Устройство для измерения кодов коэффициента затухания четырехполюсника на заданных частотах Советский патент 1985 года по МПК G01R27/28 

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления регулируемым аттенюатором выполнен в виде источника опорного напряжения, выходом соединенного с одним из компаратора, второй вход..торсЫ является первьш входом блока управления регулируемого аттенЬат1эр выход компарато ра череЗ} р€ истр1поспедовательного

выходом блоприближения,, соединен с ка уЙравйёния регулируе регулируемыми аттенюа.атером, второй вход кот.орого соеди73348

нен с одним из входов элемента И непосредственно и через ждущий мультивибратор - с вторым входом элемента И, выходом соединенного со стартовым входом регистра последовательных приближений, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выходы разрядов регистра последовательных приближений являются выходами блока управления регулируемым аттенюатором и выходом кода коэффициента затухания четырехполюсника.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОДОВ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА НА ЗАДАННЫХ ЧАСТОТАХ, содержащее генератор сигналов, выходом соединенный с выходной клеммой устройства, последовательно соединенные регулируемый аттенюатор, усилитель, детектор и блок управления регулируемым аттенюатором, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам регулируемого аттенюатора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений в широком частотном и динамическом диапазонах, в него введены смеситель, узкополосный фильтр с управляемой добротностью и элемент ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛ1, при этом входная клемма устройства через последовательно соединенные смеситель и узкополосный фильтр с управляемой добротностью подключена к входу регулируемого :1тте.нюатора, управляющий вход узкополосНого фильтра с управляемой добротностью соединен с выходом элемента ИСКГООЧАЮЩИЙ ИЛИ, первый вход которого .соединен с управляющим входом генератора сигналов, с входной клеммой устройства Начало измерений - сброс и с вторым входом блока управления регулируемым аттенюатором, а второй вход соединен с выходом тока управления регулируемым аттенюатором и с выходной клеммой устройства Конец измерений, второй выход генератора сигнала подключен к второму входу смесителя. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что генера(Л тор сигналов выполнен в виде двух синтезаторов частоты, синхронизированных между собой от высокостабильного опорного генератора, при этом входы синтезаторов частоты соединены с выходом задатчика кода часто-: ты, входом соединенного с управляю vl щим входом генератора сигнала, вы00 00 ходы разрядов первого синтезатора частоты являются выходом кода час тоты. СХ) 3.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что детектор выполнен в виде п фазовращателей и усилителей-ограничителей, сумматора и фильтра нижних частот, при этом. входы всех фазовращателей являются входами детектора, а их выходы через усилители-ограничители подключены к соответствующим входам сумматора, выходом соединенного с входом фильтра нижних частот, выход которого является вьрсодом детектора.

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения и допускового контроля амплитудно-частотных характеристик (АЧХ ) четырехполюсников после преобразования кодов частоты и коэффициента затухания четырехполюсника в аппаратуре индикации и отображения результатов измерений.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерений более чем вдвое в широком частотном и динамическом диапазонах за счет сокращения времени переходных процессов.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные регулируемый аттенюатор 1, усилитель 2, детектор 3, блок управления 4 регулируемым аттенюатором, выходы которого подключены к соответствующим управляющим вхо дам регулируемого аттенюатора 1, задатчик кода частоты 5, первый синтезатор частоты 6, второй синтезатор частоты 7, контролируемый четырехполюсник 8, смеситель 9, узкополосный фильтр 10 с управляемой добротностью, элемент II ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ, входную клемму 12 устройства Начало измерений - сброс выходную клемму 13 устройства Конец измерений, выходную шину 14 устройства Код частоты, выходную игииу 15 устройства Код затухания, фазовращатели 16-1 - 16-п усилители-ограничители 17-1-17-п, сумматор 18 и фильтр нижних частот 19, источник опорного напряжения 20, компаратор 21, генератор 22 тактовых импульсов, регистр 23 последовательного приближения, элемент И 24 и ждущий мультивибратор 25, генератор сигнала 26, выходную 27 и входную 28 клеммы устройства.

Устройство работает следующим образом.

