Устройство для автоматического измерения параметров амплитудно-частотной характеристики избирательного четырехполюсника Советский патент 1986 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к технике измерений и Может быть использовано для измерения с цифровой индикацией параметров амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) избирательных линейных четырехполюсников в област высоких частот, а именно ширины полосы пропускания, средней и граничных частот полосы пропускания.

.Целью изэбретения является повышение точности измерения средней частоты полосы пропускания и расширение функциональных возможностей

устройства за счет измерения нижней

I

и верхнея граничных частот полосы

пропускания избирательного четырехполюсника.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу схемы,. Верхние индексы} , И , Ш. , У сигналов 1/5 (t) и индекс W сигнала и. (l) обозначают режимы измерения соответственно средней, нижней, верхней граничных Частот и полосы пропускания избирательного четырехполюсника.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 треугольного напряжения, генератор 2 качающейся частоты, испытуемый че- тьфехполюсник 3, детектор 4, поро- говьш формирователь 5 импульсов, формирователь 6 интервалов счета (ФИС), реверсивный счетчик 7 и цифровой индикатор 8.

Формирователь 6 содержит последовательно соединенные логический блок 9 и переключатель 10 режимов работы. Первая и вторая клеммы 11 и 12 устройства предназначены дпя подключения исследуемого четырехполюсника.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 треугольного напряжения подает на управляющие входы генератора 2 качающейся частоты и 4)оркирователя 6 интервалов счета напряжение U (t). Испытательный сигнал генератора 2 качакяцейся частоты с частотой, изменяющейся по треугольному закону, поступает на вход испытуемого четырехполюсника 3 и на счетньй вход реверсивного счетчика 7. Выходной сигнал четырехпо- пюсника 3 преобразуется детектором 4 в напряжение U (t) , которое по

0

5

0

5

0

5

0

5

ступает на вход порогового формирователя 5 импульсов. На первом выходе формирователя 5 появляется импульс и,, () в момент перехода про- детектированного сигнала через опорный уровень в сторону нарастания. На втором выходе появляется импульс Ur(t) в момент перехода продетекти- рованного сигнала через опорный уровень в сторону уменьшения. Эти импульсы поступают соответственно на первьй и второй входы формирователя 6 интервалов счета, который представляет собой последовательно соединенные логический блок 9 и переключатель 10 режимов работы.

Логический блок 10 имеет три выхода, на каждом .из которых формиру- ю,тся соотв етственно сигналы U (t), UV (t) и U (i-) . Два выхода переключателя являются выходами ФИС.

Наличие импульса U (t) на первом выходе формирователя 6 разрешает счет реверсивному счетчику 7 в режиме суммирования. Наличие импульса

и. (t) на втором выходе разрешает

°(

счет реверсивному счетчику в режиме вычитания, что необходимо при измерении ширины полосы пропускания испытуемого четырехполюсника. Циф- ровой индикатор обеспечивает индикацию результатов измерений.

Устройство работает в режимах Т , Г( . ill 9 ri/ соответствующих измерениям средней частоты, верхней и нижней граничных частот и Еирины полосы пропускания четырехполюсника. В режиме 1 измерения средней частоты полосы пропускания сигналы UjCt) U5(t), а UJt) 0. Формирователь 6 интервалов счета пропускает на вход разрешения суммирования реверсивного счетчика импульсы и(1) UT, (i,) с первого выхода порогового формирователя 5 импульсов как во время нарастания напряжения генератора треугольного напряжения (момент 1, , фиг.2), так и во время его убьшанрш. (момент 1т, фиг.2), Длительность одного импульса U () и Ji, (t) порогового формирователя 5 импульсов равна половине времени измерения частоты, В результате на выходе реверсивного счетчика 7 по окончании периода треугол1 ного напряжения имеется код средней частоты полосы пропускания избирательного четырехполюсника 3. При этом

математическое выражение для средней частоты { имеет вид

f -i-.()dt. W tft«

it - длительность интервала

разрешения счета, равная половине времени измерения частоты;

в соответственно нижняя и

верхняя граничные частоты полосы пропускания четырехполюсника;аи. Время свипирования генеftMX

ратора 2 в пределах полосы пропускания четырехполюсника.

