Устройство для допускового контроля амплитудно-частотной характеристики четырехполюсников Советский патент 1987 года по МПК G01R27/14 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и, может быть использовано для автоматического допускового контроля амплитудно- частотной характеристики четырехполюсников (АЧХЧ) с одновременным автоматическим измерением и регистрацией уровней АЧХ и частот, на которых уровни АЧХ выходят за пределы нормы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем одновременного автоматического измерения и регистрации уровней отклонений АЧХЧ четырехполюсников от установленной нормы и частот, на которых эти нормы не выполняются.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - блок логической обработки и индикации.

Устройство для допускового контроля АЧХ четырехполюсников (фиг. 1) содержит эталонный четырехполюсник 1 первый и второй детекторы 2.1 и 2.2, управляемый делитель 3 напряжения, выполненный, например, в виде коммутируемой цепочки сопротивлений, компаратор 4 верхнего уровня, выполненный, например, в виде триггера Шмит- та, блок 5 логической обработки и индикации, генератор 6 качающейся частоты, исследуемый четырехполюсник 7, компаратор 8 нижнего уровня, выполненный, например, в виде триггера Шмитта, элемент НЕ 9, цифровой частотомер 10, например, электронно-счетный частотомер, цифровой регистратор 11, выполненный в виде цифропе- чатающего устройства, блок 12 управления, выполненный, например, в виде последовательно соединенных источника напряжения и контактной кнопки (для запуска генератора 6 качающейся частоты и перевода триггеров в положение логического нуля), и многопозиционного переключателя на два направления - для установки требуемого коэффициента деления делителя 3 напряжения, элемент ИЛИ 13, элемент И 14, первый и второй измерители 15.1 и 15.2 напряжения, например, цифровые вольтметры, первый и второй блоки 16.1 и 16.2 вычитания, блок 17 дифференцирования, выполненный в виде дифференцирующей цепочки, элемент 18 задержки. При этом гене0

5

0

0

ратор 6 качающейся частоты через клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника 7 и детектор 2.2 соединен с первыми входами компараторов 4 и 8 верхнего и нижнего уров- нсй, входы которых подключены к блоку 5 логической обработки и индикации, и блок 12 управления, соединенный с генератором 6 качающейся час- ТС1ТЫ и делителем 3 напряжения, вы- хсщы которого соединены с вторыми в :одами компараторов 4 и 8. Вход эталонного четырехполюсника 1 соединен с выходом генератора 6 качающейся: частоты, а выход эталонного четырехполюсника 1 через дополнительный детектор 2.1 и делитель 3 напряжения подключен к вторым входам компа- ргторов 4 и 8, а управляющий вход 6j:oKa 5 логической обработки и индикации соединен с выходом блока 12 управления, вход цифрового частотомера 10 подключен к выходу генерато5 ра 6 качающейся частоты, последовательно соединены первый блок 16.1 вычитания, первый и второй входы которого подключены соответственно к - первому и второму входам компаратора 8 нижнего уровня, первый измеритель 15.1 напряжения и регистратор 11, второй информационный вход которого соединен с выходом цифрового чсстотомера 10, последовательно соединены второй блок 16.2 вычитания, первый и второй входь которого под- к;::ючены соответственно к первому и В1орому входам компаратора 4 верхнего уровня, и второй измеритель 15.2 напряжения, выход которого соединен с третьим информационным входом регистратора 11, элемент ИЛИ 13, первый и второй входы которого под.- ключены соответственно к первому и второму выходам блока 5 логической обработки и индикации, последовательно соединены третий элемент НЕ 9, выход которого подключен к третьему выходу блока 5 логической обработки и индикации, элемент И регистрации информации, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 13, блок 17 дифференцирования, выход которого также подключен к упс равляющим входам первого и второго блоков 16.1 и 16.2 вычитания и цифрового частотомера 10, и элемент 18 задержки, выход которого соединен с управляющими входами первого и второ5

0

5

0

го измерителей 15.1 и 15.2 напряжения и цифрового регистратора 11.