По положительному фронту сигнала Начало измерений - сброс, поступающему на клемму 12.в виде, например, логической единицы и логического нуля соответственно, задат- чик кода частоты 5 устанавливает частоты управляемых синтезаторов 6 и 7 таким образом, что частота первого управляемого синтезатора 6 равна частоте f , на которой необходимо в данном цикле измерить затухание четырехполюсника 8,а частота второго синтезатора отличается от частоты fp. на постоянную промежуточную частоту fp, т,е.

fp fpj- fr- или fp f r-1- fr2 . Для получения высокой стабильности промежуточной частоты синтезаторы частот 6 и 7 должны быть синхронизированы от общего опорного высокостабильного генератора, входящего в состав, например, первого синтезатора частоты 6,

Указанные сигналы поступают на входы смесителя 9, причем сигналы

3

с частотой f 1-2 непосредственно, а сиг налы с частотой f р через четырех- полюсник 8, в результате чего на выходе смесителя 9 получается сигнал разностной частоты fp, а его амплитуда определяет затухание в четырех полюснике 8. Этот сигнал поступает на вход узкополосного фильтра с управляемой добротностью 10, предназначенного для фильтрации побочных продуктов преобразования и увеличения отношения сигнал-шум. После установления на выходе фильтра 10 стационарной амплитуды колебаний начинает работать блок управления 4 регулируемым аттенюатором. При этом сигнал с выхода фильтра 10 поступает на вход аттенюатора 1 и, пройдя через усилитель 2 и детектор, преобразующий амплитудное значение сигнала в постоянное напряжение, поступает на блок управления 4. Блок управления 4, работающий, например по алгоритму поразрядного взвещивания, устанавливает затухание в аттенюаторе I таким, чтобы оно компенсировало ослабление сигнала в четырехполюснике 8. По окончании процесса измерения на клемме 13 поярляется импульс Конец измерения, например, в виде перепада от логической единицы к логическому нулю, а на шине 15 появляется код, несущий информацию о затухании в объекте измерения на частоте f,-.

Одновременно этот же импульс поступает На элемент 11 ИСКЛЮЧАЮЩИЙ ИЛИ, в результате чего на его выходе появляется импульс прямоугольной формы, длительность которого равна разности времени появления команды Сброс и Конец измерения. При этом добротность фильтра 10 резко уменьшается и происходит быстрый спад колебанийза время, меньшее одного периода сигнала разностной частоты. По команде Сброс, поступающей на входную клемму 12 устройства, происходит его установка в начальное состояние и оно готово к следующему циклу измерений на Другой частоте,

В качестве фильтра с управляемой добротностью может быть использован например, активный RC-фильтр, состоящий из усилителя, охваченного частотно-зависимой отрицательной обратной связью через режекторный

733484

пассивный фильтр, например двойной Т-образный мост, цепь Хола и т.д. Изменяя под действием управляющего сигнала коэффициент усиления усилителя, можно эффективно управлять добротностью фильтра.

Блок управления 4 работает следующим образом.

По команде Начало измерения за0 пускается ждущий мультивибратор 25, вырабатывая прямоугольный импульс, длительность которого равна времени установления стационарных колебаний в фильтре 10. Сигнал с выхода мультивибратора 25 поступает

на второй вход элемента И 24, на первый вход которого подан сигнал Начало измерения. При этом на выходе элемента И 24 вырабатывается строб20 импульс, по переднему фронту которого начинается работа регистра по- следовательного приближения 23, который может быть реализован, например, на микросхемах К 155, ИР 17. .

5 Опрос разрядов регистра происходит с частотой генератора тактовых импульсов 22, запись информации в разряды (нуль или единица ) определяется наличием соответствующего

0 сигнала на выходе компаратора 21, что в свою очередь, зависит от того, больше или меньше напряжение с выхода детектора 3 напряжения источника опорного напряжения 20.

5 Работа детектора 3 происходит следующим образом.

Сигнал, поступающий на вход детектора, проходит фазовращатели (16-1) (16-п), входы которых объединены,

0 при этом фазовьп сдвиг на выходе т-ного фазовращателя определяется выражением

и / у I )ir

Далее сигналы с фазовращателей поступают на усилители-ограничители (1 7-1)-(1 7г-п) , осуществляющие операцию одностороннего ограничения,

при этом на выходе ограничителей получаются отрезки полуволн гармонического сигнала одной полярности с соответствующим фазовым сдвигом, после чего они суммируются в сумматоре 18 и поступают на фильтр нижних частот 19, выполненный, например, интегрирующей RC-цепочки. На выходе фильтра нижних частот

получается постоянное напряжение, воспроизводящее закон изменения амплитуды входного сигнала, поступающего на детектор. Число п определяется требуемой степенью уменьшения времени переходного процесса на выгв

ходе детектора. Например, при время переходного процесса уменьшается в 16 раз по сравнению с . Это позволяет при заданном времени измерения повысить точность измерения .