Устройство для автоматического измерения параметров колебательных контуров Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

(Л

О)

ел ISD ел

Изобретение может быть использовано для измерения резонансной частоты, добротности и полосы пропускания колебательных контуров (КК), а также измерения емкости, индуктивносг .ти тангенса угла потерь и др. пара- . метров электрических цепей. Устройство содержит ряд сложньпс функциональ-

фиг.1

ных подсистем и блоков. Генератор 1, преобразователь 2 частоты, частотно- фазовый компаратор 3, элементы ИЛИ 4 и 5, RS-триггер 6 и времяимпульсный преобразователь 7 образуют адаптивную подсистему, которая в автоматическом режиме осуществляет поиск резонансной частоты. Блок 9 нормирования амплитудно-частотных характеристик, клеммы 10 для подключения исследуемых КК, амплитудный демодулятор Пи. блок 12 формирования нормированной характеристики второй производной обра:зуют канал для формирования измерительной информации, В состав адаптивной системы формирования резонансной частоты исследуемого КК входят демодуляторы 13-16, блок 17 сравнения, переключатель 18, RS-триггер 19 блок 20 регистрации экстремума, ; фильтр 21 нижних частот, управляемый

;1

I Изобретение относится к электро- I измерениям и может быть использовано I для автоматического и высокоточного измерения резонансной частоты, добротности и полосы пропускания колебательных контуров, а также для из I мерения емкости, индуктивности, тан- генса угла потерь и других парамет- ров различных электрических цепей и I элементов.

I Цель изобретения - повьшение бы- ; стродействия измерений.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема программно-управляющего блока; на фиг. 3 - диаграммы,поясняющие . принцип действия подсистемы-сигнализации о завершении процесса уравнове1иива- нкя и программно-управляющего блока;на фиг.4 - диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого устройства. Устройство (фиг.1) для автомати- ческого измерения параметров колебательных контуров включает ряд сложных функциональных подсистем и блоков. Первый управляемый по частоте генератор 1, преобразователь 2 частоты, частотно-фазовый компаратор 3, первый и второй элементы ИЛИ 4 и 5, IKпо частоте генератор 22. Адаптивная подсистема формирования полосы пропускания исследуемого КК образована блоком 23 сравнения, переключателем 24, фильтром 25 нижних частот, генератором 26 и делителем 27 частоты с переменным козффшдаентом деления. Блок 28 формирует информацию о добротности исследуемого КК. Компаратор 29 напряжения, времяамплитудный преобразователь 30 образуют адаптивную подсистему ускорения процесса уравновешивания, а элемент 31 ЗАПРЕТ и делитель 32 - подсистему сигнализации о завершении процесса уравновешивания. Устройство также содержит программно-управлякяций блок 33, частотомер 34, генератор 35 з.апускающих импульсов и цифровой элемент 36 задержки. 1 з.п. ф-лы, 4 ип.

триггер 6 и времяамплитудный преобразователь 7 образуют адаптивную под- систему формирования частотно-модулированного испытательного сигнала с большой девиацией частоты, способную автоматически перестраиваться в широком частотном диапазоне. Данная подсистема в автоматическом режиме осущест.вляет поиск резонансной часто

ты и обеспечивает относительно этой

частоты требуемую девиацию частоты в пределах, заключенных между координатами точек перехода через нуль второй производной от амплитудно-частотой характеристики исследуемого коле-: бательного контура. Дополнительная частотная модуляция испытательного сигнала с малой девиацией частоты производится в частотном модуляторе 8,

Последовательно соединенные блок 9 нормирования амплитудно-частотной характеристики, клеммы 10 для подключения исследуемых колебательных контуров , амплитудный демодулятор 11 и блок 12 формирования нормированной характеристики второй-производной представляют собой канал формирования

измерительной информации.

Формирование параметров для адаптивной подсистемы формирования частотно-модулированного испытательного сигнала производится с помощью соот- ветствующих подсистем, В состав адаптивной подсистемы формирования резонансной частоты ис.следуемого кодеба- .тельногй контура входят первый, второй, третий и четвертый синхронные демодуляторы 13, 14, 15 и 16, первый сравнивающий блок 17, первый переключатель 18, управляемый RS-триггером 19 и блоком 20 регистрации экстрему- ма, а также первый фильтр 21 нижних частот и второй управляемый по частоте генератор 22.

Адаптивная подсистема формирования полосы пропускания на соответствующем уровне исследуемого колебатель- ного контура образована вторьм сравнивающим блоком 23, вторым переключателем 24, вторым фильтром 25 нижних частот, третьим управляемым по частоте генератором 26 и делителем 27 частоты с переменным коэффициентом деления.

