Устройство для автоматического контроля селективных усилителей Советский патент 1985 года по МПК G01R31/28 G01R23/00 

которого соединен с управляющими входами первого и второго аттенюаторов, выходы которых соединены соот,ветственно с первым ч вторым входами первого коммутатора, управляющий вход которого соединен с восьмым выходом управляющега- вй Й€слительного блока, ..а-вйход -, с втордй клеммой для подключения входа объекта контроля и с вхо1195 дом второго детектора, выходы первого и второго регуляторов амплитуды соединены с входами первого и второго аттенюаторов соответственно, четвертые входы первого и второго регуляторов амплитуды соединены с выходами соответственно первого и второго управляемых генераторов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СЕЛЕКТИВНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, содержащее первый управляемый генератор, первый регулятор амплитуды, первый аттенюатор, эталонный источник, первый детектор, вольт метр, блок стандартной частоты, частотометр, причем первый выход эталонного источника соединен с первым входом первого регулятора амплитуды, пер вый выход блока стандартной частоты соединен с первым входом первого управляемого генератора, отличающ е е с q тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьшения достоверности, в него введен второй управляемый генератор, второй регулятор амплитуды, второй аттенюатор, два коммутатора, второй детектор, управляющий вычисли тельный блок, причем первый вход BTopo.jro управляемого генератора соединен с вторым выходом блока стандартной частоты, вторые входы первого и второго управляемых генераторов соединены с первым выходом управляющего вычислительного блока, второй выход которого соединен с вторым входом первого регулятора амплитуды и первым входом второго регулятора амплитуды, второй вход которого соединен с вторым выходом эталонного источника, третьи входы первого и второго регуляторов амплитуды соединены с выходом второго детектора и первым входом второго (/) коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого детектоС ра, вход которого соединен с первой клеммой для подключения выхода объек§ та контроля, с третьим входом второго коммутатора и первым входом частотомера, второй вход которого, соех динен с выходом блока стандартной Эд частоты, третий вход - с третьим выvj ходом управлякнцего вычислительного эо ел блока, а выход - с первым входом управляющего вычислительного блока, второй вход которого соединен с второй клеммой для подключения выхода объекта контроля, первая клемма для подключения входа объекта контроля соединена с четвертым выходом управляющего вычислительного блока, пятый выход которого соединен с четвертым входом второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом вольтметра, второй вход которого соединен с шестым выходом управляющего вычислительного блока, седьмой выход

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в системах контроля параметров, в частности селективных усилителей, перестраиваемых по частоте.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повьшение достоверности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2,-- пример реализации регулятора амплитуда ; на фиг. 3-6 - блок-схемы алгоритма функционирования управляющего вычислитель ного блока.

Устройство содержит последовательно соединенные первый управляемый генератор 1, представляющий собой, например, кодоуправляемый синтезатор частоты, первый регулятор 2 амплитуды и первый аттенюатор 3, эталонный источник 4, выход которого подключен к второму входу первого регулятора 2 амплитуды, детектор 5, частотомер 6, входы которых подключены к выходу селективного усилителя 7, перестраиваемого по частоте, вольтметр 8, соединенные последовательно второй управляемый генератор 9, второй регулятор 10 амплитуды и второй аттенюатор 11, блок 12 стандартной частоты, выходы которого подключены к входам опорной частоты первого и второго управляемых генераторов 1,9 и частотомера 6, первый ком(утатор 13, включенный меж ду выходами первого и второго аттенюаторов 3 и 11 и входом селективного усилителя 7, второй детектор 14, вход которого подключен к выходу первого коммутатора 13, а выход - к входам сравнения первого и второго регуляторов 2 и 10 амплитуды, второй коммутатор 15, входы которого соединены с выходами первого и второго детекторов 5 и 14 и селективного усилителя 7, а выход - с входом вольтметра

8, управляющий вычислительный блок 16, соединенный с входами обмена информацией управляемых генераторов 1 и 9, регуляторов 2 и 10 амплитуды, аттенюаторов 3 и 11, коммутаторов

13 и 15, вольтметра 8, частотомера 6, селективного усилителя 7. Выход эталонного источника 4 подключен к второму входу первого регулятора 2 амплитуды. Регуляторы 2 и 10 амплитуды идентичны и каждый из них содержит управляемый делитель 17, например, на патронах, цифроаналоговый преобразователь 18, дифференциальный усилитель 19, управляющие элементы

20 и 21, например, на транзисторах, инвертор. 22, детектор 23, выполненный, например, по схеме преобразователя амплитудных значений, коммутатор 24. Детектор 23 включен между

выходом управляемого делителя 17 и входом коммутатора 24, выход которого ПОДКЛЮЧЁН к инвертирзпощему входу дифференциального усилителя 19, к неинвертирующему входу которого подсоединен цифроаналоговый преобразователь 18, а к выходу - вход управляющего элемента 20 и вход инвертора . 22, выход которого соединен с управляющим элементом 21. Входы управле-

НИЛ коммутатора 24 и цифроаналогового преобразователя 18 соединены между собой.