Блок 5 логической обработки и индикации (фиг. 2) содержит элементы НЕ 19.1 и 19.2, элементы И 20.1- 20.4. Входы элемента 20.1 соединены с выходами компараторов 4 и 8, а выход соединен через RS-триггер 21.1 с индикатором 22 верхнего уровня поля допуска (Вьше нормы), элемент И 20.2, первый вход которого через элемент НЕ 19.1 соединен с выходом компаратора 4 верхнего уровня, второй вход соединен с выходом компаратора 8 нижнего уровня, а выход соединен с индикатором 23 нормальных значений (Норма), элемент И 20.3, входы которого посредством элементов НЕ 19.1 и 19.2 соединены с выходами соответствующих компараторов 4 и 8, а вькод через RS-триггер 21.2 соединен с индикатором 24 нижнего уровня (Ниже нормы), элемент И 20.4, пер10

15

20

ся блоком 12 управления. Управляемый делитель 3 формирует напряжения верхнего UgM и нижнего уровней компа- рирования, которые подаются на вторые входы компараторов 4 и 8 верхнего и нижнего уровней, на первые входы которых поступает напряжение UK с второго детектора 2,2. Напряжения с компараторов 4 и 8 верхнего и нижнего уровней, соответствующие логическому нулю или логической единице, подаются на блок 5 логической обработки и индикации. При этом выходы компараторов 4 и 8 верхнего и нижнего уровней соединены с входами элементов И 20.1-20.4 блока 5 логической обработки и индикации таким образом, что при U , U,, (Ниже нормы) уровень логической единицы образуется на выходе элемента И 20.3 и втором выходе блока 5 логической обработки и индикации, при U Ug,. (Выше нормы) - на выходе элемента

вый вход которого соединен с выходом 25 первом выходе блока логической обработки и индикации, а при UHU (Норма) - на выходе элемента И 20.2. При этом включаются соответствующие индикаторы 24, 23 и 22 Ниже нормы, Норма, и Вьппе нормы, причем индикаторы 22 и 24 включаются RS-триггерами 21.1 и 21.2 соответственно.

Одновременно напряжения U и U

компаратора 4 верхнего уровня, вто-, рой вход посредством элемента НЕ 19.2 соединен с выходом компаратора 8, а выход через RS-триггер 21.3 подключен к индикатору 25 отказа компараторов (Информация недостоверна) , при этом выходы элементов И 20.1, 20.3 и 20.4 являются также соответственно первым, вторым и третьим выходами блока 5 логической обработки и индикации.

Устройство работает следующим образом.

При подаче команды Пуск генератор 6 качающейся частоты и блок 5 логической обработки и индикации устанавливаются в исходные состояния, при которых генератор 6 начинает перестраиваться в заданном (перекрывающем с некоторым запасом требуемую полосу пропускания исследуемого четырехполюсника 7) диапазоне частот, а RS-триггеры 21.1-21.3 устанавливаются в состояние логического нуля.

ч

Постоянное по амплитуде и изменяющееся по частоте напряжение генератора 6 качающейся частоты, проходя через эталонный и исследуемый четырехполюсники 1 и 7, поступает на детекторы 2.1 и 2.2 соответственно. Продектированное напряжение с выхода первого детектора 2.1 поступает на управляемый делитель 3 напряжения, коэффициенты деления которого задают30

подаются на первый, а напряжения U

35 и Ugn - на второй блоки вычитания 16.1 и 16.2, на выходе которвгх образуются соответственно разности напряжений UHU. и Uy и Ux и UgM, которые соответствуют (при невыполнении нор мы на АЧХ исследуемого четырехполюсника) уровню отклонения АЧХ исследуемого четырехполюсника от установленной нормы. Этот уровень отклонения в меньшую или большую стороны от

5 нормы измеряется соответственно, первым и вторым измерителями 15.1 и 15.2 напряжения, а результат измерения поступает на первый и третий входы регистратора 11, на второй вход кото50 рого поступает измеренное значение частоты сигнала генератора 6 качающейся частоты, подаваемого на вход исследуемого четырехполюсника 7.

