Цифровая измерительная система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры

Цифровая измерительная система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЦИФРОВАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ . СИСТЕМА ДЛЯ. КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩЕЙ АППАРАТУРЫ, со держащая последовательно соединенные первый коммутатор, измерительный блок и блок аналого-цифрового преобразования, а также блок памяти и регистрирующее устройство, отличающаяся тем, что, с целью повышения производстельностй и точности измерений, измерительный блок вьшолнен в виде последовательно соединенных управляемого блока фильтров , измерительного детектора и второго коммутатора, а в систему введены формирователь импульсов, таймер , Микропроцессорньй блок, блок отображения, блок ввода данных с клавиатуры, блок сопряжения и магистраль данных, при этом вход управляемого блока фильтров является первым входом измерительного блока, подключенным к выходу первого коммутатора , выход второго коммутато-. ра является первым выходом измерительного блока, подключенным к входу блока аналого-цифрового преобразования , формирователь импульсов включен между входом измерительного, детектора и вторым входом второго коммутатора, второй вход формирователя импульсов соединен со счетным входом таймера и с входом блока сопряжения, первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая выходные шины которого соединены соответственно с входной шиной микропроцессорного блока, управляющими шинами блока аналого-цифрового преобразования , второго коммутатора, управляемого блока фильтров, первого коммутатора и с входной шиной регистрирующего устройства, первая, вторая , третья и четвертая выходные ши§ ны микропроцессорного блока подключены соответственно к входной шине таймера, первой входной шине блока отображения, в-ходной шине блока памяти и первой входной шине блока сопряжения , вторая входная щина которого соединена с выходной шиной блока аналого-цифрового преобразования, выходная шина блока памяти подключена к второй входной шине блока vj отображения, а двунаправленная данных блока сопряжения через Од магистраль данных связана с двуна4; . правленными шинами данных микропроцессорного блока, блока памяти, таймера и с выходной шиной блока ввода данных с клавиатуры. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок аналого-цифрового преобразования выполнен в виде последовательно соединенных блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя, выход которого является выходной шиной блока аналого-цифрового пре

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l31 ,j/

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3660595/18-10 (22) 09. 11.83 (46) 07. 10.84. Бюл. У 37 (72) Я.В. Пихлау, Э.P. Kpyyce и К.Я. Линдвере (53) 681. 325 (088. 8) (56) 1. Bucksbaum И.H. Complete

Guide fo Digital Tesf Equipment, Prentice-Hall, 1977, р. 55.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 809187, кл. G 06 F 15/00, 1981 (прототип). (54) (57) . 1. ЦИФРОВАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ

СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЦ!ЕИ АППАРАТУРЫ, содержащая последовательно соединенные первый коммутатор, измерительный блок и блок аналого-цифрового преобразования, а также блок памяти и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ. а я с я тем, что, с целью повышения производстельности и точности измерений, измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных управляемого блока филь- . тров, измерительного детектора и второго коммутатора, а в систему введены формирователь импульсов, таймер, Микропроцессорный блок, блок отображения, блок ввода данных с клавиатуры, блок сопряжения и магистраль данных, при этом вход управляемого блока фильтров является первым входом измерительного блока, подключенным к выходу первого коммутатора, выход второго коммутатора является первым выходом измерительного блока, подключенным к входу блока аналого-цифрового преобразования, формирователь импульсов,.80„„1117 44 A

3ур G 06 Р 15/00; G 11 В 27/36 включен между входом измерительного, детектора и вторым входом второго коммутатора, второй вход формирователя импульсов соединен со счетным входом таймера и с входом блока сопряжения, первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая выходные шины которого соединены соответственно с входной шиной микропроцессорного блока, управляющими шинами блока аналого-цифрового преобразова" ния, второго коммутатора, управляемого блока фильтров, первого коммутатора и с входной шиной регистрирующего устройства, первая, вторая третья и четвертая выходные шиУ е ны микропроцессорного блока подключены соответственно к входной шине таймера, первой входной шине блока отображения, входной шине блока памяти и первой входной шине блока со" пряжения, вторая входная шина которого соединена с выходной шиной блока аналого-цифрового преобразования, выходная шина блока памяти подключе- ь4 на к второй входной шине блока отображения,.а двунаправленная шина данных блока сопряжения через магистраль данных связана с двуна.правленными шинами данных микропроцессорного блока, блока памяти, таймера и с выходной шиной блока ввода данных с клавиатуры.

2. Система по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что блок аналого-цифрового преобразования выполнен.в виде последовательно сое" диненных блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя, выход которого является выходной шиной блока аналого-цифрового пре1117644 образования, а управляющая шина подключена к управляющим входам блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя.

