Устройство для автоматического измерения амплитудно-частотных характеристик Советский патент 1987 года по МПК G01R27/28 

1 . 1328768 .2

Изобретение относится к техникедом блока 8 управления, выход элеменизмерений и может быть использованота 13 соединен с первым входом элемендля автоматического измерения ампли-та ИЛИ 15, второй вход которого соедитудно-частотных характеристик (АЧХ)иен с выходом триггера 14 и устаночетырехполюсников.вочным входом счетчика 16, первый и

Целью изобретения является расши-второй входы запоминающего блока 12

рение динамического диапазона.являются первым и вторым входами блоНа фиг.1 представлена структурнаяка 12 управления и соединены с шина- схема устройства; на фиг.2 - времен- Qми Ввод кода f и Ввод кода fg Ные диаграммы, поясняющие работу уст-устройства, Первьш выход запоминаю- ройства:; на фиг.З - блок управлениящего блока 12 соединен с вторым вхо- устройства, вариант технической реали-дом счетчика 16, а второй выход под- зации,ключен к первому входу блока 17 совУстройство (фиг,1) содержит гене- 15падения кодов, второй вход которого

ратор 1 модулирующего напряжения, пе-соединен с выходом счетчика 16 и яврестраиваемый генератор 2, исследуе-ляется первым выходом блока 8 управмый четырехполюсник 3, компаратор 4,,ления. Первый вход триггера 14 являсчетчики 5 и 6, цифроаналоговый пре-ется третьим входом блока 8 управлеобразователь (ЦАП) 7, блок 8 управле- 20ния. Второй вход триггера 14 подклюния, буферный регистр 9, первую 10 ичен к выходу блока 17 совпадения ковтор-ую 11 клеммы устройствадов.

для подключения исследуемого четырех- Генератор 1 модулирующего напря- полюсника, вкоднзто клемму Запуск,женин выполнен на ЦАП, величина диск- даны Б:вод кода f и Ввод кода fg 25рета напряжения на выходе которого и, и шины Выход 1 и Выход 2.следовательно, диапазон изменения

При этом генератор 1 модулирующегочастоты uf перестраиваемого генератосигнала через перестраиваемьй генера-ра 2 задается уровнем опорного напрятор 2 соединен с первой клеммой 10жения ЦАП.

для подключения исследуемого четьфех- ЗО Устройство работает следующим обполюсника 3 и первым входом с.четчи-разом.

ка 6, первый выход которого через Время полной перестройки перестраиЦАП 7 соединен с вторым входом ком-ваемого генератора 2 в исследуемой попаратора 4, первый, вход которого под-лосе частот от f,, до fg состоит из

ключен к второй клемме 11 устройства, сJ интервалов времени. Количество инВыход компаратора 4 соединен с вхо-.тервалов N определяется из выражедом счетчика 5, Шины Ввод кода и Ввод кода f g и входная клеммаfg - fi

Запуск соединены с соответствующи- N т;()

ми входами блока 8 управления, первый 40

выход которого подключен: к управляю-где f - верхняя частота исследуемой

щему входу генератора 1 модулирующе-полосы частот;

го напряжения и первому входу буфер- нижняя частота исследуемой

ного регистра 9, вторым входом соеди-полосы частот;

ненного с выходом счетчика 5. Вто- 45 uf - выбранный диапазон изменения

рой выход блока 8 управления соединенчастоты перестраиваемого гес установочными входами счетчиков 5нератора на одном интервале

и 6. Второй выход счетчика 6 соединенвремени,

с четвертым входом блока 8 управления Значения кодов f и f вводятся в

и третьим входом буферного регистра ggблок 8 управления перед началом кз9, шины кодов Выход 1 и Выход 2 мерения. Амплитуда напряжения на выхокоторого являются выходами устройства..де перестраиваемого генератора 2 пОдБлок 8 управления (фиг.З) вьшолнендерживается постоянной во всей иссле- в виде запоминающего блока 12, эле-дуемой полосе частот. мента 13 задержки, триггера 14, эле- gg В начале первого интервала време- мента ИЛИ 15, счетчика 16 и блока 17ни с первого выхода блока 8 управ- совпадения кодов. При этом вход эле-ления на вход генератора 1 модули- мента 13 задержки соединен с уходомрующего напряжения и первый вход ре- счетчика 16 и является четвертым вхо-гистра 9 поступает цифровой код, со3

