Устройство для контроля параметров амплитудно-частотной характеристики четырехполюсника

Устройство для контроля параметров амплитудно-частотной характеристики четырехполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (ll) 3(5I) G 01 R 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ к втсн скому свидетяльствм (21) 3620503/24-21 (22) 13.07.83 (46) 15.12.84. Бюл. )) 46 (72). Н.A.Êîìèññàðîâ и F).È.Ïàêñîí (53) 621.317.757 (.088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 978076, кл. G 01 I) 27/28, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 938205,кл. G 01 I(27/28,1980 (пРототип) . (54)(57) устРойство .Для конгРоля

IIAPANETPOB АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХА-:, РАКТЕРИСТИКИ ЧЕТЫРЕХПОЛИСНИКА, содержащее управляемый генератор,.выходом соединенный с первой выход- . ной клеммой устройства, а входом— с выходом задатчика кода частоты, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами блока управления, измеритель частоты, входом соединенный с вторым выходом управляемого генератора, последовательно соединенные преобразователь напряжение - код, суммирующий регистр и первый делительный блок, вход преобразователя напряжение — код соединен с входной клеммой устройства, первый вычитающий блок, один из входов которого соединен с выходом эадатчика кода номинального уровня, а выход — с одним из входов первого блока сравнения, вторым входом соединенного с выходом задатчика кода. допуска, и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены три суммирующих регистра, три запоминающих регистра, три блока. сравнения, два регистра; три делительных блока, блок памяти и управления режимами замера, второй вычитающий блок, формирователь управляющих сигналов.и задатчик допустимых значений неравномерности, при этом второй суммирующий регистр через второй делительный блок соединен с вторым входом первого вычитающего блока, второй выход второго делительного блока, соединен с.одним иэ входов индикатора, второй и третий выходы преобразователя напряжение— код, выполненный с. дополнительными выходами, подключены к входам соответственно первого и второго запоминающих регистров, первый выход первого запоминающего регистра через последовательно соединенные первый регистр.и третий суммирующий регистр подключены к одному из входов третьего делительного блока, второй выход первого запоминающего регистра через последовательно соединенные второй регистр и четвертый суммирующий Q регистр подключен к одному из входов четвертого делительного блока, третий выход первого запоминающего регистра соединен с одним иэ вкодов второго блока сравнения, выполненного с двумя двунаправленными ши-Я нами "Ввод — вывод", первая из которых соединена с двунаправленной, шиной первого запоминающего регистРа> а вторая — с двунаправленной шиной второго запоминающего регистра, первые выходы третьего и четвертого делительных блоков соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока, выход которого соединен с вторым входом индикатора и с одним иэ входов третьего блока сравнения, вторым входом соединенного с выходом задатчика допустимых значений .неравномерности, а первым выходом — с третьим входом индикатора, а вторым выходом через Формирователь управляющих (". гналов — с второй выходной клеммбй устройства, вторые выходы третьего и четвертого делительных блоков подключены к соответствующим входам блока памяти и управления режимами замера, первый выход которого через третий запоминающий регистр соединен с вторым вхо11295 56 дом четвертого блока сравнения, а второй выход — с вторым входом измерителя частоты, третий вход которого. соединен с вЫходом четвертого блока сравнения, а выход — с четвертым входом индикатора, пятый вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, вторые и тактовые входы делительных блоков, входы режима работы и тактовые входы первого и второго запоминающих регистров, за :5 и значений частот в экстремумах АЧХ.

Цель изобретения — расширение

Зо

45

Изобретение относится к технике измерений параметров амплитудно-частотной характеристики (ЛЧХ) четырехполюсника и может быть использовано для измерения и допускового контроля среднего значения и неравномернос ти АЧХ в заданной полосе частот, а также для измерения частот в точках максимального,и минимального значений АЧХ, Известен измеритель частотных характеристик четырехполюсника, содержащий задатчик кода частоты, блок перестраиваемых частот, аттенюатор, коммутируемый детектор, аналогоцифровой преобразователь; двоичный счетчик, блок стробирования и индикатор (1) .

