Измеритель волнового сопротивления линии задержки Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

0ui.1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может исполь ;юваться в автоматизированных системах измерения параметров печатных линий задержки.

Цель изобретения - повышение точ- рости измерений волнового сопротив- ения печатной линии задержки. На фиг. 1 приведена структурная схема измерителя волнового сопротивления линии задержки; на фиг. 2 - структурная схема блока вычислений; на фиг. 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 согласования, линию 2 задержки, ключ 3, усилитель 4, генераторы 5 и 6 импульсной последовательности, конден- сатор 7, элемент ИЛИ 8, триггер 9, триггер 10 управления, одновибратор 11 ,триггеры 12 и 13,;. блок 14 задержки, триггер 15, элементы И 16 и 17, счетчики 18 и 19, блок 20 вычисле- НИИ и блок 21 индикации.

Выход генератора импульсной последовательности 5 соединен с входом блока 1 согласования и D-входом триггера 12, симметричный выход блока 1 согласования через подключенную линию 2 задержки соединен с симметричным входом усилителя 4. Параллельно с входом усилителя 4 включена цепь, состоящая из ключа 3 и конденсатора 7, соединенных последовательно, выход усилителя 4 подключен к D-входу триггера 13, выход генератора 6 импульсной последовательности соединен с С-входами триггеров 12 -и 13 и третьими входами элементов И 16 и 17 Второй вход элемента ИЛИ 8 подключен к шине Пуск, а его выход подключен к S-входу триггера 9. Шина начальной установки подключена к R-входу триггера 9, -к S-входу триггера 10 управления и к первым входам счетчиков 18 и 19, а также к установочному входу блока 20 вычислений, С-вход триггера 9 подключен к прямому выходу триггера 13 и С-входу триггера 10 управления. D-вход триггера 9 соединен с шиной логического нуля, прямой выход триггера 10 управления подключен к входу блока 14 задержки, первому входу элемента И 16 и управляющему входу блока 20 вычислений. Инверсный выход триггера 10 управления соединен

с его D-входом, входом ключа 3 и первым входом элемента И 17, выход блока 14 задержки через одновибратор 11 подключен к второму входу элемента ИЛИ 8, инверсный ъыход триггера 9 соединен с S-входом триггера 12 и R-входом триггера 15, инверсный выход триггера 15 подключен к S-входу триггера 13, прямой выход триггера 15 соединен с вторыми входами элементов И 16 и 17, С-вход триггера 15 подключен к прямому выходу триггера 12, а D-вход - к шине логической еди ,ницы, выходы элементов И 16 и 17 соединены с вторыми входами счетчиков 18 и 19 соответственно, выходы счетчиков 18 и 19 подключены к первой и второй группам информационных входов блока 20 вычислений соответственно.

Выходы блока 20 вычислений соединены с соответствующими входами блока 21 индикации.

Блок 20 вычислений (фиг.2) содержит блоки 22-25 умножения, регистры 26 и 27, блок 28 вычитания и блок 29 деления.

Сигналы, поступающие по шинам на входы блока 20 вычислений, и результаты операций, производимых узлами, входящими в состав блока 20, указаны на фиг.2. .

На фиг. 3 обозначены: а, импульсные последовательности, форми- руемые генераторами 5 и 6 соответ- - ственно; о - трансформированные во времени при помощи D-триггера им- пульбы генератора 5; г, а - последовательности на выходе измеряемой линии 2 задержки в первом и втором циклах измерений.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени сигнал Начальная установка устанавливает триггер 9 и счетчики 18 и 19 в состояние О, триггер 10 управления в состояние 1, а блок 20 вычислений- в исходное состояние. При этом сигналом с инверсного выхода триггера 9 триггер 12 устанавливаетс я в состояние Г , а триггер 15 - в состояние О, вследствие чего триггер 13 устанавливается в состояние 1. Сигнал с инверсного выхода триггера 10 управления устанавливает клкгч-З в ра- зомкнутое состояние.

Сигнал Пуск через элемент 1ШИ 8 подается на вход триггера 9. Триггер 9 устанавливается в состояние 1, с S- и R-входов триггеров 12 и 15 соответственно снимается блокировка и начинается первый цикл работы устройства.