3. Система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что управляемый блок фильтров выполнен в виде последовательно соединенных фильтров, третьего коммутатора и управляемого аттенюатора, выход которого является выходом управляемого блока фильтров, а управляющая шина последнего соединена с управляющими шинами третьего коммутатора и управляемого аттенюатора.

4. Система по пп. 1 — Э, о т л ич а ю щ а я с я тем, что блок памя" ти содержит оперативное запоминающее устройство и последовательно соединенные мультиплексор, постоянное запоминающее устройство и буферный блок, причем двунаправленная шина данных блока памяти соединена с числовой шиной оперативного запоминающего устройства, с первой входной шиной мультиплексора и с выходной шиной буферного блока, входная..шина блока памяти подключена к второй входной шине мультиплексора и к адресной шине оперативного запоминающего устройства, а входная шина буферного блока — к выходной шине блока памяти.

Изобретение относится к цифровой измерительной .технике и может быть использовано для проектирования автоматических измерительных систем для комплексного определения пара-5 метров звуковоспроизводящей аппаратуры, например, магнитофонов, злектропроигрывателей, диктофонов, кинематографической аппаратуры и других устройств подобного назначения. 1О

Известна цифровая измерительная система, содержащая соединенные определенным образом коммутатор,.измерительный блок, блок аналого-цифрового преобразования и устройство отображения данных (1) .

Данная система предназначена для использования в цифровом мультиметре, измеряющем ток, напряжение

:или сопротивление, и не позволяет 20 производить комплексные измерения и контроль параметров различной звуковоспроизводящей аппаратуры.

Наиболее близкой по технической 25 сущности к предлагаемой системе является цифровая измерительная система, содержащая коммутатор, выход которого подключен к информационному входу измерительного блока, соединенного выходом с входом блока аналого-цифрового преобразования, а также блоки памяти и регистрирующее устройство (2) ., 2

Недостаток известной системы заключается в том, что она не может обеспечить комплексных автоматических измерений параметров звуко- .

:воспроизводящей аппаратуры, поскольку в ней отсутствуют программно ор ганизованный контроль параметров и .диалоговый режим работы с использо,ванием клавиатуры и устройства отображения.

Целью изобретения является повышение производительности и.точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что цифровая измерительная система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры, содержащая последовательно соединен" ные первый коммутатор, измерительный блок и блок. аналого-цифрового преобразования, а также. блок памяти и регистрирующее устройство, измерительный блок, выполнен в виде последовательно соединенных управляемого блока фильтров, измерительного детектора и второго коммутатора, а в систему введены формирователь импульсов, таймер, микропроцессорный блок, блок отображения, блок ввода данных с клавиатуры, блок сопряжения и магистраль данных, при этом вход управляемого блока фильтров является первым входом измерительного блока, подключенным к выходу

1117644 первого коммутатора, выход второго коммутатора является первым выходом измерительного блока, подключенным к входу блока аналого-цифрового преобразования, формирователь импульсов включен между входом измерительного детектора и вторым входом второго коммутатора, второй выход формирователя импульсов соединен со счет:ным входом таймера и с входом блока 1п сопряжения, первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая выходные шины которого соединены соответственно с входной шиной микропроцессор-.

° ного блока,. управляющими шинами блока аналого-цифрового преобразования, второго коммутатора, управляемого блока фильтров, первого коммутатора и с входной шиной регистрирующего устройства, первая, вторая третья и четвертая выходные шины микропроцес-сорного блока подключены соответст" венно к входной шине таймера, первой входной шине блока отображения, входной шине блока памяти и первой 2 входной шине блока сопряжения, вторая входная шина которого соединена с .выходной шиной блока аналого-цифрового преобразования, выходная шина блока памяти подключена к второй входной шине блока отображения, а двунаправленная шина данных блока сопряжения через магистраль данных связана с двунаправленными шинами данных микропроцессорного блока, блока памяти, таймера и с выходной шиной блока ввода данных с клавиатуры.

Кроме того,, блок аналого-цифрового преобразования может быть выполнен в виде последовательно сое- -4О диненных блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя, выход которого является-выходной шиной блока аналого-цифрового преобразования, а управляющая шина под- 45 ключена к управляющим входам блока, выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя.

1 . Управляемый блок фильтров может быть выполнен в виде последова50 тельно соединенных фильтров, третьего коммутатора и управляемого аттенюа тора, .выход которого является выходом управляемого блока фильтров, а управляющая шина последнего соедине- на с управляющими шинами третьего коммутатора и управляемого аттенюатора.