Недостатком этого измерителя является невозможность измерения нЕравномерности АЧХ и частоты в точках экстремумов ЛЧХ в заданной полосе частот.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство.для допускового контроля ЛЧХ четырехполюсников, содержащее последовательно соединенные задатчик кода номинального уровня, цифровой вычитающий блок1, блок сравнения кодов, блок управления, задат чик кода частоты и управляемый гене ратор, вход которого подключен к одной иэ входных клемм устройства, греобраэователь напряжение — код, выход которого соединен с входом индикатора результата, эадатчик кода допуска, выходом соединенный с вторым входом блока сравнения а входом — с выходом задатчика кода частоты и с втсрым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к управляющему входу преобразователя напряжение — код, индикатор частоты, входом соединенный с контрольным выходом задатчика кода частоты, коммутатора и последовательно соединенных регистра и цифрового делительного блока t2j . датчика допустимых значений неравномерности, второго блока сравнения, блока памяти и управления режимами замера,и тактовые входы преобразователя напряжение - код, суммирующих регистров, третьего запоминающего регистра, вычитающих блоков, регистров, третьего и четвертого блоков сравнения и индикатора соединены с соответствующими выходами блока управления.

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью измерения неравномерности АЧХ функциональных возможностей устройств а.

Бель достигается тем, что в устройство для контроля параметров АЧХ четырехполюсника, содержащее ynpasляемый генератор, выходом соединенный с первой выходной клеммой устройства, а входом - с выходом задатчика кода частоты, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами блока управления, измеритель частоты, Входом соединенный с вторым выходом управляемого . генератора, последовательно соеди .. ненные преобразователь напряжение— код, суммирующий регистр и -первый делительный блок, вход преобразователя напряжение - код соединен с входной клеммой устройства, первый вычитающий блок, один иэ входов которого соединен с выходом задатчика кода номинального уровня, а выход— с одним из входов первого блока сравнения, вторым входом соединенного с выходом задатчика кода допуска, и индикатор,. дополнительно введены три суммирующих регистра, три запоминающих регистра, три блока сравнения, два регистра, три дели35 тельных блока, блок памяти и управления режимами замера, второй вычитающий блок, формирователь управляЮщих сигналов и задатчик допустимых значений неравномерности, при этом второй суммирующий регистр через второй делительный блок соединен с вторым входом первого вычитающего блока, второй выход второго делительного блока соединен с одним иэ входов индикатора, второй и третий выходы преобразователя напряжение— код, выполненный с дополнительны1129556

65 параметры. ми выходами, подключены к входам соответственно первого и второго за.поминающих регистров, первый выход первого запоминающего регистра чеi реэ последовательно соединенные первый регистр и третий суммирующий регистр подключен к одному из входов третьего делительного блока, второй выход первого запоминающего регистра через последовательно соединенные .второй регистр и четвертый суммирую,щий регистр подключен к одному из входов четвертого делительного блока, третий выход первого запоминающего регистра соединен с.одним из .входов второго блока сравнения, . 15

-выполненного с двумя двунаправленными шинами "Ввод — вывод", первая. из которых соединена с двунаправленной шиной первого запоминающего регистра,. а вторая — с двунаправленной шиной второго запоминающего регистра первые выходы третьего и .четвертого делительных блоков соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока, выход которого соединен с вторым входом индикатора и с одним из входов третьего блока сравнения, вторым входом соединенного с выходом задатчика допустимых значений неравномерности, а первым выходом — с третьим входом индикатора, а вторым выходом через формирователь управляющих сигналов — с вто.рой выходной клеммой устройства, вто рые выходы третьего и четвертого делительных блоков подключены к соответствующим входам блока памяти и управления режимами замера, первый .выход которого через третий запоминающий регистр соединен с вторым входом четвертого блока сравнения, а 40 второй выход — с вторым входом измерителя частоты, третий :вход которого соединен с выходом четвертого блока сравнения, а выход — с четвертым входом индикатора, пятый вход 45 которого подключен к выходу первого блока сравнения, вторые и тактовые входы делительных блоков, входы режима работы и тактовые входы первого и второго запоминающих регистров, за- 50 датчика допустимых значений неравномерности, второго блока сравнения, блока памяти и управления режимами замера и тактовые входы преобразователя напряжение — код, суммирующих регистров, третьего запоминающего регистра, вычитающих блоков, регистров, третьего и четвертого блоков. сравнения и индикатора соединены с соответствующими выходами блока управления. 60

На фиг.1 приведена блок- схема устройства, на фиг.2 — АЧХ исследуемого четырехполюсника и ее контролируемые