В исходном состоянии программа работы .устройства заносится в оперативную память управляющего вычислительного устройства 16, в качестве которого может быть, например, исполь3

зована серийно выпускаемая система обработки и управления типа СОУ-1, представляющая собой центральный процессор с внешними устройствами для обмена информацией с оператором, подключенным к нему через интерфейсные карты. Посредством входов обмена информацией уг равляющее вычислительное устройство 16 осуществляет автоматическое управление всеми внешними устройствами и ввод результатов измерения от вольтметра 8 и частотомера 6. Выход первого аттенюатора 3 подключен первым коммутатором 13 к входу селективного усилителя 7. Ъыход первого детектора 5 подсоединен коммутатором 15 к входу вольтметра 8. На входе селективного усилителя 7 регулятором амплитуды поддерживается стабильной амплитуда синусоидального сигнала, определяемая кодом от управляющего вычислительного устройства 16, коэффициентом передачи аттенюатора 3, затухание которого в исходном состоянии равно нулю. Частота этого сигнала устанавливается в первом управляемом генераторе 1. Аналогичньй сигнал присутствует на втором входе первого коммутатора 13. Первый и второй детекторы 5 и 14 выполнены, например, на полевых транзисторах и представляют собой преобразователи действукицих значений переменного напряжения. Установка в исходное состояние органов управления селективного усилителя 7 осуществляется либо автоматически, если он кодоуправляемый, либо вручную оператором по командам управляющего вычислительного устройства 16, если объект не имеет кодового управления. I .

В режиме быстрого поиска частоты настройки начинает работу управляющее вычислительное устройство 16, которое непрерывно изменяет кода управления на входе обмена информацией управляемого генератора 1, изменяя тем самым частоту сигнала, подаваемого на селективный усилитель 7. В каждом такте перестройки измеряется вольтметром 8 и вводится в оперативную память преобразованное детектором 5 значение уровня выходного напряжения селективного усилителя 7. Управлякяцее вычислительное устройство 16 анализирует полученные значения и при достижении максимального значения прекращает пере96785

стройку управляемого генератора 1. В режиме медленного поиска устрой- ство работает аналогично, при этом частота сигнала изменяется с более 5 мелким шагом вблизи значения частоты настройки селективного усилителя 7, полученного в режиме быстрого поиска. Частота настройки измеряется частотомером 6 и,вводится в опера- to тивную память управляющего вычислительного устройства 16. Стабильность частоты сигнала обеспечивается выпускаемым серийно стандартом 12 частоты, используемым в качестве опорного источника для управляемых генераторов 1, 9 и частотомера 6.

Регулятор амплитуды работает следующим образом. .

Выходное переменное напряжение

20 управляемого генератора 1 поступает через управляемый делитель 17 на выход регулятора 2 амплитуды. Это напряжение преобразуется детектором 23 или 14 в постоянное и через коммута25тор 24 поступает иа инвертирующий вход дифференциального усилителя 19. На неинвертируюш 1й вход этого усилителя поступает выходное опорное напряжение цифроаналогового преобразо30вателя 18. Разностный сигиал непосредственно или через инвертор 22 воздействует на управлякяцие элементы 20 и 21, которые изменяют коэффициент передачи управляемого делителя 17 до

35 равенства опорного и сравниваемого напряжений на эходах дифференциального усилителя 19. По командам управляющего вычислительного устройства 16 изменяется коэффициент передачи

40 цифроаналогового преобразователя 18, а сигнал для сравнения может подклю-. чаться коммутатором 24 с выхода второго детектора 14. Тем самым обеспечивается стабильность и управление