55 На тех частотах, на которых АЧХ четырехполюсника не соответствует установленной норме, на первом Bbmie нормы) или втором (Ниже нормы) выходах блока 5 логической обработки

5

0

ся блоком 12 управления. Управляемый делитель 3 формирует напряжения верхнего UgM и нижнего уровней компа- рирования, которые подаются на вторые входы компараторов 4 и 8 верхнего и нижнего уровней, на первые входы которых поступает напряжение UK с второго детектора 2,2. Напряжения с компараторов 4 и 8 верхнего и нижнего уровней, соответствующие логическому нулю или логической единице, подаются на блок 5 логической обработки и индикации. При этом выходы компараторов 4 и 8 верхнего и нижнего уровней соединены с входами элементов И 20.1-20.4 блока 5 логической обработки и индикации таким образом, что при U , U,, (Ниже нормы) уровень логической единицы образуется на выходе элемента И 20.3 и втором выходе блока 5 логической обработки и индикации, при U Ug,. (Выше нормы) - на выходе элемента

25

30

подаются на первый, а напряжения U

и Ugn - на второй блоки вычитания 16.1 и 16.2, на выходе которвгх образуются соответственно разности напряжений UHU. и Uy и Ux и UgM, которые соответствуют (при невыполнении нормы на АЧХ исследуемого четырехполюсника) уровню отклонения АЧХ исследуемого четырехполюсника от установленной нормы. Этот уровень отклонения в меньшую или большую стороны от

нормы измеряется соответственно, первым и вторым измерителями 15.1 и 15.2 напряжения, а результат измерения поступает на первый и третий входы регистратора 11, на второй вход которого поступает измеренное значение частоты сигнала генератора 6 качающейся частоты, подаваемого на вход исследуемого четырехполюсника 7.

На тех частотах, на которых АЧХ четырехполюсника не соответствует становленной норме, на первом Bbmie нормы) или втором (Ниже нормы) выходах блока 5 логической обработки

и индикации вырабатывается напряжение логической единицы, а на третьем выходе - логического нуля. При этом на выходе элемента И 14 регистрации также вырабатывается напряжение логической единицы. Передний фронт этой логической единицы дифференцируется блоком 17 дифференцирования и в виде управляющего импульса поступает на первый и второй блоки 16.1 и 16.2 вычитания и цифровой частотомер 10, а через элемент 18 задержки подается на первый и второй измерители 15.1 и 15.2 напряжения и цифровой регистратор 11. При этом частотомер 10 измеряет частоту, на которой не выполняется норма, первый и второй блоки 16,1 и 16.2 вычитания вычисляют отклонения от верхнего или нижнего допуска АЧХ исследуемого четырехполюсника 7 от установленной нормы, первый и второй измерители 15.1 и 15.2 измеряют уровни отклонений от установленной нормы, а регистратор 11 фиксирует эти уровни четырехполюсника 7 и частоту, на которой отклонения АЧХ четырехполюсника 7 не удовлетворяют установленной, норме.

Таким образом, в течение времени перестройки генератора 6 качающейся частоты в полосе АЧХ исследуемого четьфехполюсника 7 регистрируются йсе уровни отклонений АЧХ исследуемого четырехполюсника от установленной нормы (относительно эталонного четырехполюсника) и частоты, на которых имеют место отклонения от установленной нормы. При этом RS-триггеры 21.1 и 21.2 переводятся в положение логической единицы, а соответствующие индикаторы 22 и 24 срабатывают, на световых табло которых высвечивается информация о соответствующем невыполнении нормы.

В состояние логического нуля RS-триггеры 21.1 и 21.2 переводятся импульсом сброса, который формирует блок 12 управления при повторных измерениях.

3 случае соответствия АЧХ четырехполюсника установленной норме на первом и втором выходах блока 5 логической обработки и индикации в течение всего времени измерений не вырабатывается управляющий импульс блока 17 дифференцирования и не осуществится регистрация измерительной информации.