Устройство (Anr.1) содержит исследуемый четырехполюсник 1, управляемый генератор 2, управляющий вход которого соединен с выходом эадатчика 3 кода частоты, преобразователь 4 напряжение — код, первый выход которого соединен с входом первого суммирующего регистра 5, первый дели тельный блок 6, выход которого соединен с входом второго суммирующего регистра 7, второй делительный блок 8, индикатор 9, вычитающий блок 10, второй вход которого соединен с входом задатчика 11 кода номинального уровня," первый блок 12 сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика 13 кода допуска, формирователь 14 управляющих сигналов, первый запоминающий ре-" гистр 15, первый н второй выходы которого соединены с соответствующими входами регистров 16 и 17, а третий выход — с одним иэ входов второго блока 18 сравнения, третий и четвертый суммирующие регистры 19 и 20, третий и четвертый делительные блоки 21 и 22, первые выходы которых соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока 23, выход которого подключен к одному из входов третьего блока 24 сравнения и второму входу индикатора 9, эадат.чик 25 допустимых значений неравномерности, выход которого соединен с вторым входом третьего блока 24 сравнения,второй запоминающий регистр 26, выход которого соединен с одним из входов четвертого блока 27 сравне ния, второй вход последнего соединен с выходом третьего запоминающего регистра 28, блок 29 памяти и управления режимами замера, измеритель 30 частоты, блок 31 управления, первая 32 и вторая 33 выходные клеммы устройства и входная 34 клемма устройства.

Для пояснения работы устройства (фиг.21 приведены следующие обозначения: моменты времени замера АЧХ (i 1-n) эа цикл замера, 1 ; — тактовые импульсы, соответствующие момент времени окончания од) ного цикла замера (g =. 1-m};

Тактовые импульсы, соответствующие tj .

Т вЂ” тактовые импульсы, соответствующие окончанию интервала замера .n — количество замеров за время одного цикла контроля, m — количество циклов контроля в полосе частот nf, .

П„ „ — максимальное значение АЧХ за один цикл контроля, Ц;„ — минимальное значение ЛЧХ за один цикл контроля

1129556

U — среднее значение АЧХ за инСрЕ н. аМ, тервал замера, номинальное заданное значеном. »* ние АЧХ четирехполвсника, Ын,1,А,„, — ДОПУСТИМОЕ ЗНаЧЕНИЕ ОТКЛОНЕния, UHepаее, — дОПУСтИМая НЕраВНОМЕрНОСтЬ

АЧХ четырехполюсника, U eð.„„, — неРавномеРность АЧХ, замеренная в полосе частот, уровень АЧХ четырехполюсника в момент средний уровейь АЧХ четырех) зам, В полюсника за цикл замера, aU„»,. „- Разность между U, и U„,„ — частота управляемого генера-15 тора в точке измерения

Устройство работает следующим образом.

П осле включения питания на устройство нажатием кнопки "Исходное" (не показано) все устройство переводится в исходное состояние. Затем с помощью органов блока 31 управления задается значение номиналов средней частоты полосы af = f -f., в которой

25 и должна контролироваться АЧХ исследуемого четырехполвсника 1.с заданной дискретностью и и с временем на один. цикл контроля „ = t„-t,, периодом времени осреднения реэульта- ЗО тов замера С = „-,, где н1 — число замеров. Исходя из этого, блок 31 управления вырабатывает тактовые импульсы T, Т;, T, n, mi соответствующие вйбрайному бежиму измерений.35

Первыми импульсами Т„, Т;, Т производится обнуление регистров 5 и 7, делительных блоков 6 и 8, задатчика 3 кода частоты, преобразователя 4 напряжение — код, задатчика 11 кода 4Q номинального уровня, вычитавщего блока 10, блока 12 сравнения, задатчика 13 кода допуска, Формирователя 1.4 управляющих сигналов, регистров 15, 16,17,19,20,26,28,блоков 18,24,27 45 сравнения,делительных блоков 21 и 22, вычитавщего блока 23, эадатчика 25 неравномерности, блока 29 памяти и управления режимами замера, индикатора 9, что исключает возможность ошибки при первом замере. С выхода лока 31 импульсы и сигналы df, T !

Т поступают на задатчик 3 кода ,астоты, который управляет работой управляемого генератора 2. С выхода управляемого генератора 2 модулиророванные высокочастотные can íàëû с заданными параметрами подаются на вход четырехполюсника 1. Получаемый на выходе исследуемого четырехполюсника 1 сигнал с частотой f подается 60 б 1 на вход блока преобразователя 4 напряжение — код, в котором после.детектирования преобразуется в двоичный код U, „, соответствующий амплитуде входйого сигнала. Полученный 65 код U ц по тактовому импульсу Т, с трех ar.бходов преобразователя 4 напряжение — код переписывается на три регистра — на суммирующий регистр 5 и регистры 15 и 26, где они запоминаются до следующего такта, а счетчики преобразователя 4 напряжение — гб; код обнуляются,и заполняются результатом следующего замера, Двоичный кОд Б1 а„, записанный в регистр 5, складывается с каждым значением, полученным в следующем такте измерения Т, . Таким образом, за время одного цикла замеров kt = t„„-t< в регистре 5 образуется сумма,, Б;, „.

