Устройство для измерения полосы пропускания четырехполюсника

Устройство для измерения полосы пропускания четырехполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ< 900218

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допол н и тел ьн ое к а вт. с вид- ву (22) Заявлено 03.01.80 (21) 2861092/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.01 82. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 26.01.82 (5! )М. Кл.

G Ol P 27/28

Риударстеенный комнтет

СССР ао делам изобретений н открытнй (53) УДК 621, ° 3 17.757 (088.8) Б. А, Юдович (72) Автор изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОСЫ

ПРОПУСКАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА

Изобретение относится к технике измерений частотных характеристик и может быть использовано для измерения ширины полосы пропускания четырехполюсника .

Известно устройство для автоматического измерения ширины полосы пропускания четырехполюсника, содержащее гене- ратор качающейся частоты, блок индикации коэффициента передачи, блок формирования частотных меток, блок измерения начальной частоты полосы пропускания, блок измерения ширины полосы пропускания и блок индикации (l $

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения ширины полосы пропускания, обусловленная дискретностью частотных меток.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является измеритель частотных характеристик, содержащий генератор пилообразного напряжения, генератор качающейся частоты, исследуемый четырехполюсник, блок индикации коэффициента передачи, блок импульсов отсчета полосы, два электронных ключа, сумматор, два триггера, блок замедления скорости развертки, блок управления частотой, два счетчика и два блока формирования частотных меток (2).

Однако это устройство имеет низкую точность измерения, обусловленную погрешностями отсчета начала полосы пропускания.

Цель изобретения - повышение точности измерений полосы пропускания четырехполюсника.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, генератор качающейся частоты и. один из входных зажимов устройства, второй входной зажим которого соединен с первым входом блока индикапии коэффициента передачи, второй вход которого подключен к выходу генератора

900218 качающейся частоты и к входу первого блока формирования частотных меток, выходол< соединенного с первым входом триггера, второй блок формирования частотных меток, ключ, блок формирования импульсов отсчета полосы, входом соединенный с выходом блока индикации коэффициента передачи, и счетчик, введены блок измерений частоты биений, элементы

ИЛИ и И, при этом выход опорных частот первого блока формирования частотных меток соединен с первым входом второго блока формирования частотных меток, а выход частоты биений первого блока формирования частотных меток подключен к второму входу второго блока формирования частотных меток и к одному из входов ключа, второй вход которого соединен с выходом частоты биений второго блока формирования частотных меток, а выход ключа подключен к одному иэ входов блока измерения частоты биений, а управляющий вход ключа соединен с выходом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго блока формирования частотных меток и с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом триггера, а выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу блока измерения частоты биений и к одному иэ входов элемента

И, выходом соединенного с входом счетчика, а вторым входом — с входом блока формирования импульсов отсчета полосы, первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения, а второй его выход соединен с вторым входом блока измерения частоты биений, а третий его выход соединен с третьим входом триггера и с третьим входом блока измерения частоты биений.

55

Кроме того, первый блок формирования частотных меток выполнен в виде смесителя, опорный вход которого соединен с выходом генератора спектра, а выход смесителя через первый фильтр нижних частот подключен к входу первого формирователя частотных меток, а второй блок формирования частотных меток выполнен в виде смесителя, опорный вход которого подключен к выходу делителя частоты на два, а выход смесителя через второй фильтр нижних частот соединен с входом второго формирователя частотных меток.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов в некоторых точках блок-схемы устройства, 5

1

Устройство содержит генератор I. пилообраэного напряжения (ГПН), генератор

2 качающейся частоты (ГКЧ), генератор

3 .спектра, первый смеситель 4, формирователь 5 частотных меток, элемент совпадения И 6, счетчик 7, блок 8 индикации коэффициента передачи, исследуемый четырехполюсннк 9, первый фильтр 10 нижних частот (ФНЧ), второй смеситель

1 1, второй ФНЧ 1 2, второй формирователь 13 частотных меток, триггер 14, ключ 15, блок 16 измерения частоты биений, делитель 17 частоты на два, элемент ИЛИ 18, формирователь 19 импульсов отсчета полосы, первый и второй блоки формирования частотных меток 20 и

21 и первый и второй входные зажимы устройства 22 и 23.

