос о вой ф ил ьтр.

Недостатком данного устройства является невозможность преобразования параметров многоэлементных нерезонансных двухполюсников.

Известно устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, через образцовый конденсатор соединенный с входом операционного усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен объект измерения. К выходу операционного усилителя присоединены входы двух устройств выборки. Выходы первого и второго устройств выборки присоединены к входам первого вычитающего устройства, Выход операционного усилителя и выход второго устройства выборки соединены с входами второго вычитающего устройства; выход которого соединен с интегратором.

Данное устройство выбрано в качестве и рототипа.

Недостаткрм данного устройства является невозможность преобразования параметров многоэлементных нерезонансных двухполюсников.

Цель изобретения — расширение области использования за счет обеспечения измерения многоэлементных нерезонансных двухполюсников.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор прямоугольных импульсов, первая клемма выхода которого соединена последовательно с резистором, операционным усилителем, с первым входом блока обработки, с первым входом первого сумматора, выход которого является первым выходом преобразователя, причем вход и выход операционного усилителя являются клеммами для подключения исследуемого многоэлементного двухполюсника, вторая клемма выхода генератора прямоугольных импульсов и неинвертирующий вход операционного усилителя соединены с общей шиной, снабжено п-1. сумматорами и и-1 блоками обработки, где

n — число, большее числа экспоненциальных составляющих переходной характеристики исследуемого многоэлементного двухполюсника. Каждый блок обработки содержит. блок деления, первый вход которого является первым входом блока обработки, соединенный последовательно с первым входом второго сумматора, и первым входом умножителя, выход которого является выходом блока обработки, а также блок формирования экспонент, первый и второй детекторы постоянной составляющей и блок с регулируемым коэффициентом передачи, входы которых объединены и являются вторым входом блока обработки, который соединен с первой клеммой выхода генератора прямоугольных импульсов, причем выход блока формирования экспоненты соединен с вторыми входами блока деления и блока умножения, выходы первого и второго детекторов постоянной составляющей соединены соответственно с первым входом и выходом второго сумматора. Выход блока с регулируемым коэффициентом передачи соединен с вторым входом второго сумматора.

Выход операционного усилителя соединен с вторыми входами и сумматоров, первые входы и-1 сумматоров соединены соответственно с первыми выходами и-2 блоков обработки, Первые входы и-1 сумматоров соединены соответственно с выходом и-1 блока обработки, а выходы и-1 сумматоров соответственно являются и-1 выходами преобразователя.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — схема объекта измерения.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, блок 2 для получения переходной характеристики, соединенный с генератором 1 прямоугольных импульсов и первым блоком 3 обработки, Последний соединен с генератором 1 прямоугольных импульсов и вторым блоком 4 обработки, соединенным с генератором 1 прямоугольных импульсов и третьим блоком 5 обработки, соединенным с генератором 1 прямоугольных импульсов, Третий блок 5 обработки через четвертый блок 6 обработ17к1Я)87 ки соединен с генератором 1 прямоугольных импульсов и с последующим блоком обработки, соединенным с генератором 1 прямоугольных импульсов. Количество блоков обработки больше или равно количеству экспонент в переходной функции. Блок 2 для получения переходной характеристики содержит операционный усилитель 7, в цепь отрицательной обратной связи которого включен измеряемый двухполюсник 8. К входу операционного усилителя 7 подключен резистор 9, соединенный с генератором

1 прямоугольных импульсов.

Блок 3 обработки содержит блок 10 формирования экспоненты с регулируемыми коэффициентом и постоянной затухания, соединенный с генератором 1 прямоугольных импульсов и блоком 11 деления, вход которого соединен с блоком 2 для получения переходной характеристики, а выход— с сумматором 12, который через блок 13 с регулируемым коэффициентом передачи соединен с генератором 1 прямоугольных импульсов. Блок 11 деления подключен к детектору 14 постоянной составляющей, соединенному с генератором 1 прямоугольных импульсов. Сумматор 12 соединен с блоком 15 умножения, который соединен с выходом блока 10 формирования экспоненты с регулируемыми коэффициентом и постоянной затухания. Блок 15 умножения соединен с сумматором 16, выход которого является выходом блока 3 обработки, с детектором 17 постоянной составляющей и с выходом блока 2 для получения переходной характеристики.

Устройство работает следующим образом, После подачи прямоугольного импульса генератором 1 прямоугольных импульсов на выходе блока 2 для получения переходной характеристики получают напряжение

Е (, E o t

u,(Ö=,Î. — Р;е = ." P;e

R i Р, где Š— амплитуда прямоугольного импульса, выдаваемого генератором 1 прямоугольных импульсов;

Rg — активное сопротивление резистора 9;

Ri — одно из активных сопротивлений объекта измерения 8 (см. фиг.2); -- Ь вЂ” одна из индуктивностей объекта 8 измерения;

Р

Я =—

t — время.

