Устройство для измерения фазоамплитудных характеристик четырехполюсников Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Нзобрс тение отиос;ится к рялиоизмерительнои технике н может быть использовано для автоматическс:)го измерения зависимости фаэогзого сдвига на выходе исследуемого четырехполюсника от изменения амплитуды гармонического сигнала на его входе. Цель изобретения - повьпиение точности измерения фазоамплитудных характеристик четырехпол1ос 1иков при ограниченном времени измерения за счет изменения длительности измерения каждой точки фазоамплитудной характеристики исследуемого четырехполюсника при изменяемой амплитуде сигнала на входе того же четырехполюсника.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения фазоамплитудных характеристик четырехполюсников содержит регулятор 1 уровня, генератор 2 синусоидальных сигналов, индикатор 3, первый счетчик 4, преобразователь 5 фаза - интервал времени, исследуемый четырехполюсник 6, генератор 7 тактовых импульсов, первый 8 и второй 9 делители частоты с переменным коэффициентом деления,блок 10 квантования и второй счетчик 11. Сигнальный вход регулятора 1 уровня подключен к выходу генератора 2 синусоидальных сигналов, а управляющий вход объединен с первым входом индикатора 3, управляющими входами делителей 8 и 9 частоты с переменным коэффициентом деления и подключен к выходу первого счетчика 4, вход которого объединен с установочным входом второго счетчика 11 и подключен к выходу второго делителя 9 частоты с переменным коэффициентом деления, импульсный вход которого, в свою очередь, подключен к выходу генератора 7 тактовых импульсов. Один из входов преобразователя 5 фаза - интервал времени подключен к одному из выходов регулятора 1 уровня непосредственно, другой подключен к другому выходу регулятора 1 уровня через исследуемый четырехполюсник 6, а выход преобразователя 5 фаза - интервал времени через блок 10 квантования соединен с импульсным входом первого делителя 8 частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с импульсным входом счетчика 11. Выход

69049г

счетчика 11, п свою очерел., соединен с вторым входом индикатора }.

Регулятор 1 уровня представляет собой управляемый кодом четырехпо5 люсник с изменяемым коэффициентом передачи. Наилучшие результаты обеспечиваются при выполнении регулятора 1 уровня в виде последовательного соединения ячеек ослабления (усиле10 ния), включение и выключение которых производится в двоичной системе по выходному коду счетчика 4. Коэффициент передачи каждой ячейки, начиная со второй, определяется из выраf5 жения

2

К К,

m ,

где i 2,3,...,п - номер ячейки; начальный коэффициент передачи регулятора 1 уровня (коэффициент передачи первой ячейки), дБ;

m - шаг квантования уровня испытательного сигнала, дБ.

Необходимое число ячеек ослабления или усиления п определяется заданным рабочим динамическим Диапазоном D из выражения

0(6) t 2

-2

m

t г

Делители 8 и 9 частоты с переменным коэффициентом деления могут быть

выполнены на основе счетчика с управляемой емкостью, счетчика с предварительной записью заданных чисел (кодов) , совокупности последовательно или параллельно соединенных триггеj ров делителей частоты. В последнем случае делитель 8 или 9 частоты с переменным коэффициентом деления содержит собственно триггерные делители 12(13) частоты с отдельными выходами и коммутатор (селектор-мультиплексор) 14(15), входы которого соединены с выходами делителя 12(13). В общем случае число выходов делителя 12(13) равно числу уровней квантования (ступеней) N испытательного сигнала. Соотношения коэффи1Д1ентов деления по выходам делителей 12(13) должны отвечать условию

3

r-L.

-V

где P - коэффициент деления; . i 1,2...;

N - номер ступени испытательного сигнала;

А - уровень иcпытaтeлIJHoгo сигнала.