5 уровнем амплитуда переменного напряжения либо на входе аттенюатора 3, либо селективного усилителя 7. Регулятор 10 амплитуда работает аналогично. В режиме измерения коэффициен50та усиления на частоте настройки при больших усилениях регулируемых селективных усилителей, перестраиваемых по частоте, управляющее вычислительное устройство 16 устанавливает значение коэффициента пермадачи аттенюатора 3 обратно пропорциональное значению коэффициента усиления испытуемого усилителя и подключает через 5 коммутатор 24 выход детектора 23 к неинвертирующему входу дифференциаль ного усилителя 19. При этом на ходе аттенюатора 3 поддерживается стабиль ной амплитуда переменного напряжения Выходной сигнал селективного усилителя 7 измеряется с помощью детектора 5 и вольтметра 8, а значение его вводится в оперативную память управляющего вычислительного устройства 16, которое вычисляет значение коэффициента усиления и проводит допусковую оценку. . При малых значениях коэффициента усиления регулируемого усилителя и, соответственно, требуемых малых затуханиях аттенюатора 3 на коэффициент передачи, аттенюатора 3 существенное влияние оказывает входное сопротивление селективного усилителя 7. Это вносит дополнительную погрешность измерения его коэффициента усиления. Поэтому малые значения коэффициента усиления регулируемого селективного усиления 7, перестраиваемого по частоте, измеряются в три такта. Первые два такта измерения проводятся при больших (например 20 дБ) значениях коэффициента К селективного усилителя 7. Результат ; измерения в первом такте Н создан с входными величинами и искомым параметром следующей зависимостью N-,,, где Uj - значение опорного напряжения, установленного на выходе цифроаналогового преобразователя 18; Kq - коэффициент передачи аттенюатора 3. Во втором такте,, при том же значении усиления К селективного усилителя 7, устанавливается значение коэффициента передачи аттенюатора 3 . а значение напряжения U уменьшаетс до тех пор, пока результат измерения NJ станет равным N. Результат измерения во втором такте определяется из (2) N, U,T. В третьем такте устанавливается значение коэффициента усиления К К селективного усилителя 7, которое неббходимо проконтролировать. Результат измерения 85 Управляющее вычислительное устройст во 16 вычисляет искомое значение Kj усиления по формуле . м к„и Поскольку результат контроля К, по формуле (4) не содержит коэффициента Kfl, подверженного влиянию входного сопротивления селективного усилителя 7, точность измерения малых значенийкоэффициентов усиления значительно выше по сравнению с известным устройством. В режиме измерения динамической полосы пропускания селективного усилителя 7 и ее коэффициента прямоугольности, с помощью первого коммутатора 13 подключаются выходы аттенюаторов 3 и 11 к входу селективного усилителя 7, Частота синусоидального сигнала, например, в первом управляемом генераторе 1 устанавливается равной частоте f, настройки селективного усилителя 7, а во втором управляемом генераторе 9 f с расстройкой на величину ступени квантования по частоте. Регуляторы 2 и 10 амплитуды поддерживают стабильными амплитуды сигналов на входах аттенюаторов 3 и .П , Измерения проводятся в два такта. В первом такте уровень сигнала на выходе регулятора 0 амплитуды и коэффициент передачи аттенюатора 11 устанавливаются минимальными. Коммутатор 15 поочередно подключает выходы детекторов 5 и 14 к входу вольтметра 8, Измеренное действующее значение выходного напряжения селективного усилителя 7 (i ш помощью детектоpa 5 и вольтметра 8 заносится в оперативную память управляющего вычислительного устройства 16. Изменением опорного напряжения регулятора 10 амплитуды и- затуханием аттенюатора 11 на выходе последнего устанавливается сигнал, уровень которого равен уровню сигнала на выходе аттенюатора 3. Напряжение на выходе детектора 5 определяется выражением 7 1 где К- - коэффициент усиления селективного усилителя на частоте настройки; - коэффициент, опредёляющий уровень, на котором измеряется динамическая полоса пропускания; коэффициент усиления селективного усилителя 7 на частоте f j. Управляющее вычислительное устройство 16 изменяет коды управления управляемого генератора 9 в сторону увеличения f1 и уменьшения f частоты формируемого им сигнала по отношению к частоте настройки селективного усилителя 7 до тех пор, пока действующее значение напряжения на 196785 его Дина селе А оп Коэф ческ ется где,

Фиг1 8 выходе не станет равным Ua мическая полоса пропускания лГя ктивного усилителя 7 на уровне ределяется из выражения (3) &L-n-f:. фициент прямоугольности динамиой полосы пропускания определяиз выражения (4) к ..ihh . jfjAi. динамическая поло са пропускания селективного усилителя, соответственно, на уровнях А и .

Г начало j

I Яюакаю

-XD

/Псяютбка яоЛов упраблемия па адреса KeHHjfrnamofof /3,fis,2

/Установка кодоб управления по адрес ан/ щраЛяаеных емератороЛ (ff/

. 1

7

/

, IkufeMoiKo подов уп/ра /гвния itoa oecoff peejf/iffmopoo анп/ттуды Z,10

/ g вттенюатороо 3,f/

7

Е

X (00/н тметрав, частотомера 6)/

ft

fПроверка mauvutt гато6н хти м концу U3HepumeM ftoeoi

I

IBSoO изне/рвммоао опера muMff понять

Фиг.9

7

нет

/

Обработка резулйтатоб бнутри такта

/Обработка и бшбод результатов на / азначенное устройство сбязи с олераторогу

Г Останов

Фиг.6