fu

Напряжени

ответствующин частоте с выхода генератора 1 модулирующего напряжения, пропорциональное цифровому коду, поступает на управляющий вход перестраиваемого генератора 2 и устанавливает его частоту равной f J,, Счетчики 5 и 6 установлены в иходное состояние напряжением, поступающим с второго выхода блока 8 управления.

С приходом на входную клемму Запуск блока 8 управления внешнего импульса напряжение на втором выход блока 8 управления устанавливается равным нулю, и счетчики 5 и 6 переводятся в исходное состояние. В счечике 6 начинается подсчет числа периодов п сигнала с перестраиваемого генератора 2. Цифровой код числа п первого выхода счетчика 6 поступает на ЦАП 7, на выходе которого формируется ступенчатое линейно нарастаю

щее напряжение рое имеет вид

и

ЦАП

и

и,АП

uU-n,

(фиг.2а), кото- (2)

и

где Ы1 - величина дискрета напряжения на выходе ЦАП. Ступенчатое напряжение с выхода ЦАП 7 поступает на второй вход компаратора 4, на первый вход которого поступает напряжение с выхода исследуемого четырехполюсника 3 (фиг.25). В компараторе 4 происходит сравнение амплитуды каждого периода колебания с выхода исследуемого четырехполюсника 3 со ступенчатым линейно нарастающим напряжением ЦАП 7. Число периодов m напряжения с выхода исследуемого четырехполюсника 3, превысивших ступенчатое напряжение (фиг.2Ь), определяется из выражения ()

и,„

m ----.(3)

ди

где и., - амплитуда напряжения с выИЗМ

хода исследуемого четырехполюсника 3;

- величина дискрета линейно нарастающего напряжения н выходе ЦАП 7.

Величина дискрета uU, а следовательно, и разрядность ЦАП 7 выбираются, исходя из требуемой точности измерения АЧХ. Число m подсчитьшается в счетчике 5 и поступает в буферный регистр 9. Емкость п счетчика 6 выбирается из условия

и

ПГ

Iu.

(4)

0

0

5

где и

ПГ

- амплитуда напряжения на выходе перестраиваемого генератора 2.

После того, как число периодов п сигнала с перестраиваемого генератора 2, поступивших на вход второго счетчика 6, превысит емкость счетчика 6 п

Макс

на его втором выходе формируется сигнал переполнения, поступающий на третий вход буферного регистра 9 и разрешающий ему передачу

на первый выход устройства Выход 1 цифрового кода частоты, поступающего с первого выхода блока В управления и соответствующего частоте перестраиваемого генератора 2, а на второй выход устройства Выход 2 цифрового кода с выхода первого счетчика 5, соответствующего амплитуде сигнала с выхода исследуемого четырехполюсника 3 на данной частоте. Таким образом, после преобразования кодов частоты и амплитуды сигналов 6 блоке индикации и регистрации (не показан) осуществляется измерение значения АЧХ в начальной точке частотного диапазона.

0 I

Импульс переполнения с второго выхода второго счетчика 6 одновременно поступает на блок 8 управленр1я в результате чего происходит возрас5 тание на.единицу цифрового кода частоты и частота перестраиваемого генератора 2 возрастает на величину д. Затем блок 8 управления формирует на втором выходе импульс сброса счетчи0 ков 5 и 6 и процесс измерения АЧХ повторяется для следующей точки частотного диапазона.

45

50

55

После измерения значения АЧ.Х исследуемого четырехполюсника 3 на частоте fg на первом выходе блока В управления формируется цифровой код, соответств;ующей частоте f„ перестраиваемого генератора 2, а на втором выходе появляется постоянное напряжение которое устанавливает счетчики 5 и 6, в исходное состояние и держит их в этом состоянии до прихода на блок 8 управления следующего импульса запуска. Подачей импульса запуска весь цикл измерения АЧХ может быть повторен.