Блок памяти содержит оперативное запоминающее устройство и последовательно соединенные мультиплексор, постоянное запоминающее устройство и буферный блок, причем двунаправленная шина данных блока памяти соединена с числовой шиной оперативного запоминающего устройства, с первой входной шиной мультиплексора и с выходной шиной буферного блока, входная шина блока памяти подключена к второй входной шине мультиплексора и к адресной шине оперативного запоминающего устройства, а выходная шина .буферного блока — к выходной шине блока памяти.

Возможность комплексного автоматического контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры обес! печивается введением программного измерения параметров аппаратуры с использованием микропроцессорной техники.

Ввод данных с использованием

Ф блока ввода данных с клавиатуры и при регистрации данных на экране дисплея может обеспечить диалоговый режим обмена данными и расширение функциональных возможностей использования аппаратуры для регистрации полученных данных, обеспечивается автоматическое измерение параметров аппаратуры по заранее заданной программе. Тем самым ускоряется процесс контроля параметров аппаратуры.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой измерительной системы; на фиг. 2 и 3 — то же, варианты выполнения: на фиг. 4 — одна из возможных программ расчета параметров звуковоспроизводящей аппаратуры (включая определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики тракта, детонации, параметров лентопротяжного механизма к т.п.};

Система содержит (фиг. 1-3) последовательно соединенные первый коммутатор l измерительный блок 2, блок

3 аналого-цифрового преобразования, а также блок 4 памяти, регистрирующее устройство 5, формирователь 6 импульсов, таймер 7, микропроцессорный блок 8, блок 9 отображения, блок

10 ввода данных с клавиатуры, блок

11 сопряжения, управляемый блок 12 фильтров, измерительный детектор 13, второй коммутатор 14, двунаправленную магистраль 15 данных, связанную

1117644

1О

30 через блок 11 сопряжения с блоком

16 выборки-хранения, аналого-цифровым преобразователем 17, фильтры 18, третий коммутатор 19 и управляемый аттенюатор 20, подключенные к одной 5 из выходных шин блока 11 сопряжения, последовательно соединенные мультиплексор 21, постоянное запоминающее устройство 22 (хранящее коды программ и отображаемых символов), а также оперативное запоминающее устройство 23 и;буферный блок 24 (с тремя устойчивыми состояниями), кото-. рые подключены соответственно к входной шине блока памяти и к выходу постоянного запоминающего устройства 22.

Использование в составе системы микропроцессора 8 и связь последнего через блок 11 сопряжения с различными по функциональному назначению управляемыми блоками (1,4,5,6,16,17,19 и 20) обеспечивают полностью автоматизированное выполнение всего комплекса измерений

25 параметров звукозаписывающей аппаратуры по программе (фиг. 4), хранимой в блоке 4 памяти.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания системы .следует автоматический самоконтроль параметров. Подпрограммы самоконтроля охватывают тесты оперативной памяти и подсчет контрольной

35 суммы для программной памяти. Результаты самоконтроля отображаются на экране блока 9 отображения, причем при возникновении неисправности дальнейшее выполнение программы прекращается. При положительных результатах самоконтроля производится дальнейшее выполнение программы, и устройство переходит в режим принятия начальных инструкций или данных от

45 оператора при помощи блока 10 ввода данных с клавиатуры. Диалог оператора с системой сопровождается выдачей соответствующей алфавитно-цифровой или графической информации на экран блока 9 отображения. При этом могут выдаваться параметры выполняемых програмй измерений, списоК граничных параметров, указания для.выполнения различных режимов измерений, изменяться число или последовательность отдельных этапов измерений, вводиться новые начальные условия и т.п. (фиг. 4).

По окончании подготовительного диалога на экране дисплея 9 появля ется указание о готовности системы для выполнения комплекса измерений, после чего включается Испытуемый объект (магнитофон или проигрыватель), снабженный специальной контрольно-измерительной лентой или пластинкой.

Для выполнения комплекса автоматических измерений указанные ленты или пластинки содержат также участки сигнала идентификации, которые расположены впереди пакетов испытательных сигналов. Например, пакету измерения неравномерности частотной характеристики предшествует сигналограмма идентификации с длительностью 1 с и с частотой 1 кГц и т.п. Данная осциллограмма обеспечивает возможность автоматического опознавания определенного измерительного цикла, что обеспечивает полностью автоматический процесс .дальнейших измерений.

Работу системы более подробно рассмотрим на примере измерения неравномерности частотной характеристики, уровня выходного сигнала, баланса и разделения стереоканалов в стереофонических магнитофонах или электропроигрывателях.

