Цифровая измерительная система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры Советский патент 1984 года по МПК G11B27/36 G05D29/00 

образования, а управляющая шина подключена к управляющим входам блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя.

3. Система для контроля параметро 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.

17644

4. Система по пп. 1 - 3, от л ичающаяся тем, что блок памяти содержит оперативное эапоминакяцее

устройство и последовательно соеди..ненные мультиплексор, постоянное запоминающее уйтройство и буферный блок, причем двунаправленная шина данных блока памяти соединена с числовой щиной оперативного запоминающего устройства, с первой входной шиной мультиплексора и с выходной шиной буферного блока, входнаяхшина 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.

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

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для проектирования автоматических измерительных систем для комплексного определения пар метров звуковоспроизводящей аппаратуры, например, магнитофонов, электропроигрывателей, диктофонов, кинематографической аппаратуры и других устройств подобного назиачения.

Известна цифровая измерительная система, содержащая соединенные определенным образом коммутатор, изМ1врительный блок, блок аналого-цифрового преобразования и устройство отображения данных ij

Данная система предназначена для использования в цифровом мультиметре, измеряющем ток, напряжение или сопротивление, и не позволяет производить комплексные измерения и контроль параметров различной звуковоспроизводящей аппаратуры.

Наиболее близкой по технической 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 .

Недостаток известной системы заключается в том, что она не может обеспечить комплексных автоматических измерений параметров звуко- . воспроизводящей аппаратуры, поскольку в ней отсутствуют программно орIганизованный контроль параметров и диалоговый режим работы с йспользо: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 соединенные первьй коммутатор, измерительный блок и блок аналого-цифрового преобразования, а также блок памяти и регистрирующее устройство, измерительный блок, вьтолнен 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 первого коммутатора, выход второго коммутатора является первым выходом измерительного блока, подключённым входу блока аналого-цифрового преоб разования, формирователь импульсов включен между входом измерительного детектора и вторым входом второго коммутатора, второй выход формирователя имт ульсов 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 микропроцессо ного блока,.управляющими шинами бло ка аналого-цифрового преобразования второго коммутатора, управляемого блока фильтров, первого коммутатора и с входной шиной регистрирующег устройства, первая, вторая третья и четвертая выходные шины микропроц сорного блока подключены соответственно к входной шине таймера, первой входной шине блока отображения, входной шине блока памяти и первой входной шине блока сопряжения, вторая входная шина которого соединена с выходной шиной блока аналого-цифр вого преобразования, выходная шина блока памяти подключена к второй входной шине блока отображения, а двунаправленная шина данных блока с пряжения 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 соединеНных блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя, выход которого является-выходной шиной блока аналого-цифрового преобразования, а управляющая шина под ключена к управляющим входам блока выборки-хранения и аналого-цифровог преобразователя.. Управляемый блок фильтров может быть выполнен в виде последовательно соединенных фильтров, третье го коммутатора и управляемого аттен тора, выход которого является выходом управляемого блока фильтрой, 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 ик адресной шине оперативного запоминающего устройства, а выходная шина .буферного бло- . ка - к выходной шине блока памяти. Возможность комплексного автоматического контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры обеспечивается введением программного измерения параметров аппаратуры с использованием микропроцессорной техники. Ввод данных с использованием 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 звуковойпроизводящей аппаратуры (включая определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики тракта, детонации, параметров лентопротяжного механизма и. Т..П.) i Система содержит (фиг. 1-3) последовательно соединенные первый коммутатор 1, 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 10ввода данных с клавиатуры, блок 11сопряжения, управляемый блок 12 фильтров, измерительный детектор 13, второй коммутатор 14, двунаправленную магистраль 15 данных, связанную

5

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 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), которые 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 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 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 оператора при помощи блока 10 ввода данных с клавиатуры. Диалог оператора с системой сопровождается вьщачей Соответствующей алфавитно-цифровой или графической информации на экран блока 9 отображения. При этом могут выдаваться параметры вьтолняемых 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).

