Устройство для автоматического измерения коэффициента шума четырехполюсника

Устройство для автоматического измерения коэффициента шума четырехполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА, содержащее последовательно соединенные делитель напряжения, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, а также последовательно соединенные накапливающий сумматор и индикатор, причем управляющие выходы микропроцессора соединены с соответствующими входами делителя напряжения и накапливающего сумматора, от л ичающееся тем, что с целью повышения быстродействия, в него введен дешифратор, вход которого соединен с информационным выходом микропроцессора, а выход - с информационным входом накапливающего сумматора . (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И G 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3661321/24-21 (22) 05. 11 ° 83 (46) 15.06.85. Бюп. № 22 (72) Э.А. Хенкин, С.А. Плахотнюк и Э.Д. Поликарпов (71) Воронежский политехнический институт (53) 621.317.75 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 299809, кл. С 01 R 29/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3505581/21, кл. G 01 R 29/26, 1982 (прототип) . (54)(57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ШУМА ЧЕТЫРЕХПОЛ10С НИКА, содержащее

„„SU„„11 1903 A последовательно . соединенные делитель напряжения, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, а также последовательно соединенные накапливающий сумматор и индикатор, причем управляющие выходы микропроцессора соединены с соответствующими входами делителя напряжения и накапливающего сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен дешифратор, вход которого соединен с информационным выходом микропроцессора, а выход — с информационным входом накапливающего сумматора.

1161903 2

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для автоматического измерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее последовательно .соединенные делитель напряжения,,аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, а также последовательно соединенные накапливающий сумматор и индикатор, причем управляющие выходы микропроцессора соедиИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения коэффициента шума четырехполюсника с расширенным диапазоном 5 величины измеряемых сигналов, Известно устройство для измерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее источник опорного напряжения, полосовой усили- 10 тель, пороговую схему, счетчик импульсов, генератор калибровочного напряжения, интегратор, формирователь импульсов и измеритепь временных интервалов P) .

Данное устройство, по существу, не измеряет коэффициент шума, а лишь сравнивает его с определенным значением, т. е. осуществляет разбраковку,что связано с кванто- щ ванием шумового сигнала всего на два уровня.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического иэ- 25 мерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее последовательно соединенные делитель напряжения, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, накапливающий сум- 511 матор и индикатор, причем управляющие выходы микропроцессора соединены с соответствующими входами делителя напряжения и накапливающего сумматора f2).

Недостатком этого устройства является относительно низкое быстродействие, обусловленное значительным временем, необходимым для организации в микропроцессоре возведения в квадрат числе, соответствующих мгновенным значениям шумового напряжения, а также умножения этих чисел на коэффициент, учитывающий изменение коэффициента передачи делителя напря 45 жения. нены с соответствующими входами делителя напряжения и накапливающего сумматора, введен дешифратор, вход которого соединен с информационным выходом микропроцессора, а выход— с информационным входом накапливающего сумматора.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит делитель 1 напряжения, вход которого соединен с клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 2, микропроцессор 3, дешифратор 4, накапливающий сумматор 5 и индикатор 6.

Устройство работает следующим образом.

На вход делителя 1 напряжения подается шумовое напряжение, соответствующее коэффициенту шума исследуемого четырехполюсника. Коэффициент передачи делителя 1 напряжения дискретно изменяется по управляющим командам микропроцессора 3. В начальный момент времени коэффициент передачи делителя 1 напряжения максимален. Сигнал с делителя 1 напряжения поступает иа аналого-цифровой преобразователь 2, где преобразует-. ся в цифровой код, поступающий на обработку. в микропроцессор 3. Если напряжение на входе аналого-цифрового преобразователя 2 превышает

его максимальный порог, микропроцессор 3 подает команду на делитель

1 напряжения, коэффициент передачи которого при этом уменьшается в 2 раза (в течение процесса измерения может быть подано несколько таких команд), благодаря чему сигнал на входе аналого-цифрового преобразователя 2 приводится в диапазон, в котором погрешность измерения минимальна. При этом коэффициент передачи делителя 1 напряжения равен где п — число управляющих команд, поступающих на делитель 1 напряжения.

Так как характеристика квантования аналого-цифрового преобразователя 2 нелинейна с отношением соседних уровней квантования, равным 12 цифровой код М1 на его выходе пропорционален логарифму по этому осно.

11б1 ванию напряжения на его выходе и отличается от логарифма напряжения на входе делителя 1 напряжения на величину и

М,- Е. Г2О,„„ „=Е. 42 (U Ä K ) = . (1åõ 11

° Ра 42 (у а)= ба(Е Бах-ау, где Us

Вх дЦ11 — напряжение на входе аналого-цифрового преобразователя 2, U 8 напряжение на входе делителя 1 напряжения.

Для. учета изменения коэффициен.та передачи делителя 1 напряжения микропроцессор 3 суммирует число, соответствующее мгновенному значению шумового напряжения, с числом, равным количеству управляющих команд, поступающих на делитель 1. напряжения, поэтому цифровой код M на выходе микропроцессора 3 пропорционален логарифму напряжения на входе делителя 1 напряжения

15

25

М =Юо(42 Оьх

Цифровой код с выхода микропроцессора 3 поступает на дешифратор 4, который осуществляет преобразование вида

М 1о НО а)(2

5 Bx r

35 т.е. цифровой код М, .на выходе дешифратора 4 пропорционален квадратору входного сигнала.

С выхода дешифратора 4 цифровой код поступает на накапливающий сумматор 5, который по команде микропроцессора 3 суммирует его со своим содержимым (в начале цикла измерения по команде микропроцессора

3 содержимое накапливающего сумматора 5 приравнивается О) . В конце процесса измерения, т.е . после обработки заданного количества отсчетов шумового сигнала, по команде микропроцессора 3 число, пропорциональное коэффициенту шума исследуемого четырехполюсника, поступает

903 4 с накапливающего сумматора 5 на индикатор 6.

В силу свойств шумового сигнала при обработке большого количества выборок точность результата измерения весьма высока даже при малом количестве разрядов аналого-цифрового преобразователя 2 (так, при измене- . нии измеряемых значений коэффициента шума в 10 раз при использовании

3-разрядного аналого-цифрового преобразователя 2 погрешность не превышает 27. при неизменном коэффициенте передачи делителя 1 напряжения) .

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить быстродействие, так как в связи с низким быстродействием микропроцессора при выполнении операции умножения в предлагаемом устройстве указанная операция вынесена из микропроцессора и фактически выполняется дополнительно введенным дешифра ором и аналого-цифровым преобразователем с нелинейной характеристикой квантования, а эти блоки обрабатывают сигнал практически мгновенно (так как оба устройства комбинационные и быстродействие их ограничено лишь внутренней задержкой распространения сигнала)., Кроме того, применение аналого-цифрового преобразователя с нелинейной характеристикой квантования позволило заменить операцию умножения при учете изменения коэффициента передачи делителя напряжения однократным суммированием, которое выполняется в указанной программе в течение 9 тактов, а вся часть программы, обрабатывающая один отсчет составляет 147 тактов, что значительно меньше, чем в устройствепрототипе, в котором длина части программы, обрабатывающей один отсчет, составляет 711 тактов, из которых операции возведения в квадрат и умножения на коэффициент,учитывающий изменение коэффициента передачи делителя напряжения, занимает от 342 до 552 тактов (в зависимости от числа коррекций коэффици- ента передачи делителя).