Устройство для контроля параметров амплитудно-частотной характеристики четырехполюсника Советский патент 1984 года по МПК G01R27/28 

дом четвертого блока сравнения, а второй выход - с вторым входом измерителя частоты, тре.тий 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, задатчика допустимых значений неравномерности, второго блока сравнения, блока памяти и управления режимами замера, и тактовые входы преобразователя напряжение - код, суммирующих регистров, третьего запоминающего регистра, вычитаюгдих блоков, регистров, третьего и четвертого блоков сравнения и индикатора соединены с соответствующими выходами блока управления .

Изобретение относится к технике измерений параметров амплитудно-частотной характеристики (ЛЧХ) четырехполюсника и может быть использовано Для измерения и допускового контроля среднего значения и неравномерности 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 АЧХ в заданной полосе частот..

Наиболее близким к предлагаемому является устройство- для допускового контроля АЧХ четырехполюсников, со-. держащее последовательно соединенные задатчик кода номинального уровня, цифровой вычитающий блок, блок сравнения кодов, блок управления, задат(Чик кода частоты и управляемый генератор, вход которого подключен к одной 13 входных клемм устройства, преобразователь напряжение - код, выход которого соединен с входом индика.трра результата, задатчик кода допуска, выходом соединенный с вторым входом блока сравнения, а входом - с выходом задатчика кода частоты и с втсфь входом блока сравнения, второй вход которого подключен к управляющему входу преобразователя напряжение - код, индикатор частотй, входом соединенный с контрольным выходом задатчика кода частоты, коммутатора и последовательно соединенных регистра и цифрового делительного блока 21 .

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью измерения неравномерности АЧХ и значений частот в экстремумах АЧХ.

Цель изобретения - расширение .функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля параметров АЧХ четырехполюсника, содержащее уйравляемый генератор, выходом соединенный с первой выходной клеммой устройства, а входом - с выходом задатчика кода частоты, управляюиие входы которого соединены с соответствуюоими выходами блока управления измеритель частоты, бходом 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 из 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 запоминанадих регистра, 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 регис гр через второй делительный блок соединен с вторым входом первого вычитакадего блока, второй выход второго делительного блока соединен с одним из 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 чеi рез последовательно соединенные первый регистр и третий суг.мирующий регистр подключен к одному из входов третьего делительного блока, второй выход первого запоминаюпего 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-юдним из -ВХОДОВ второго блока сравнения, выполненного с двумя двунаправленными шинами Ввод - вывод, первая, из которых соединена с двунаправленной шиной первого запоминающего i e- гистра,, 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 Зс1мера, первый -ВЫХОД которого через третий запоминающий регистр соединен с вторым входом 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, входа режима работы и тактовые входы первого и второго запоминанячих регистров, задатчика 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 соответствую1чими выходами блока управления.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - АЧХ исследуемого четырехпо.люсника и ее контролируемьте параметры.

Устройство (Лиг.1) содержит исследуемый четнрехполгосник 1, управляемый генератор 2, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика 3 кода частоты, преобразователь 4 напряжение - код, первый выход которого соединен с входом первого суммирующего регистра 5, первый делительный 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 и второй выходы которого соединены с соответствующими входами регистров- 16 и 17, а третий выход - с одним из 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 которюго подключен к одному из входов третьего блока 24 сравнения и второму входу индикатора 9, задат.чик 25 допустимых значений неравномерности, выход которого соединен с вторым входом третьего блока 24 сравнения,второй запрминакядий 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.2 приведены следующие обозначения: .

t( моменты времени замера АЧХ (i 1-п) за цикл замера, тактовые импульсы, соответствующие t- ;

i момент времени окончания оного цикла замера (j l-n Тактовые импульсы, соответ-jствующие tj ,

т. тактовые импульсы, соответствующие окончанию интервала замера

количество замеров за врем

. n одного цикла контроля, количество циклов контроля в полосе частот ьГ J.