44

По окончании подготовительного диалога на экране дисплея 9 появлягется 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, соторые расположены впереди пакетов испытательных сигналов. Например, пакету измерения неравномерности частотной

характеристики предшествует сигналограмма идентификации с длительностью t си 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 сиг.нала, 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 при наличии значительных искажеНИИ сигнала (например, обусловленных запыленностью звукоснимателя).

При автгматическом продолжении программы микропроцессорный блок 8 переключает первый коммутатор 1 на определенный (например, левый) вход ной канал, производится выбор соответствующего данному измерению филь тра (корректирующего частотную характеристику в области высоких частот согласно требованиям ГОСТА) и осуществляет управление работой аттенюатора 20, блока 16 выборкихранения (если он используется в си теме) и аналого-цифрового преобразо вателя 17. Измеряемые сигналы (напр мер, 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. Н последней производится переключение на соседний (например, правый) кана и измерение соответствующего парази ного 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 сигнала на тех же частотах, но в друго 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 измерени на частоте 1 кГц при стандартной колебательной скорости записи (5 см/с) определяется также уровень выходного сигнала и баланс каналов величина которого не должна превышать 2 дБ. На основании предыдущего цикла измерений рассчитывается неравномерность частотной характери тики относительно уровня сигнала н частоте 1 кГц, Программа измерения указанных параметров заканчивается выводом результатов расчетов на регистрирующее устройство (печатаю щее устройство), а также на индикатор блока 9.. Аналогично продолжается измерение других параметров при других параметрах сигналов идентификации. Для повышения точности измерений 44 программы могут содержать дополнитёльн ые 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 (напр| мер, 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 K572IIA2, 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

91

числом разрядов и для упрощения расчетов логарифмического отношения двух напряжений, требуемого в подобных измерительных системах (расчет в дБ).

На фиг. 3 пpeдcтaвJJeн вариант реализации системы, позволякщей совмещать функции программной памяти и знакогенератора устройства отображения -(электроннолучевого дисплея) в одной микросхеме постоянного запоминающего устройства, что существенно упрощает реализацию предлагаемой системы. В блок 22 (например, репрограммируемом прлупостоянном запоминающем устройстве типа 573РФ2) записываются кай коды программ (например, в одной половине килобайта), так и коды отображаемых символов (вторая половина килобайта).

В режиме отображения информации блок 9 (включающий индикатор на электроннолучевой трубке) получает информацию от постоянного запоминающего устройства 22. При этом она адресуется через мультиплексор 21 с выхода оперативного запоминающего устройства 23, а буферный блок 24 изолирует выход постоянного запоминающего устройства 22 от магистрали 15 данных.

В режиме- обработки данных (например, в промежутках между кадрами

44 10

развертки телевизислшоГо индикатора) постоянное запоминакице устройство 22 адресуется через мультиплек сор 21 от адресных выходов микропроцессорного блока 8, а выходные сигналы передаются через открытый буферный блок 24 в двунаправленную магистраль данных. Если микропроцессорный блок обращается для чтения к оперативному запоминающему устройству 23, то выходы буферного блока 24 находятся -в третьем выходном состоянии (высокое выходное сопротив.лениё).,

Для реализации мультиплексо1)а 21 могут быть использованы две микросхемы tHna К555КП11, а в буферном блоке 24 - микросхема типа 589ИР12.Блок 11 сопряжения Может быть реализован

на микросхемах программируемого интерфейса (например, на микросхемах типа К|80ИК55).

1 Реализация предлагаемой системы обеспечивает значйтельмыЙ технякоэкономический эффект, поскольку до , сих пор отсутствовала возможность комплексного автоматического измерения гараметров звуковоспроизводящей аппаратуры. Использование системы значительно повышает производительность измерений, точность, снижает общую стоимость измерительного комплекса, а также упрощает его эксплуатацию. Ь

Фиг. -Т