Устройство для допускового контроля переходной характеристики перестраиваемых генераторов

Устройство для допускового контроля переходной характеристики перестраиваемых генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

{72) Автор изобретения

С.А.Хасис

f (54) YCTPOHCTBO g33i ДОПУСКОВОГО KOHTPOJM

ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕСТРАИВАЕИЫХ

ГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для контроля времени переходных процессов в перестраиваемых СВЧ генераторах с наносекундной длительностью фронта переходной характеристики по частоте.

Известно устройство контроля переходной характеристики перестраи" ваемых генераторов, содержащее гене-. ратор импульсов прямоугольной формы, и прибор для измерения мгновеиной частоты, причем вход системы управления.частотой исследуеМого генератора подключают к выходу генератора импульсов, а выход исследуемого генератора — к входу устройства для измерения мгновенной частоты fl).

Недостаток этого устройства-низкая точность измерения мгновенной частоты и значительная погрешность контроля.

Погрешность особенно велика, когда длительность фронта переходной характеристики и период колебания контролируемого генератора являются величинами одного порядка, что делает нецелесообразным использование такого устройства при контроле СВЧ .генераторов, обладаюцих переходными характеристиками с длительностью фронта (10 -10 )С.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения времени переходного процесса установления частоты, содержацее два формирователя импульсов, генератор эталонной и измеряемой частот, два ключа, счетчик, два усредняюцих устройства, цифровые часы, источник опорного сигнала, блок сравнения и индикатор (2).

Недостаток этого устройства — низкое быстродействие и точность измерений.

Цель изобретения — повышение точ„.ности измерений.

9!!372

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик, блок ввода параметров, два ключа, блок сравнения, блок сигнализации и два формирователя импульсов, введены S генератор тактовых импульсов, три делителя частоты, низкочастотный re" нератор, высокочастотный генератор, пороговый элемент, блок памяти, третий ключ, аналого-цифровой преобразователь и блок измерения девиации, при этом выход генератора тактовых импульсов через последовательно соединенные первый и второй делители частоты соединен с входом пер- 15 вого формирователя импульсов,и с входом третьего делителя частоты, выход которого через второй формирователь импульсов подключен к управляющему входу блока памяти, вход которого че- 20 рез последовательно соединенные блок измерения девиации, аналого-цифровой;. преобразователь, третий ключ и счетчйк соединен с первой клеммой устройства, а первый и второй выходы блока памяти через блок сравнения подключен к первому входу порогового элемента, выход которого соединен с входом блока сигнализации, а второй вход порогового элемента соединен с 3!! одним из выходов блока ввода параметров, второй вход которого через высокочастотный генератор подключен к входу второго ключа, соединенного управляющим входом с выходом первого З5. формирователя импульсов и с управляющими входами первого делителя частоты, счетчика и первого ключа, вход которого соединен с выходом низкочастотного генератора, а выход 40 первого ключа — со второй клеммой устройства и с выходом второго ключа, причем выход первого делителя частоты подключен к управляющему входу третьего ключа. 45

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактсвых импульсов, первый делитель

2 частоты, второй делитель 3 часто- 5!! ты, первый формирователь 4 импульсов, низкочастотный генератор 5, первый ключ 6, высокочастотный генератор

7, второй ключ 8,третий делитель

9 частоты, второй формирователь 10, блок ll ввода параметров, блок 12 измерения девиации, аналого-цифровой преобразователь 13, третий ключ

14, счетчик 15, блок 16 памяти, блок

17 сравнения, пороговый элемент 18, блок 19 сигнализации и клеммы 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

Первый делитель 2 частоты имеет два дискретных значения козффициенКр

Tà деления K@4=K о H К* р,,от

Исходное состояние элементов выбрано так, что коэффициент деления

Кд-KО, первый ключ 6 открыт, второй

0 ключ 8 и третий ключ 14 закрыты.

Низкочастотный генератор 5 форми- . рует сигнал, частота которого установлена в диапазоне частот сигналов управления контролируемых генераторов, где девиация их частоты максимальна. Низкочастотный сигнал необходим для задания длительности фронта образцовой переходной характеристики по частоте.

Сигнал низкочастотного генератора

5 поступает на сигнальный вход первого ключа 6, проходит на его выход, а затем на вход системы управления частотой контролируемого генератора, 1 где модулирует выходной сигнал этого генератора по частоте. Частотномодулированный сигнал с выхода контролируемого генератора поступает на вход блока 12 измерения девиации, который формирует сигнал, пропорциональный значению девиации.

Выходной сигнал блока 12 измерения девиации поступает на аналогоцифровой преобразователь (АЦИ) 13.

Период следования Т „ импульсов с выхода АЦП пропорционален величине входного сигнала, т.е. девиации частоты.