На входы триггеров 12. и 13 поступают импульсы генератора 6 импульсно последовательности, имеющие период повторения T,j (фиг.36). На D-вход триггера 12 поступают импульсы с выхода генератора 5 импульсной последовательности с периодом повторения Т ц (фиг.За), а на D-вход триггера 13 - те же импульсы, прошедшие через измеряемую линию 2 задержки (фиг.Зг). В первом цикле работы устройства (при отключенном конденсаторе 7) задержка импульсов генератора 5 относительно D-входа триггера 13 равна 2 , (фиг.Зг). Условием работы устройства является соблюдение неравенства Т Т,. Дпя уменьшения линейных размеров временной диаграммы (фиг. 3) принято k 1 (,j-kT,,) . До тех пор, пока передний фронт импульсов генератора 6 совпадает во времени с импульсом генератора 5, триггер 12 находится в состоянии 1 (фиг.Зв). Если передний фронт импульсов генератора 6 совпадает с паузой между импульсами генератора 5, то триггер 12 переходит в состояние О и далее будет находиться в этом состоянии до следующего совпадения

перепаду .0 на прямом выходе триггера 10 одновибратор 11 формирует стандартный импульс, который через элемент ИЛИ 8 поступает на

цереднего фронта импульсов генератора 6 с импульсом генератора 5 (фиг.Зв). Таким образом, на выходе триггера 12 40 S-вход триггера 9 и инициирует про- фор1вфуется трансформированный во вре- ведение второго цикла работы устрой- мани импульс, соответствующий импульсу генератора 5. Коэффициент трансформации равен Т„/| T,4-kT,,| . Это свойства. При этом блок 14 задержки используется для компенсации времени, в течение которого происходят перество триггера 12 и аналогично работа- 45 ходные процессы в триггерах 12, 13 и

нядего триггера 13, на выходе которого формируются трансформированные во времени импульсы, соответствующие импульсам задержанной -на время о, последовательности импульсов генератора 5, 50 используется для измерения малых временных задержек.

За момент совпадения импульсов генераторов 5 и 6 принимается момент перехода триггера 12 из состояния О gg

в состояние 1. В этот момент триггер 15 устанавливается в 1 и разрешает поступление импульсов генератора 6 через элемент И 16 на второй

вход счетчика 18. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 18 до тех пор, пока не произойдет совпадение одного из следующих импульсов генератора 6 с импульсом генератора 5, прошедшим через линию 2 задержки. В этот момент времени триггер 13 из состояния О переходит в состояние 1, этот перепад поступает на С-вход триггера 9 и устанавливает его в исходное состояние О, так как D-вход триггера 9 подключен к уровню О. При этом триггеры 12, 13 и 15, в свою очередь, устанавливаются в исходное состояние. На этом первый цикл работы устройства заканчивается. В счетчике 18 в результате первого цикла оказьшается подсчитанным число N, импульсов генератора 6 в интервале времени от совпадения им- пульса генератора 6 с импульсом генератора 5 до совпадения импульса генератора 6 с задержанным на время с, импульсом генератора 5, прошедшим через линию 2 задержки, волновое сопротивление которой измеряется.

Кроме того, перепад с выхода триггера 13 поступает на С-вход триггера 10 и переворачивает его. При этом ключ 3 подключает конденсатор 7 к выходам линии 2 задержки, что вызьшает изменение з.адержки импульсов генератора 5, заг: держка теперь равна C j (фиг.Зд). По

перепаду .0 на прямом выходе триггера 10 одновибратор 11 формирует стандартный импульс, который через элемент ИЛИ 8 поступает на

S-вход триггера 9 и инициирует про- ведение второго цикла работы устрой-

S-вход триггера 9 и инициирует про- ведение второго цикла работы устрой-

ства. При этом блок 14 задержки используется для компенсации времени, в течение которого происходят пере15, а также в ключе 3.