На выходе блока 10 формирования экспоненты с регулируемым коэффициентом и постоянной затухания получают напряжение

01о() = А1оЕ где A>o — регулируемый коэффициент; а 1о — регулируемая постоянная затуха10 ния.

На выходе блока 11 деления получают напряжение л l

;- Е., ос;1.

6,е"" где К11 — коэффициент пропорциональности, вносимый блоком 11 деления.

При с4 l >! а1о 1 стечением времени

20 все экспоненты затухают.

При e = а1о 1-я экспонента вырождается в постоянную составляющую.

Все остальные составляющие (экспоненты) затухают практически до нуля, а наличие

25 постоянной составляющей фиксируют детектором 14 постоянной составляющей.

На выходе сумматора 12 получают напряжение (при единичных коэффициентах передачи сумматора 12)

n i (o

35 где В1з — регулируемое напряжение, выдаваемое блоком 13 с регулируемым коэффи- циентом передачи 13;

Е Rn

K>1 „ — постоянная составляющая, А10 Rg

40 возникающая при а = а1О .

Регулировкой В з добиваются равенства нулю постоянной составляющей 012(т), Тогда п-

U,t(tl = . ʄ— е

ЕР; (g; о „)

"1о 9

На выходе блока 15 умножения получают напряжение

n-<

"А,я

55 - K,„ „Š— Е

9 где К15 — коэффициент пропорциональности, вносимый блоком 15 умножения.

1748087 р -Ф вЂ”

U;(T) = Š— е

Коэффициенты К и К подбирают, чтобы их значения были взаимообратными, что

1 легко достигается на практике (K9> = — -).

К1

Тогда

n-( „(ч=X е — е, (5 р

На выходе сумматоров 1б получают напряжение .у

Н< (Ц = Е- - е -, Š— е - Š— е

9 9 которое несет информацию о параллельно включенных индукгивности Ln и активном сопротивлении R >, Аналогичным образом можно показать, что на выходе каждого блока обработки после проведения аналогичных операций будут иметься экспоненциальные составляющие вида где i — номер экспоненциальной составляющей в переходной характеристике измеряемого двухполюсника, Определение параметров единичных экспонент не представляет труда.

При преобразовании параметров дуального двухполюсника в экспоненциальные составляющие измеряемый двухполюсник включают во входную цепь операционного усилителя 7, а резистор 9 включают в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 7.

В литературе отсутствует описание преобразователей и элементных пассивных двухполюсников в электрические сигналы.

Известно, что такие двухполюсники являются схемами замещения многочисленных объектов измерения в метрологии, контроле электрических цепей и т.д.

В частности, при контроле узлов радио. электронной аппаратуры, а именно фильтров, имеется необходимость определения параметров канонических цепей форетера, являющихся элементами фильтров. Для этой цели используют снятие частотной характеристики всего иэделия, что трудоемко и не позволяет локализовать дефекты цепи. Предлагаемый преобразователь устраняет данный недостаток и дает возможность измерения параметров многоэлементных двухполюсников, 5

Формула изобретения

Преобразователь параметров многоэлементных двухполюсников, содержащий генератор прямоугольных импульсов, первая клемма выхода которого соединена последовательно с резистором, операционным усилителем, с первым входом блока обработки, с первым входом первого сумматора, выход которого является первым выходом преобразователя, причем вход и выход операционного усилителя являются клеммами. для подключения исследуемого многоэле- ментного двухполюсника, вторая клемма выхода генератора прямоугольных импульсов и неинвертирующий вход операционного усилителя соединены с общей шиной, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области исnîëüçîBàíèÿ за счет обеспечения измерения многоэлементных нерезонансных двухполюсников, введены и-1 сумматор и и-1 блоков обработки, где и — число, большее числа экспоненциальных составляющих переходной характеристики исследуемого многоэлементного двухполюсника, каждый блок обработки содержит блок деления, первый вход которого является первым входом блока обработки, соединенный последовательно с первым входом второго сумматора, и первым входом умножителя, выход которого является выходом блока обработки, а также блок формирования экспонент, первый и второй детекторы постоянной составляющей и блок с регулируемым коэффициентом передачи, входы которых обьединены и являются вторым входом блока обработки, который соединен с первой клеммой выхода генератора прямоугольных импульсов, причем выход блока формирования экспоненты соединен с вторыми входами блока деления и блока умножения, выходы первого и второго детекторов постоянной составляющей соединены соответственно с первым входом и выходом второго сумматора, выход блока с регулируемым коэффициентом передачи соединен с вторым входом второго сумматора, выход операционного усилителя соединен с вторыми входами и сумматоров, первые входы и-1 сумматоров соединены соответственно с первыми выходами и-2 блоков обработки, первые входы и-1 сумматоров соединены соответственно с выходом и-1 блока обработки, а выходы и-1 сумматоров соответственно являются п-1 выходами преобразователя, 1148087 . Составитель М.Зинин

Редактор M,Êoáûëÿícêàÿ Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2502 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101