Блок 8 управления работает следующим образом.

1328768

Перед началом измерений в запоминающий блок 12 вводятся цифровые коды значений f, и f . Триггер 14 находится в единичном состоянии Сигнал с триггера 14 поступает через элемент ИЛИ 15 на второй выход блока 8 управления, а также на перВЕЖ вход счетчика 1 6 и производит запись )з него кода числа „, Этот код поступает с выхода счетчика 16 на первый выход блока 8 управления Импульс запуска поступает на вход триггера 14 и переводит его в исходное состояние. Начинается цикл измерения АЧХ„ С приходом на вход блока 8 управления импульса переполнения код, записанный в счетчик 16, возрастает на единицу. На второй выход блока 8 управления и шульс переполнения проходит через элемент 14 задержки и элемент ИЛИ 15, Величина задержки выбрана больше, чем длительность переходных процессов в устройстве при изменении частоты, В блоке 17 совпадения кодов происходит сравнение кодов текуидего значения частоты, записанного в счетчике 16, и частоты fц, При совпадении кодов на выходе схемы блока 17 совпадения формируется импульс, переводящий триггер 14 в единичное состояние, а в счетчик 16 вновь записывается код чис-ла f 1. После этого с пршгодом внешнего импульса Запуск весь цикл работы повторяется.

Динамический диапазон измерений определяется чувствительностью компаратора 4 и минимальной величиной изменения напряжения и II на выходе ПАП 7.

При соответствующем: выбора уровней названных параметров динамический диапазон может быть расширен ие менее чем на 20 дБ без зшеличения объема оборудования.

рмула

6

3 о

бретения

Устройство для автоматического измерения а тлитудно-частотных характеристик, содержащее последовательно соединенные генератор модулирующего напряжения и перестраиваемый генератор, выход которого соединен с первой клеммой устройства для подкс1юче- ния исследуемого четырехполюсника, компаратор, первый счетчик, блок управления и цифроаналоговый преобразователь, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, в него введены второй счетчик и буферный регистр, при этом вторая клемма устройства для подключения исследуемого четьфехполюсника через компаратор соединена с. входом первого счетчика,, второй вход компаратора через цифроаналоговый преобразователь подключен к первому выходу второго счетчика, вход которого соединен с выходом перестраиваемого генератора,

первый и второй входы блока управления соединены с шинами устройства Ввод кода f и Ввод кода f соответственно, третий вход блока управления соединен с входной клеммой Запуск устройства, первьш выход .блока управления соединен с первым входом буферного регистра и управляющим входом генератора модулируюшег О напряжения,, выполненного с цифровьм управляющим входом, второй выход блока упоавления подключен к установочным вхо«

дам первого и вогорого счетчиков, выход первого счетчика соединен с вторым входом буферного регистра, третий вход которого соединен с четвертым входом блока з равления и вторым выходом второго счетчика, первый и второй выходы буферного регистра соединены с выходньши шинами устройства Выход 1 и Выход 2 соответственно ,

1328768

Изобретение относится к технике измерений и служит для расширения динамического диапазона. Устройство содержит генератор 1 модулирующего напряжения, перестраиваемый генератор 2, компаратор 4, счетчик 5, циф- роаналоговый преобразователь 7 и блок 8 управления. Введение счетчика 6 и буферного регистра 9 позволяет динамический диапазон измерений определять чувствительностью компаратора 4 и минимальной величиной изменения напряжения на выходе цифроана- логового преобразователя 7, При соответствующем выборе уровней параметров динамический диапазон может быть расширен не менее чем на 20 дБ без увеличения объема оборудования. 3 ил. , Bfa3 ,eso3 KoSafH Одаfa ,Запуск. (Л С

бноЭ

от

бе/ход/

На

генератор 1 и рееистрЗ

йылод ,на cvemvuHu 5и6

Редактор О,Головач

Заказ 3480/48Тираж 730 Подписное

ВНИЖИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

fuf.J

Составитель Л.Муранов

Техред М.Ходанич Корректор А,Знмокосов