Устройство работает следующим образом.

ГПН 1 вырабатывает пилообразное на- пряжение, которое перестраивает частоту

ГКЧ 2 по линейному .закону. Выходной сигнал ГКЧ 2 смешивается в .смесителе

4 с гармониками опорной кварцованной частоты 1 л в, вырабатываемыми генератором 3 спектра. Выходной сигнал смесителя 4 пропускается через ФНЧ 10, имеющий частоту среза, равную /2 на формирователь 5 частотных меток, вырабатывающий импульсы основных частотных меток в моменты перехода частоты

ГКЧ 2 через гармоники опорной частоты, На вход делителя 17 частоты на два по. дается опорная частота ê а его выходной сигнал с частотой g1 /2 смеши вается в смесителе 11 с выходным сигналом первого ФНЧ 10. Выходной сигнал смесителя 11 пропускается через второй

ФНЧ 12, имеющий частоту среза, равную ив/2, на формирователь 13 частотных меток, вырабатывающий импульсы вспомогательных частотных меток, отстающие по частоте от импульсов основных частотных меток на величину к>/2. Импульсы основных и вспомогательных частотных меток через элемент ИЛИ 18 поступают на вход элемента совпадения 6 с результирующим шагом по частоте, равg <ö /2 °

Кроме того, импульсы основных и вспомогательных частотных меток поочередно и раздельно поступают па установочные входы триггера 14, который управляет ключом 15. При этом в1-1хщной уровень триггера 14,а следовательно, и состояние управляемого ключа 1 >, одцозначно соответствуют установ о лполi, входу триггера 14, на который пос-г:tiè:i

5 9002 очередной импульс метки. Ключ 15 поочередно подключает ко входу блока 16 измерения частоты биений либо выход ФНЧ

10, либо выход ФНЧ 12, при этом в интервале между основной и вспомогательной метками частоra на выходе ключа 15 равна разности между частотой ГКЧ 2 и частотой, соогветствующеи непосредсгвенно предшествовавшему. импульсу метки. В течение времени, когда коэффициент пе- 10 редачи исследуемого четырехполюсника 9 превышает заданное значение, на уровне которого измеряется полоса пропускания, на выходе блока 8 индикации коэффициента передачи вырабатывается положитель- 15 ный импульс,.ширина которого по частоте равна ширине полосы пропускания чегырехполюсник а.

Указанным импульсом открывается элемент совпадения И 6 для прохода импуль- щ сов меток на счетчик 7. При появлении указанного импульса разрешения измерения на входе формирователя 19 импульсов отсчета полосы, с выхода последнего, на вход ГПН 1 подается импульс кратковре- 25 менной остановки качания частоты ГКЧ 2 и одновременно с другого выхода формирователя 19 импульсов на счетный вход триггера 14 и на вход блока 16 измерения частоты биений подается импульс зо начала отсчета полосы, которым григгер

l4 перебрасывается в противоположное предшествовавшему состояние. При этом частота на выходе ключа 15 равна разности между частотой ближайшей, распо- 35 ложенной выше по частоте, часготной метки и частотой ГКЧ 2. Эта частота измеряется и ее значение запоминается в блоке 16 измерения частоты биений.

После окончания остановки частота ГКЧ

2 перестраивается далее, при этом на вход счетчика 7 поступают импульсы меток, а триггер 14 вновь управляется импульсами меток по установочным входам.