Опознавание сигнала идентификации обеспечивается формирователем

6 импульсов и таймером 7. Формирователь 6 импульсов преобразует синусоидальный сигнал идентификации в прямоугольные импульсы, подаваемые на счетный вход таймера 7, работающего в режиме измерения частоты. Состояние счетчиков таймера контролируется по программе микропроцессорным блоком 8 и при нахождении сигналограммы с определенной частотой (например, 1 кГц) система переходит в режим измерения соответствующих .параметров звуковоспроизводящего устройства. Программа измерений может содержать также подпрограмму для определения искажений сигнала. Для этого измеряемый сигнал коммутируется на второй вход коммутатора

14» и микропроцессорный блок может блокировать дальнейшую работу системы llpH наличии значительных искажений сигнала (например, обусловленных запыленностью звукоснимателя).

При автгматическом продолжении программы микропроцессорный блок 8

7 1117 переключает первый коммутатор 1 на определенный (например, левый) входной канал, производится выбор соответствующего данному измерению фильтра (корректирующего частотную ха5 рактеристику в области высоких частот согласно требованиям ГОСТА) и осуществляет управление работой аттенюатора 20, блока 16 выборкихранения (если он используется в сис-10 теме) и аналого-цифрового преобразователя 17. Измеряемые сигналы (например, левого канала), которые в процессе данных измерений обычно меняются в частотном диапазоне 0,520 кГц, анализируются микропроцессорным блоком 8, причем за основу расчетов принимается, как правило уровень сигнала .на частоте 1 кГц. На последней производится переключение на соседний (например, правый) канал и измерение соответствующего паразитного сигнала с целью определения степени разделения стереоканалов.

Далее по заданной программе производится измерение уровня сигнала (например, левого) канала на других принятых частотах (2, 5, 10, 15 и

20 кГц), а затем каналы меняются, и выполняется измерение уровня сиг30 нала на тех же частотах, но в другом канале (например, в правом). На частоте 1 кГц происходит также обратное переключение каналов для определения степени разделения по стереоканалам. На основании двух измерений на частоте 1 кГц определяется наихудшее разделение каналов, величина которого не должна превышать 20 дБ. По данным измерений на частоте 1 кГц при стандартной

40 колебательной скорости записи (5 см/с) определяется также уровень выходного сигнала и баланс каналов, величина которого не должна превышать 2 дБ. На основании предыду4 щего цикла измерений рассчитывается и неравномерность частотной характерис тики относительно уровня сигнала на частоте 1 кГц. Программа измерения указанных параметров заканчивается выводом результатов расчетов на регистрирующее устройство (печатающее устройство), а также на индикатор блока 9..

Аналогично продолжается измерение других параметров при других параметрах сигналов идентификации.

Для повышения точности измерений

644 о 8 программы могут содержать дополнительные алгоритмы (например, усреднение результатов многократных измерений), а также возможны различные аппаратурные модификации в пределах объема предлагаемой системы (например, изменение. постоянной времени детектора при определении отношения сигнал — шум тракта).

При необходимости вмешательства оператора для выполнения последующих измерений (напрнмер, при замене испытательной грампластинки или установке датчика для определения прижимной силы иглы звукоснимателя) на экране индикатора 9 появляется соответствующее указание.

На фиг. 2 и 3 показаны варианты реализации управляемого блока 12 фильтров и блока 4 памяти.

Коммутаторы системы могут быть реализованы на микросхемах типа

К561КП1 (двойной 4-канальный коммутатор), аттенюатор — на микросхеме

К572ПА2, а фильтры 18 состоят из активных фильтров, соответствующих по параметрам тем, которые должны быть измерены. При этом характеристики отдельных фильтров регламентированы соответствующими стандартами.- Например, при измерении неравномерности частотной характеристики требуется фильтр с коррекцией в высокочастотной области, при измерении детонации — фильтр с линейной передаточной характеристикой, при измерении надежности следования иглы по канавкам грампластинки — фильтр, пропускающий сигналы с частотами в . диапазоне 1,5-2,2 кГц и т.п.