Работа устройства JBO втором цикле аналогична работе в первом цикле за исключением того, что импульсы генератора 6 поступают теперь через эле- мент И 17, открытый сигналом с инверсного выхода триггера 10, на второй вход счетчика 19. В счетчике 19 в результате второго цикла оказывается подсчитанным число N, импульсов генератора 6 в интервале времени от совпадения импульса генератора 6 с импульсом генератора 5 до совпадения

51394

И1||тульса генератора 6 с задержанным нф время импульсом генератора 5. последнее совпадение формирует перепад на выходе тригге- с р|1 13, в результате чего все триг- устанавливаются в исходное состояние. Перепад на пря- м|эм выходе триггера 10 включает блок 20 вычислений, который по исходным ю данным и по измеренным данным N,, и N, проводит расчет волнового сопротив- л|ения р по формуле:

Р

йТ С

(N,1- N

N..

С - емкость линии 2 задержки.

Измеренное значение р в виде циф- нового кода поступает на вход блока 1 &1 индикации и после дешифрации ин- ,1;ицируется на табло этого блока.

|1)ормула изобретения

Измеритель волнового сопротивле- Чния линии задержки, содержащий блок согласования,, соединенный с клемма- ;ми для подключения-испытуемой ли- ;нией задержки, усилитель, ключ, сое- :диненньй первым входом с одной из ;клемм для подключения линии задержки, ;и блок вычислений, отличаю- ;щ и и с я тем, что, с целью повы- :шения точности измерений, в него введены первьй и второй генераторы импульсной йоследовательности, блок индикации, конденсатор, элемент ИЛИ, . четыре триггера, одновибратор, блок задержки, триггер управления, первый и второй злементы И, первьй и второй счетчики, выходы которых подключены соответственно к первой и второй группам информационных входов блока вычислений, а К-входь1 счетчиков нены с R-входом первого триггера, с

с

5

0

5

3Q -с

646

S-входом триггера управления, с ши- :ной начальной установки и установочным входом блока вычислений, управляющий вход которого подключен к прямому выходу триггера управления и первому входу первого элемента И непосредственно и через последователь-: но соединенные,блок задержки и одновибратор к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шиной Пуск, а выход - с S-входом первого триггера, D-вход которого подключен к шине логического нуля, а С-вход соединен,с прямым выходом второго триггера и с С-входом триггера управления, D-вход которого соединен со своим инверсным выходом, управляющим входом ключа и первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к С-входам первого и второго счетчика соответственно, выход первого генератора импульсной последовательности подключен к входу блока согласования и к D-входу третьего триггера, S-вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и R-входу четвертого триггера, С-вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, D-вход - с шиной логической единицы, а прямой выход - с вторыми входами элементов И, третьи входы которых подключены к входу второго генератора импульсной .последовательности и С-входам второго и третьего триггеров, второй вьюод ключа через конденсатор соединен с другой клеммой для подключения линии задержки и одним из входов усилителя, другой вход которого подключен к первому выводу ключа, а выход соединен с В-входом второго триггераJS-вход которого подключен к инверсному выходу четвертого триггера, выходы блока вычислений подключены к входам блока индикации.

I

I

, К«К

TfV

22

а

В

23

-

Г.И28&,

uTfft/i

&т

-

25

uTfft/i -A/J,)

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах измерения параметров печатных линий задержки и позволяет повысить точность измерения волнового сопротивления печатной линии задержки. Устройство содержит блок 1 согласования, линию 2 задержки, ключ 3, усилитель 4, генераторы 5 и 6 импульсной последовательности, конденсатор 7, элемент ИЛИ 8, триггеры 9, 12, 13 и 15, триггер 10 управления, од- новибратор 11, блок 14 задержки, элементы И 16 и 17, , счетчики 18 и 19, блок 20 вычислений и блок 21 индикации. Работа устройства поясняется временными диаграммами, приведенными в описании изобретения. Поставленная цель достигается за счет введения генераторов 5 и 6, блока 21, конденсатора 7, элемента ИШ 8, четырех триггеров 9, 12, 13, 15, од- новибратора 11; блока 14, триггера 10 управления, элементов И 16, 17 и счетчиков 18 и 19. 3 ил. & (Л

От

7V I 47

jij i riiJunjnjnjiJTJTJiJnjr

j II II |тшш1 II II I-I I-I I-I I-I .1-I I-I I-Ji

TijnjiiajnjnjTjnjn-rL-rLru.

Г,-7л7 , OWJ

:.

TV/.

. .

Фиг. 2