При шаге квантования 1 дБ коэффициенты деления по соседним выходам делителя 12(13) должны отличаться примерно в 1,26 раза, что соответствует ряду: 10,13,16,20,25,32,40 и т.д. Указанные коэффициенты деления по выходам делителя 12 (13) могут быть получены комбинацией последовательного и параллельного соединения триггерных делителей частоты. В любом случае входы делителей 12 и 13 частоты образуют импульсные входы делителей 8 и 9 частоты с переменным коэффигшентом деления, адресные входы мультиплексоров (коммутаторов 14 и 15 образуют управляющие входы делителей 8 и 9, выходы коммутаторо 14 и 15 образуют выходы делителей 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

На выходах управляемого регулятора 1 уровня формируются синусоидальные испытательные сигналы, уровень (амплитуда) которых, однозначно определяется состоянием счетчика 4. Длительность ступени квантованного испытательного сигнала, в свою очередь, зависит от периода тактовых импульсов на выходе генератора 7 и коэффициента деления делителя 9 частоты, определяемого также значением выходного кода счетчика 4 (номером ступени), и равна

ТС;-Р, -Т,, ,

где Т - период тактовых импульсов

на выходе генератора 7. Фазовые сдвиги, возникающие в исследуемом четырехполюснике 6 при воздействии на него испытательного сигнала, преобразуются в прямоугольные импульсы (фазовые интервалы), длительного которых по отношению к периоду пропорциональна разности фаз сигналов на входе преобразователя 5 фаза - интервал времени. Полученные таким образом фазовые интервалы в блоке 10 квантования заполняются счетными квантующими импульсами, ко690494

личестно которых в пределах длительности ступени испытательного сигнала после нормировки в делителе 8 частоты с переменным коэфс)ициентом деле 5 ния подсчитывается счетчиком 11, по выходному коду которого ироизводится вертикальное смещение (отклонение) световой метки на экране индикатора

3.Горизонтальное перемеп1ение метки 10 производится в соответствии с уровнем (номером ступени) испытательного сигнала по выходному коду, счетчика

4.Начальная установка счетчика 11 производится по выходному сигналу

5 (импульсу) делителя 9 частоты одновременно со сменой кода (номера) ступени испытательного сигнала, что позволяет обеспечить однозначность показаний индикатора 3 и разности фаз

0 сигналов на входе преобразователя 5.

Пусть измерение фазоажтлитудной характеристики (ФАХ) начинаетсяс минимального уровня испытательного сигнала.. Тогда в соответствии с вы5 ходным кодом счетчика 4 выход коммутатора 15(14) связан с выходом делителя 13(12) частоты, по которому коэффициент деления максимален (например Р, ) . Через интервал времени

0 сы (; на выходе 1 появляется импульс, который проходит через коммутатор 15 на вход счетчика 4. Выходной код счетчика 4 изменяется, изменяя тем самым уровень испытательных сигналов на выходах регулятора 1 уровня и положение световой метки на экране индикатора 3 (по горизонтали) . Одновременно коммутаторы 14 и 15 переключаются на выходы делителей 12 и 13, по которым коэффициент деления меньше (). Через интервал времени TcN-i ти выходе делителя 13 появляется импульс, который через коммутатор 15 проходит на вход счетчика 4, вызывая очередную смену кода на его выходе и связанные с этим явления в других узлах и блоках измерителя ФАХ. Указанные процессы продолжаются до тех пор, пока счетчик 4 не заполнится, что соответствует максимальному уровню испытательных сигналов, после чего цикл измерения ФАХ возобновляется.

Таким образом, в предлагаемом устройстве одновременно с изменением уровня с помощью делителя 9 с переменным (управляемым) коэффициентом деления производится изменение дли

Изобретение может быть использовано для автоматического измерения зависимости фазового сдвига на выходе исследуемого четьфехполюсника от изменения амплитуды гармонического сигнала на его выходе. Цель изобретения - повьшение точности измерения при ограниченном времени измерения. Устройство содержит регулятор 1 уровня, генератор 2 синусоидальных сигналов, индикатор 3, счетчик 4,преобразователь 5 фаза - интервал времени, генератор 7 тактовых импульсов. Введение делителей 8 и 9 частоты с переменным коэффициентом деления, блока 10 квантования, счетчика 11 с образованием новых связей между элеа ментами устройства изменяет длительность измерения каждой точки фазо(Л амплитудной характеристики исследуемого четырехполюсника 6 при изменяемой амплитуде сигнала на входе этого четырехполюсника. 1 ил. ю а :о со