П максимальное значение АЧХ

mo за один цикл контроля,

ir минимальное значение АЧХ з

tnitl один т;икл контроля; среднее значение АЧХ за ин средн.3aw. тервал замера} номинальное заданное значе ние АЧХ четнрехполюсника; допустимое значение отклон ния; допустимая неравномерность АЧХ четырехпо.люсника; неравномерность АЧХ, замеренная в полосе частот; уровень АЧХ четырехполюсни ка в момент t:j , средний уровень АЧХ четыре полюсника за цикл замера, разность между 4:|, U.. Hoaw «-ИЭДЗам- .vtT../ии f. - частота управляемого генер тора в точке измерения t; . Устройство работает следующим образом. После включения питания на устрой ство нажатием кнопки Исходное (не показано) все устройство переводится в исходное состояние. Затем с помощью органов блока 31 управления i задается значение номиналов средней частоты полосы if , в которой должна контролироваться АЧХ исследуемого четыре.хполюсника 1 .с заданной дискретностью п и с временем на один цикл контроля ut:; t,,-t, , периодом времени осреднения результатов замера itj , , где m - число замеров. Исходя из этого, блок 31 управления вырабатывает тактовые импульсы Т- , Т- , Т, п, п, соответствующие выбранному измерений 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 li кода номинального уровня, вычитающего бло ка 10, блока 12 сравнения, задатчика 13 кода допуска, (Т)ормирователя 1.4 управляющих сигналов, регистров 15, 16,17,19,20,26,28,блоков 18,24,27 сравнения,делительных блоков 21 и 22 вычитающего блока 23, ЗсШатчика 25 неравномерности, блока 29 памяти и управления режимами замера, индикатора 9, что исключает возможность ошибки при первом замере. С выхода блока 31 импульсы и сигналы дГ, т. , rj , Т поступают на задатчик 3 кода частоты, который управляет работой управляемого генератора 2. С выхода управляемого генератора 2 модулиророванные высокочастотные сигналы с заданными параметрами подаются на вход четырехполюсника 1. Получаемый на выходе исследуемого четырехполюсника 1 сигнал с частотой f. подается на вход блока преобразователя 4 напряжение - код, в котором после-детектирования преобразуется в двоич.ный код и,,д|,/ соответствующий амплитуде входного сигнала. Полученный код и,,он,, по тактовому импульсу Т, с трех вгтходов преобразователя 4 напряжение - код переписывается на три регистра - на суммирующий регистр 5 и регистры 15 и 26, где они запомина отся до следующего такта, а счетчики преобразователя 4 напряжение - тч ; код обнуляются, и заполняются результатом следующего замера. Двоичный код и,,а,, записанный врегистр 5, складывается с каждым значением, полученным в следующем такте измерен я Tj , Таким образом, за время одного цикла замеров it в регистре 5 образуется сумма .21 J,4eiv ., После тактового импульса Т , которому соответствует частота f управляемого генератора 2, на регистр 5-от блока 31 поступает тактовый импульс Tj , по которому сумма . |; и,,д„. Пере- писывается в делительный блок б, где производится деление на число п, поступающее от блока 31. Выходное напряжение с блока, равное Uj , записывается в регистр 7. За период усреднения в регистре 7 образуется сумма z: Uj.,gm, которая по сигналу Т от блока 31, определяющему отрезок времени, за который производится усреднение результата измерения, переписывается в блок 8, где делится на число т. Выходное напряжение блока 8, равное UfpeA. -jaw. первого выхода поступает на индикатор 9, где высвечивается среднее значение АЧХ исследуемого четырехпо.гаосника 1, а с второго выхода делительного блока 8 ере, эаи. поступает на вход вычитающего блока 10, на который акже поступает сигнал Тр, от блока 31, по которому на вычитаю&шй блок 10 от задатчика 11 кода, номинального уровня . вводится код ином.од С выхода вычитающего блока 10 код разности «ом средн. ww - ином-юА- поступает на блок 12 сравнения, на второй вход которого подается с задатчика 13 кода допуска код допустимого значения отклонения . С первого выхода блока 12 сравнения на индикатор 9 поступает сигнал Да, . если разность между йиади.