В момент окончания импульса на вы45 ходе блока 8, с выхода формирователя

19 импульсов отсчета полосы, на вход

ГПН 1 подается импульс, вызываюший кратковременную остановку качания частоты ГКЧ 2 и одновременно с другого вы50 хода формирователя 19 на вход блока 16 подается импульс конца отсчета полосы, который разрешает измерение частоты с выхода ключа 15, которая равпа разности между частотой ГКЧ 2 и частотой

55 ближаишей, расположенной ниже по частоте, частотной метки. Новое измеренное значение частотаI суммируегся в блоке 16 с измеренным ранее и зафиксиро18 6 ванным значением частоты биений. После закрывания элемента совпадения И 6 в счетчике 7 записано число, равное количеству целых частотных интервалов между метками, В блоке 16 зафиксирована сумма частотных интервалов между крайними частотами полосы пропускания и ближайшими к ним частотными метками, лежащими в полосе пропускания. Результирующая ширина полосы пропускания равна сумме значений, зафиксированных в счетчике 7 и в блоке 16. Импульсы частотных меток, подаваемые с выхода элемента ИЛИ на управляюший вход блока

16 измерения частоты биений, блокируют измерение частоты на время действия импульса метки и предотврашают, тBM самым, неоднозначность результата измерения ширины полосы пропускания в случае, когда остановка качания частоты

ГКЧ 2 произведена в том узком интервале частот, который перекрывается импульсом метки. Блок измерения частоты биений может быть выполнен по принципу, используемому B электронно-с:четных частотомерах.

Точность изм ер ения полос ы пропуск ания определяется не дискретностью частотных меток, а погрешностью измерения частоты биений, составляющую величину, в 200 раз меньшую, чем шаг по частоте между метками, при относительной погрешности измерения частоты блоком измерения частоты биений, равной 1% от верхней измеряемой частоты, которая не превышаег половины опорной ч ас готы. Указанная величина погрешности легко реализуется при цифровом методе измерения частоты биений.

Точность измерений полосы пропускания четырехполюсников в диапазоне oY низких частот до частот 18 ГГц повышается в сотни раз.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения полосы пропускания четырехполюсника, содержащее последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, генератор качающейся частоты и один из входных зажимов устройства, второй входной зажим которого соединен с первым входом блока индикации коэффициента передачи, второй вход которого подключен к выходу генератора качающейся частоты и Y. входу первого блока формирования частотных меток, выходом соединенного с первым

7 9002 входом триггера, второй блок формирования частотных меток, ключ, блок формирования импульсов отсчета полосы, входОм

1 соединенный с выходом блока индикации коэффициента передачи, и счетчик, о т— л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок измерений частоты биений, элементы ИЛИ и И, при этом выход опорных частот первого блока формирова- to ния частотных меток соединен с первым входом второго блока формирования частотных меток, а выход частоты биений первого блока формирования частотных меток подключен к второму входу aToporo 15 блока формирования частотных меток и к одному из входов ключа, второй вход кс торого соединен с выходом частоты биений второго блока формирования частотных меток, а выход ключа подключен к одному 2О иэ входов блока измерения частоты биений, а управляющий вход ключа соединен с выходом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго блока формирования частотных меток и с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом триггера, а выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу блока измерения частоты биений и к одному из входов элемента И, выходом соединенного с входом счетчика, а вторым входомI

t8 8 с входом блока формирования импульсов отсчета полосы, первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения, а второй его выход соединен с вторым входом блока измерения частоты биений, а третий его выход соединен с третьим входом триггера и с третьим входом блока измерения частоты биений.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что первый блок формирования частотных меток выполнен в виде смесителя, опорный вход которого соединен с выходом генератора спектра, а выход смесителя через первый фильтр нижних частот подключен к входу первого формирователя частотных меток, а второй блок формирования частотных меток выполнен в виде смесителя, опорный вход которого подключен к выходу делителя частоты на два, а выход смесителя через второй фильтр нижних частот соединен с входом второго формирователя частотных меток, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N< 437984, кл. G O l R 29/00, 1 972.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке М 2725266/18-21, кл. G 0 1 R 27/28, 15.02.7 9 (прототип).

9002 18

fu

Составителц Il. М уранов

Редактор Н. Бобкова Техред М. Гергель Корректор A. Ферена

Заказ 12176/63 Тираж 7 l8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4