IIocJie тактового импульса Т„, которому соответствует частота fï управляемого генератора 2, на регйстр 5.от блока 31 поступает тактовый импульс и

Т>, по которому сумма, - 0; „.пере1-1 писывается в делительный блок 6, где производится деление на число и, поступающее от блока 31. Выходное напряжение с .блока, равное U „ записывается в регистр 7. 3а перйод усреднения в регистре 7 образуется

Ill сумма У; „, которая по сигналу

11

T от блока 31, определяющему отрезок времени, за который производится усреднение результата измерения, переписывается в блок 8, где делится на число m. Выходное напряжение блока 8, равное U « »„, с первого выхода поступает на индикатор 9, где высвечивается среднее значение АЧХ исследуемого четырехполюсника 1, à с второго выхода делительного блока 8

U,ре а, поступает на вход вычитающего блока 10, на который также поступает сигнал T от блока 31, по которому на вычитавщий блок 10 от эадатчика 11 кода номинального уровня-вводится код Оно.1ад. С выхода вычитающего блока 10 код разности

Ацном = UcpeAg. зам Оном м постУпает на блок 12 сравнения, на второй вход которого подается с эадатчика 13 кода допуска код допустимого значения отклонения hU о„. С первого выхода блока 12 сравйейия на индикатор 9 поступает сигнал "Да", если разность между aU дП„о„ ь О, и сигнал нНет", если Щ„, „,„ — kU о„с йO. с второго выхода блока 12 сравнения, если разность а О, сигнал поступает в Формирователь 14 управляющих сигналов, который производит коррекцию параметров исследуемого четырехполюсника 1 по управляющему входу так, чтобы рйзность аПн, bU ном: была В 0.

:Измерение и контроль неравномерности АЧХ исследуемого четырехполюсника 1 производится следующим образом.

1129556

При установке на блоке 31 режима

"Измерения неравномерности АЧХ" на регистр 15, второй блок 18 сравнения, блок 29 памяти и управления режимами замера, эадатчик 25 неравномерности, регистр 26 поступает сигнал

"Реж. дц„ее ", по которому вьпаиперечисленные блоки производятся в исходное состояние и подготавливаются к приему информации, По каждому такту T в регистры 15 и 26 с соответствующих выходов преобразователя 4 напряжение — код записывается значение ц; „. Записанный в регистр 15 код ц;, „ вводится в блок 18 сравнения, по каждому по-..15 следующему такту, соответственно, сравнивается с U „, записанным в регистре 17. Если код числа

>tJ;„g„, то Ui „ списывается, а в регистр 17 записывается ц;»„„. Если же 20

Ut „<ц;„, „, то код числа ц; „„ сравнивается с кодом числа ц; „, хранящимся в регистре 16. При условии ц; „< сц;;„ код числа U ;„ списывается, а код числа ц; „ записывается в ре- 25 гистр 16. Еслй же ц;, „>tJ; хранящегося в регистре 16, то код числа

U< „ списывается из регистра 15 и он подготавливается к приему кода числа результата измерения по такту Т;„ . В исходном состоянии регистры 16 и 17 обнулены и числа U; „и ц;„;;„ равны нулю. Чозтому в первом такте работы в регистр 17 записывается код ц»»,»„, который в следующем такте. выступает в качестве кода ц;„ „. З5

Первое же число U1 „, полученное прй замерах по следующим тактам,. значение которого ц; „с ц „, записывается в регистр 16 и в следующем такте служит в качестве числа ц; ;„. B pe- 40 зультате выбранной логики работы блока 18 сравнения в конце цикла замера в регистре 17 оказывается записанным значение ц,„, соответствующее максимальной амплитуд изме- 45 ренного сигнала на выходе исследуемого четырехполюсника 1, а в регистре 16 — ц ;„, соответствующее минимальнс и амплитуде измеренного сиг-, нала на выходе исследуемого четырех- 50 полюсника 1 за один и тот же цикл измерений. После завершения каждого цикла качания частоты в заданной полосе на регистры 16 и 17 поступают тактовые импульсы Т от бло1 .ка 31, по которым число U с регистра 17 переписывается в суммирую"