Импульсы с выхода АЦП 13 поступают на сигнальный вход третьего ключа 14. Генератор тактовых импульсов 1 генерирует импульсы со стабильным периодом следования Т>, поступающие на сигнальный вход первого делителя 2 частоты. 11ериод следования импульсов на выходе первого делителя 2 частоты при этом режиме равен Тт,=КрТО.

Первый импульс с выхода первого делителя частоты 2 поступает на управляющий вход третьего ключа 14 и открывает его, а второй импульс закрывает, благодаря чему время, в течение которого данный ключ открыт, равно периоду следования Тт,, S 9 l 1 372

Поэтому число импульсов и„, прошедших с выхода АЦП 13 через открытый; третий ключ 14 содержит информацию о значении девиации частоты

2S

Т0=2к*„Т О (4

S о оtTx ° ю

Импульсы с выхода третьего ключа 14 поступают на счетный вход счетчика 15, выходной сигнал которого пропорционален числу 11<

Выходной сигнал счетчика 15, зависящий от величины девиации, поступает на вход блока 16 памяти, где его значение запоминается, запомненное значения эквивалентно заданию длительности фронта образцовой переходной характеристики по частоте. Импульсы с выхода первого делителя 2 частоты поступают также: на вход второго делителя 3 частоты с коэффициентом деления, равном двум»

Период следования импульсов ТО иа выходе второго делителя 3 частоты равен

Поэтому первый импульс на выходе этого делителя вырабатывается в мо- зр мент поступления на его вход второго импульса с первого делителя 2 частоты, т.е. в момент закрытия третьего ключа 14 и окончания измерения девиации, соответствующей образцовой переходной характеристике.

Импульсы с выхода второго делителя частоты 3 поступают.на вход первого формирователя 4, вырабатывающего сигналы управления, .поступающие на управляющие входы первого делителя

2 частоты, первого ключа 6, втброго ключа 8 и на уцравляющий вход "Сброс" счетчика 15.

При поступлении на вход первого формирователя 4 первого импульса с выхода второго делителя 3 частоты, этот формирователь вырабатывает сигнал управления, переводящий первый делитель частоты 2 в ежим с коэффициентом деления К = —, первый

О

1 ОЛОТ ключ 6 в закрытое состояние, второй ключ 8 в открытое состояние и счетчик 15 в исходное состояние; Последняя операция завершает подготовку устройства к контролю длительности фронта переходной характеристики.

Предельное допустимое значение длительности фронта переходной характе6 ристики ty задают с помощью блока I l ввода параметров, вырабатывающего на своем первом выходе сигнал с амплитудой А, пропорциональной этому значению s соответствии с формулой

° (Э)

О, 35

Ф

Сигнал в форме единичного скачка, проходя через систему с полосой пропускания Ь1к=Г -О преобразуется в импульс с длительностью фронта tg, определяемую соотношением 1}

<, 5

Ж к

Так как амплитуда выходного сигнала А определяется формулой (3), то блок 11 ввода параметров выполняет функцию определения необходимой ширины полосы пропускания конттрольного сигнала. Выходной сигнал с блока ll ввода параметров поступает на управляющий вход высокочастотного генератора 7, формирующего сигнал с амплитудой, равной амплитуде сигнала низкочастотного генератора 5, и с частотой, пропорциональной амплитуде сигнала на управляющем входе, В результате этого сигнал высокочастотного генератора 7 имеет частоту, равную необходимому значению ф„ верхней граничной частоты полосы пропускания контрольного сигнала. Сигнал высокочастотного генератора ? поступает .на сигнальный вход находящегося в открытом состоянии второго ключа 8, проходит на его выход, а затем на вход системы управления частотой контролируемого генератора, где осуществляется частотная модуляция его выходного сигнала.

Частотно-модулированный сигнал с выхода контролируемого генератора поступает на вход блока 12-измерения . девиации, который вырабатывает сигнал, пропорциональный значению девиации в этом режиме.

Выходной сигнал блока 12 измерения девиации поступает на АЦ11 13„ формирующий импульсы, период следования которых Т пропорционален величине входного сигнала и, следовательно, значению девиации. Импульсы с выхода АЦП 13 поступают на сигнальный вход третьего ключа 14, который закрыт до прихода третьего импульса с выхода первого делителя

2 частоты., Первый делитель 2 частоты в этот момент имеет коэффициент деления

9ll3

K » —, поэтому период следования

"о

4ч 0,707 тактовых импульсов на его выходе

О

à = — 70

0,70 7

Период следования импульсов Т отличается от периода следования 1т

Т1 в режиме задания образцовой характеристики наличием постоянного делителя10

1/0 707, что необходимо для обеспечения сопоставимости значений девиации, измеренных на низкой частоте и на верхней граничной частоте полосы пропускания, где значение .15 девиации должно быть в 1/0,707 раз, меньше. Третий импульс с выхода первого делителя частоты 2 открывает третий ключ 14 до момента поступления закрывающего четвертого им- 2у пульса, поэтому число импульсов,, прошедших через этот ключ, содержит информацию о значении девиации частоты в этом режиме

25 о= о - .6)

"Po,aoz т

Ймпульсы с выхода третьего ключа зр

14 поступают на вход счетчика 15, выходной сигнал которого.пропорционален числу г) .