Аналого-цифровой преобразователь

17 может быть также реализован на микросхемах (например, 10-разрядный преобразователь .типа К1113ПВ1), причем добавление блока 16 выборкихранения позволяет повысить точность преобразования тем, что уровень входного сигнала фиксируется в процессе преобразования его значе; ния в цифровой код. Измерительный детектор 13 является измерителем эффективного (среднеквадратичного) значения входного периодического сигнала, при этом с учетом логарифмической характеристики возможно сжатие диапазона изменения сигнала для обеспечения работы аналого-цифровых преобразователей с ограниченным

9 1117644 о 10 числом разрядов и для упрощения развертки телевизисчного индикаторасчетов логарифмического отношения ра) постоянное запомийающее устройдвух напряжений, требуемого в по- ство 22 адресуется через мультиплек " добных измерительных системах (рас- сор 21 от адресных выходов микрочет в дБ). процессорного блока 8, а выходные

На фиг. 3 представлен вариант реа- сигналы передаются через открытый бу лизации системы, позволяющей сов" ферный блок 24 в двунаправленную мещать функции программной памяти магистраль данных. Если микропрои знакогенератора устройства отобра- цессорный блок обращается для чтежения .(электроннолучевого дисплея} 1О ния к оперативному запоминающем минающему в одной микросхеме постоянного за- устройству 23, то выходы буферного поминающего устройства, что суще- блока 24 находятся -в третьем выходственно упрощает реализацию предла- ном состоянии (высокое выходное согаемой системы. В блок 22 (например, противление). репрограммируемом полупостоянном 15 Для реализации мультиплексора 21 запоминающем устройстве типа 573РФ2) могут быть использованы две микро. записываются как коды программ (на- схемы типа К555КП11, а в буферном блопример, в одной половине кнлобай- ке 24 - микросхема типа 589ИР12.Блок . та), так и коды отображаемых симво- 11 сопряжения может быть реализован лов (вторая половина килобайта). 2О на микросхемах программируемого интерфейса (например, на микросхемах тиВ режиме отображения информа- па К580ИК55). ции лок 9 (включающий индикатор на : Реализация предлагаемой системы б ( Ф электроннолучевой трубке) получает 1 обеспечивает значительный техникоинформацию от постоянного запоминаю- д экономический эффект поскольку щего устройства 22. При этом она ад-,сих пор отсутствовала возможность ресуется через мультиплексор 21 с комплексного автоматического измевыхода оперативного запоминающего рения.параметров эвуковоспроизводяустройства 23, а буферный блок 24 - щей айпаратуры. Использование систеизолирует выход постоянного зало- 30 мы значительно повышает производиминающего устройства 22 от магист- тельность измерений, точность,.снижарали 15 данных. ет общую стоимость измерительного

В режиме. обработки данных (на- комплекса, а также упрощает"его зкспример, в промежутках между кадрами плуатацию.

11 37644

1 3 47644

lll7644

ФигЗ

1117644 змерение и гармоники б каsanei и а

УО

cmon а ос чели лооамемя надежьосл и слобода ноя на клабиатуре на»альм данные не искажен ли сигнал ?

g0 Hem

Уд

Расчет Знака актисхейтинга я ег

Слк»г

В о данныз; инициализация

1.=я = 1»Гц

LR = 515 Гц да Нет

Cmon Нет

УО

Нет

Яа калибра ка измерителя

Влю »ение ьоильтра F zl

Ь*Я = 3150Гц

Аа измерение сиг»опа»еной исиг»оль»вй кан-и блючение рильтра F2

Включение рильтра Р5

Непг

fN Да

Расчет коэ р. игнал/помеха змерелие и рос н поранетрлд резо»а»со пюнармо

Иене рение

ИРЮКимнай СиЛЫ

УО УО

УО число печатаемых копид 12.5?

Измерение сигнала д канале L при

2,"20кГц

Нет

Измерение апорног

1 родня при lкГц б к. и помехи В»о»але гь1г Е искажен ли сигнал ?

Измерение сигнала б кан. R при 2...2дхГк

Печапгь результапюб

УО- дстройстбо отображения

Да б яиочение аеикьпьра ион. Опорного уробня

Вкл. ачльара F l

g0 щ ццП1Я Заказ 7221/33 ТиРаж 698 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектнаяь4

Сгяарт

3 резульпют самоконтроля пь южилелен 7

Аа неются ли

onu po ан ли измеритьь пракин сй сил

УО Яа

cmo ne» nu измеритель прижимнгои силы

Нако ивася ли солодка на. ачало дорожки о

Нет

УО

Непг .

L * 515 Гц

И л 5150Гц

ИЗМЕрЕуИЕ ОПОРьаzo урод»я при 1ИГч б канале L и помела б канале И

Рос «т »примет част. щюкт розде-, ения и баланса комолое

М берна ли фазиообка

Находится голобка»а наале дорожки

Не искаЯа жен ли, сигнал ?

Измерение скорости брошеная и Вето»оияи и

poc vein

Находится

nv голод»а на

Да»ачале дщьлкки?