- щий регистр 20, а число U ;„c регистра 16 переписывается в ре" гистр 19, а регистры 16 и 17 обнуляются и подготавливаются к следующему циклу измерений. В регистрах 19 и 20 происходит суммирование чисел

U> » и ц ;„ соответственно, поступающих в регистры по тактам Т> за выбранный период осреднения реэуль- 65 татов измерений, до поступления такта Т . В регистре 20 образуется сумill ма .X tJ, а в регистре 19 — сум 1 mQy»

fll ма Е ц ;„. Чри поступлении такта 1 =1

Т от блока 31 сумма из регистра 20 переписывается в блок 22, а сумма из регистра 19 — в блок 31, С выходов блоков 21 и 22 снимаются сигналы Цпщ» сре* . и Umiak сред сООтветственно °

С первых вйходов блоков 21 и 22 и U;, поступают на первый и второй входы вычитающего блока 23, вторые входы блоков 21 и 22 соединены с соответствующими входами блока 29 памяти и управления режимами замера, д запоминаются.

В вычитающем блоке 23 нахопится разность ц»ер. 1ам. ц,,а» ер. ц „;„ср, равная неравномерности АЧХ исследуемого четырехполюсника 1 в полосе частот

Jtf. Значение цне,„в двоичном коде : поступает на ийдикатор 9, где высвечивается в десятичном коде, а также на первый вход блока 24 сравнения, на второй вход которого постуПаЕТ КОД ЧИСЛа инер.дОп От ЭаДатЧИка 25 неравномерности. В блоке 24 сравнения происходит сравнение чисел 11нер»н, и Цнер. дон. ° Чри услОвии

11нер, ам ц»ер *о» На индикатор 9 и Форми рователь 14 управляющих сигналов поступает сигнал "Да", означающий, что неравномерность исследуемого четырехполюсника 1 находится в задачном пределе. Если же цнердо„.ц„ее qoMi то на индикатор 9 и формирователь 14 управляющих сигналов поступает сигнал

"Нет" и формирователь 14 управляющих сигналов вырабатывает сигнал, корректирующий параметры исследуемого четырехполюсника 1 соответствующим образом. Определение частоты, управляемого генератора 2 в экстремальных точках происходит так. Блоку 29 памяти и управления режимами замера задается соответствующий режим от блока 31. В этом случае в регистре 28 из блока 29 памяти и управления режимами замера вводится код числа Ui..рд». КОТОР и ОбновлЯетсЯ по каждому такту Т»„. В регистр .26 по каждому такту поступает код числа ц; „ и запоминается до следующего такта. В блоке 27 сравнения.происходит сравнение кодов чисел U, „„

И 1 Н» р ЧрИ УСЛОВИИ ц qyМ 11; сре* В блоке 27 сравнения вырабатывается стробирующий сигнал, подключающий на вход измерителя 30 частоты второй выход управляемого генератора 2.

Измеритель 30 частоты производит измерение частоты генератора 2 в данном такте 1;, а измеренное значение частоты поступает на индикатор 9. Измеренное значение частоты соответствует частоте сигнала, при

1129556

Тр

Тр

Тр т котором имеет место максимальное значение АЧХ исследуемого четырехполюсника 1. Аналогично производится измерение частоты управляемого генератора 2 при0;;„ только в этом случае по сигналу от блока 31 в регистр 28 из блока 29 памяти и управления режимами замера вводится числоЦ,„„„,, которое также обновляется и запоминается блоком 29 памяти и управления режимами замера по каждому такту T . при этом вход измерителя 30 частоты подключается к выходу управляемого генератбра 2 при условии Ц; „0;,„;„,,„. Измеренное значение частоты поступает на индикатор 9. Частота сигнала соответствует минимальному значению АЧХ исследуемого четырехполюсннка 1.

Устройство позволяет определить среднее значение АЧХ в заданной полосе частот; автоматический контроль соответствия среднего значения ЛЧХ по заданному номинальному значению; неравномерность АЧХ в заданной поло се.частот; автоматический контроль

10 на соответствие неравномерности АЧХ заданному значению неравномерности в заданной полосе частот, экстремальные значения АЧХ и соответствующие им частоты измерительного curf5 нала.

1129556

Редактор Н.Кяитулинец;.

" Заказ 9445/36 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МобМва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

u „»

"урюк и

0mle j

Составитель Л.Иуранов

Техред Л. Микеш Корректор О.Луговая