Выходной сигнал счетчика 15, зависящий от значения девиации, поступает на вход блока 16 памяти, где

его величина запоминается. Запомненное значение эквивалентно опредепению длительности фронта переходной характеристики контролируемого, гене- ратора. Блок памяти 16 имеет два вы.хода, причем амплитуда. сигнала на первом выходе определяется числом . импульсов п1 а иа втором — г .

Блок 17 сравнения имеет два входа, первый из которых соединен с первым выходом блока 16 памяти, а второй — со вторым выходом этого блока.

Блок 17 сравнения вырабатывает сигнал, амплитуда которого зависит от разности амплитуд сигналов на первом и в гором его выходах, т.е. разности n -nq., Блок 11 ввода параметров вырабатывает на втором выходе сигнал, амплитуда которого зависит от величины допуска на длительность фронта переходной характеристики. Этот сигнал поступает на управляющий вход

72

I порогового элемента 8 и устанавливает необходимый уровень порога сра- батывания. Выходной сигнал блока 17 сравнения поступает на сигнальный вход порогового элемента 18.

При превышении амплитудой входного сигнала заданного уровня пороговый элемент вырабатывает управляющий сигнал, поступакнций на вход блока 19 сигнализации и включающий индикацию.

Четвертый импульс с выхода первого делителя 2 частоты, который закрывает третий ключ !4, поступает также на вход второго делителя 3 частоты и на его выходе вырабатывается второй импульс.

При поступлении на вход первого формирователя 4 второго импульса с выхода второго делителя 3 частоты этот формирователь вырабатывает сигнал -управления, переводящий первый делитель частоты 2 в режим с коэффициентом деления К! „=КО, первый ключ 6 в открытое состояние, второй ключ 8 в закрытое состояние и счетчик 15 в исходное состояние.

Импульсы с выхода второго делителя 3 частоты поступают также на вход третьего делителя 9 частоты с коэффициентом деления, равном двум.

Первый импульс на выходе третьего делителя 9 частоты вырабатывается в момент поступления на его вход второго импульса с выхода второго делителя 3 частоты, т.е. после сравнения делительности фронта образцовой и контролируемого характеристик.

При поступлении на вход второго формирователя 10 первого импульса с выхода третьего делителя 9 частоты, этот формирователь вырабатывает сигнал управления, поступающий на управ-. ляющий вход "Сброс" блока,lá памяти и переводящий его в начальное состояние, чем завершается измерительный цикл контроля длительности переходной характеристики перестраиваемого генератора.

Формула изобретения

Устройство для допускового контроля переходной характеристики перестраиваемых генераторов, содержащее счетчик, блок ввода параметров, блок сравнения, блок сигнализации, два ключа и два формирователя импульсов, 10

911372

Составитель Л.Муранов

Редактор А. Козорнз Техред С,Мигунова Корректор Н.Швыдкая

Заказ 1115/33 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППН "Патент", r. Ужгороп ул. Проектная, 4 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор тактовых импульсов, три делителя частоты, низкочастотный генератор, высокочастотный генератор, пороговый элемент, блок памяти, третий ключ, аналого-цифровой преобразователь и блок .измере ния девиации, при этом выход генератора тактовых импульсов через последовательно соединенные первый и второй делители частоты соединен ,с входом первого формирователя импульсов и с входом третьего делителя частоты, выход которого через второй формирователь импульсов под клвчен к управляющему входу блока памяти, вход которого через последовательно соединенные блок измерения девиации, аналого-цифровой преобразователь, третий ключ и счетчик соединен с первой клеммой устрой. ства а первый и второй выходы бло.ка памяти через блок сравнения подключены к первому входу порогового элемента, выход которого соединен с входом блока сигнализации, а второй вход порогового элемента соединен с одним из выходов блока ввода параметров, второй вход которого через высокочастотный генератор подключен .к входу второго ключа, соединенного управляющим входом с выходом первого формирователя:.импульсов и с

10 управляющими входами первого делителя частоты, счетчика и первого ключа, вход которого, соединен с выходом низкочастотного генератора, а выход первого ключа — со второй клем15 мой устройства и с выходом второго ключа, причем выход первого делителя частоты подключен к управляюцему входу третьего ключа.

Источники информации, 20 принятые во внимание при экспертизе

1. Ицхоки Я.С. Импульсные уст1ройства. Изд-во "Сов. радио", 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

11 742829, кл. G 01 R 29/02, 1977 (прототип).