деп-йи„ом О, и сигнал Нет, если uUHo.. 60. С второго выхода блока 12 сравнения, если разность iO, сигнал поступает в формирователь 14 управляющих сигналов, который производит коррекцию параметров исследуемого четырехполюсника1 по управляющему входу так, чтобы рйзность ди нош: была г 0. :Измерение и контроль неравномерности АЧХ исследуемого четырехполюсника 1 производится следующим образом. При установке на блоке 31 режима Измерения неравномерности АЧХ на регистр 15, второй блок 18 сравнени блок 29 памяти и управления режимами замера задатчик 25 неравномерно ти, регистр 26 поступает сигнал Реж. .i по которому вышеперечисленные блоки производятся в исходное состояние и подготавливаются к приему информации, По каждому такту в регистры 1 и 26 с соответствую1чих выходов преобразователя 4 напряжение - код записывается значение и, д,,. Записанный в регистр 15 код Uj,,,. вводится в блок is сравнения, по каждому последующему такту, соответственно, сравнивается с и,,„д,, записанным в регистре 17. Если код числа и,,д„. то U;,, списывается, ав регистр 17- записывается U,jg. Если же Utw«,n,o. г° числа и;„„ сравни вается с кодом числа и;„,- , хран.чщим ся в регистре16. При условии и;.,д и;„, код числа и,-„,-„ списывается, а код числа U;-.. записывается в ре. 7Я гистр 16. Если же и ;,(,,-„;„, хранящегося в регистре 16, то кодчисла и;,„„ списывается из регистра 1.5, и он подготавливается к приему кода числа результата измерения по такту Т;., . В исходном состоянии регист ры 1б и 17 обнулены и числа -i min равны нулю. Поэтому В первом такте работы в регистр 17 записывается код который в следующвм такте выступает в качестве кода иПервое же число и,о„ полученное пр замерах по следующим тактам, значение которого и здм JI-JOM записывается в регистр 16 и в следующем такте служит в качестве числа и;„,-„. В результате выбранной логики работы блока 18 сравнения в конце цикла за мера в регистре 17 оказывается записанным значение соответствующее максимальной амплитуде измеренного сигнала на выходе исследуемого четырехполюсника 1, а в регист ре 16 - и Соответствующее минимальнсПй амплитуде измеренного сиг-, нала на выходе исследуемого четырех полюсника 1 за один и тот же цикл измерений. После завершения каждого цикла качания частоты в заданной полосе li на регистры 16 и 17 посту пают тактовые импульсы Tj от блока 31, по которым число if; insa,c регистра 17 переписывается в суммирую щий регистр 20, а число l/j „„-„с регистра 16 переписывается в ре- гистр 19, а регистры 1.6 и 17 обнуляютдя и подготавливаются к следующему 1иклу измерений. В регистрах 1 и 20 происходит суммирование чисел jmot соответственно, поступающих в регистры по тактам Т за выбранный период осреднения результатов измерений, до поступления такта Т. В регистре 20 образуется сумU;, а в регистре 19 - сумПри поступлении такта Tf ОТ блока 31 сумма из регистра 20 переписывается в блок 22, а cyNiMa из регистра 19 - в блок 31, С выходов блоков 21 и 22 снимаются сигналы и„,а, среАн.и и„;„еред. соответственно. С первых выходов блоков 21 и 22 , и и,;„ поступают на первый и второй входы вьггитающего блока 23, вторые входы блоков 21 и 22 соединены с соответствующими входами блока 29 памяти и управления режимами замера, где и„„, ред,и . запоминаются. В вычитающем блоке 23 находится разность Uxep. чам. -Urnoi ср. Un,; р. , равная неравномерности АЧХ исследуемого четырехполюсника 1 в полосе частот if. Значение , о,в двоичном коде поступает на индикатор 9, где высвечивается в десятичном коде, а также на первый вход блока 24 сравнения, на второй вход которого поступает код числа . доп. от задатчика 25 неравномерности. В блоке 24 сравнения происходит сравнение чисел ичер.эа«. и Ццердоп. . При условии .(Aвп на индикатор 9 и формирователь 14 управляющих сигналов поступает сигнал Да, означающий, что неравномерность исследуемого четырехполюсника 1 находится в заданном пределе. Если же U. допЛ-УиеР. ам то на индикатор 9 и Формирователь 14 управляющих сигналов поступает сигнал Нет и формирователь 14 управляющ 1х сигналов вырабатывает сигнал, корректирующий параметры исследуемого четырехполюсника 1 соответствующим образом. Определение час1;оты 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 Uiniorfpejn который обновляется по каждому такту Тц. В регистр 26 по каждому такту поступает код числа и,дц, и запоминается до следующего такта. В блоке 27 сравнения-происходит сравнение кодов чисел , и 1Ь„д,, условии Uj „ Я1;„„сред 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 Tj , а измеренное значение частоты поступает на индикатор 9. Измеренное значение частоты соответствует частоте сигнала, при

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

Устройство позволяет определить среднее значение АЧХ в заданной полосе частот; автоматический контроль соответствия среднего значения АЧХ по заданному номинальному значению; неравномерность АЧХ в заданной полосе частот j автоматический контроль на соответствие неравномерности АЧХ заданному значению неравномерности в заданной полосе частот; экстремальные значения АЧХ и соответствующие им частоты измерительного сигнала .

Фиг.Г

Mytjm.

A/

Фиг. 2