После преобразований с точностью единицы счета

Л-

2at

AiffK f.в

Это математическое выражение указывает на отсутствие методической погрешности измерений.

В режиме Ti измерения нижней граничной частоты полосы пропускания сигнала Uj () U (t), а U(t) 0. Формирователь 6 интервалов счета пропускает на вход разрешения суммирования реверсивного счетчика импульс Uj (t) с первого выхода порогового формирователя 5 импульсов при возрастании напряжения генератора треугольного напряжения (момент j , фит.2), а с второго выхода - импульс Ui,(f) при убьшании (момент f. , фиг. 2). В результате по окончании периода треугольного напряжения на выходе реверсивного счетчика имеется код нижней граничной ча стоты „ полосы пропускания. Математическое выражение для измерения ( имеет

- ..

LO АЧХ

dt f f (f, Гв-1н

3ffh--r

- -L

)dt .

о -АЧХ После преобразования с точностью

до единицы счета

H(fH-fH)dt-f

и

что указывает на отсутствие методической погрешности.

В режиме Ш измерения верхней граничной частоты полосы пропускания сигнала Us (О (t) , а U (i) 0. Формирователь 6 интервалов счета пропускает на вход разрешения суммирования реверсивного счетчика 7 импульс Ut(t) с второго выхода п6рогового формирователя 5 импульсов при нарастании напряжения генератора треугольного напряжения (момент tj, фиг. 2), а с первого выхода - импульс Ui,(t) при убываний (момент

ti, фиг.2). В результате по окончании периода треугольного напряжения на выходе реверсивного счетчика 7 имеется код верхней граничной частоты fg полосы пропускания. Математическое выражение для измерения { имеет вид

АЧХ

д1

1 ,,()di

Тцл,м i- ° -АЧХ

At f ,( т

Г / В Д и III

К Б т dt

о АЧХ- -i После преобразовайий с точность - до единицы счета

f.) - -что указывает на отсутствие методической погрешности.

В режиме w измерения ширина полосы пропускания сигнала U(t) ) l7(i:), а Ug (t) . Фор- мирователь 6 интервалов счета пропускает па вход разрешения суммирования реверсивного счетчика 7 импульс

0 Uf,(t) с второго выхода порогового формирователя 5 импульсов во время нарастания напряжения генератора треугольного напряжения (момент, , фиг.2), а с первого выкода - импульс Uj(t) во время убывания (моментtj, фиг.2). На вход разрешенная вычитания реверсивного счетчика 7 формирователь 6 интервалов счета пропускает импульс 1/3 (t) с первого выхода поро- гового формирователя 5 импульсов при нарастании напряжения генератора треугольного напряжения (моментt,,фиг.2) ,

а с второго выхода - импульс U(t) при убывании (момент, фиг.2). В результате по окончании периода треугольного напряжения на выходе реверсивного счетчика 7 имеется код ширины полосы пропускания д избирательного четырехполюсника. Математическое вьфажение для измерения а { имеет вид

4-;r.-M5(v-%

fe-f

il- t)dt .

АЧХ

/(V 4rt-I(U% Udt

at , г 16 I

-Jfv- O-tiJt

120507Г6

После преобразований с точностью до единицы счета

f -irtffBH -,,Ut fB;fH,

что указывает на отсутствие методической погрешности.

Методическая погрешность измерений исключена, так как один из им- Q пульсов пары UjC-) имеет сдвиг

вверх, а другой - вниз по отношению к истинному значению частоты, что обеспечивает компенсацию погрешности.

Составитель Л.Муранов Редактор А.Лежнина Техред С.Мигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 8523/47 Тирг1ж 747Подписное

ВНИИПИоГосударствеиного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ГОШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4