В случае неисправно.сти пороговых элементов (например, не сработал компаратор 8, не возвращается в исходное состояние компаратор 4 или напряжение и на Ug) на выходе элеме нта И 20.4 вырабатывается напряжение логической единицы, которое переводит RS-триггер 21.3 в состояние логической единицы и соответственно включает индикатор 25 Информация недостоверна, а на третьем выходе блока 5 логической обработки и индикации вырабатывается напряжение логической

единицы. При этом на входе элемента И 14 регистрации вырабатывается на- пряя:ение логического нуля, которое исключает срабатывание элемента И U и соответственно регистрацию

изме:рительной информации.

Ь нулевое состояние RS-триггер 21.3 также переводится в начале измерений импульсом блока управления. Таким образом, предлагаемое устройс:тво по сравнению с прототипом

позволяет одновременно с автоматическим допусковым контролем АЧХ четырех- пользсников измерять и регистрировать уронни отклонений АЧХ четырехполюсников и частоты, на которых эти уровни не соответствуют установленной норме. Иэм грение и регистрация уровней отклонений АЧХ четырехполюсников от установленной нормы осуществляется пут(м автоматических вычислений в вычитающих устройствах разности между напряжениями, соответствующими из- мер ;нному уровню АЧХ и норме, измерения этой разности напряжений и регистрации измерения цифропечатающим устройством.

Частоты, на которых не выполняется 4орма ни АЧХ четырехполюсников, измзряются частотомером путем измерения частоты сигнала генератора качающейся частоты в момент отклонения АЧХ четырехполюсника от установленной нормы, и регистрируются также

цифровым регистратором.

Формула изобретения

Устройство для допускового конт- ролл амплитудно-частотной харак- тер:чстики четырехполюсников по авт.св. № 1101760, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей уст

7134

ройства путем одновременного автоматического измерения и регистрации уровней отклонения амплитудно-частотной характеристики четырехполюсников от установленной нормы и частот, на которых эти нормы не выполняются, в него дополнительно введены последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемент И, блок дифференцирования, элемент задержки и цифровой регистратор, элемент НЕ, два блока вычитания, два измерителя напряжения и цифровой частотомер, подключенный к генератору качающейся частоты, к выходу блока дифференцирования и к управляю

Редактор Ю.Середа

Составитель Л.Устинова Техред М. Ходанич

Заказ 5185/44 Тираж 729Подписное

ВНИИПИ 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

8

щим входам обоих блоков вычитания, первые входы которых объединены и подключены к первым входам компараторов верхнего и нижнего уровней, а вторые входы - к вторым входам компараторов соответственно, выходы блоков вычитания соединены с входами соответствующих измерителей напряжения, управляющие входы и выходы которых подключены к соответствующим входам цифрового регистратора, соединенного с цифровым частотомером, а входы элементов ИЛИ и НЕ подключены к выходам блока логической обработки и индикации.

Фие.2

Корректор М.Демчик

Изобретение может быть использовано для допускового контроля амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) четьфехполюсников (Ч) с одновременным автоматическим измерением и регистрацией уровней отклонений АЧХ и частот, на которых уровни АЧХ выводят за пределы нормы. Устройство содержит эталонный Ч 1, детекторы 2.1, 2.2, управляемый делитель 3 напряжения, компаратор 4 верхнего уровня, блок (Б) 5 логической обработки и индикации, генератор 6 качающейся частоты, исследуемый Ч 7, компаратор 8 нижнего уровня, элемент НЕ 9, цифровой частотомер 10, цифровой регистратор 11, Б 12 управления, элемент ИЛИ 13, элемент И 14, измерители 15.1, 15.2 напряжения, Б 16.1, 16,2 вычитания, Б 27 дифференцирования, элемент 18 задержки. Изобретение позволяет одновременно автоматически измерять и регистрировать уровни отклонения АЧХ четырехполюсников от установленной нормы и частот, на которых эти нормы не выполняются. 2 ил. Q S (Л со 4 00 эо