Блок 28 вычисления отношения частот на .основании параметров адаптации, пропорциональных резонансной частоте и полосе пропускания на уровг не 0,707, формируе.т информацию о добротности исследуемой колебательной системы.

Компаратор 29 напряжения и второй времяамплитудный преобразователь 30 образуют адаптивную подсистему ускорения процесса уравновешивания, а элемент 31 ЗАПРЕТ и делитель 32 частоты - подсистему сигнализации о завершении процесса уравновешивания.

Программно-управляющий блок 33 позволяет по наперед заданной программе автоматически распределить

50

последовательно во времени измеритель- д, второго и третьего синхронных демону информацию, осуществить индикацию , , , регистрируемых параметров и выработать сигналы для автоматического или ручного управления измерительным устройством в целом,

Измерение и индикация искомых параметров обеспечивается частотомером 34, а синхронизация работы вЬех функциональных блоков и подсистем измерительного устройства осуществляется генератором 35 запускающих импульсов и цифровым элементом 36 задержки.

При этом первый времяамплитудный преобразователь 7, первый управляемый

55

дуляторов 14 и 15 совместно с вторым входом первого времяамплитудного пре образователя 7 - к инверсному выходу 1К-триггера, К- и 1-входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ 4 и 5, первые входы которых совместно с прямым входом элемента 31 ЗАПРЕТ под ключены к выходу частотно-фазового компаратора 3.

I Второй вход второго элемента ИЛИ посредством цифрового элемента 36 за держки подключен к выходу генератора 35 запускающих импульсов, соединенно

Q

д

5

по частоте генератор 1,, частотный модулятор 8, блок 9 нормирования амплитудно-частотной характеристики и одна из. клемм 10 для подключения исследуемых колебательных контуров соединены последовательно. Вторая клемма подключена к общей шине устройства, а третья клемма соединена с входом амплитудного демодулятора 11, первый .выход которого соединен с входом блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной, а второй - с управляющим входом блока 9 нормирования амплитудно-частотной характеристики.

Вход блока 20 регистрации экстремума совместно с первым входом компаратора 29 напряжений и информационными входами первого и второго синхронных демодуляторов I3 и 14 подключены к первому выходу блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной, второй выход которого соединен с модуляционным входом частотного модулятора 8. Информационные входы третьего и четвертого синхронных демодуляторов 15 и 16 подключены к выходам соответственно первого и второго синхронных демодуляторов 13 и 14, а их выходы нагружены на соответствующие входы первого сравнивающего блока 17. Выход третьего синхронного демодулято- ра 15 дополнительно нагружен на один из входов второго сравнивающего блока 23, второй вход которого подключен к общей шине устройства,

Управляюпще входы первого и чет-. вертого синхронных демодуляторов 13 и 16 совместно с одним из входов первого времяамплитудного преобразователя 7 подключены к прямому выходу , 1К-триггера 6, а управляющие входы

второго и третьего синхронных демо, , ,

дуляторов 14 и 15 совместно с вторым входом первого времяамплитудного преобразователя 7 - к инверсному выходу 1К-триггера, К- и 1-входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ 4 и 5, первые входы которых совместно с прямым входом элемента 31 ЗАПРЕТ подключены к выходу частотно-фазового компаратора 3.

I Второй вход второго элемента ИЛИ 5 посредством цифрового элемента 36 задержки подключен к выходу генератора 35 запускающих импульсов, соединенно

му с вторым входом первого элемента ИЛИ 4, R-входом RS-триггера 19, инверсным входом элемента 31 ЗАПРЕТ и установочными входами делителя 32 частоты, программно-управляющего блока 33, блока 20 регистрации экстремума, первого и четвертого синхронных демодуляторов 13 и 16, первого время.амплитудного преобразователя 7, блока 9 нормирования амплитудно- частотной характеристики и блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной.

Первый сравнивающий .блок 17, первый переключатель 18, второй информационный вход которого подключен к выходу первого времяамплитудного пре- обр4зоват(гля 7, первый фильтр 21 нижних частот, второй управляемый по частоте генератор 22, преобразователь 2, второй вход которого подключен к второму выходу перво.го управляемого , по частоте генератора 1, и частотно

соединены после

25

30

фазовый компаратор 3 довательно.

Соединены последовательно также .второй сравнивающий блок 23, второй переключатель 24, второй фильтр 25 нижних частот, третий управля емый по частоте генератор 26 и делитель 27 частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с вторым входом частотно-фазового компаратора 3. Второй информацирнньш 35 вход второго переключателя. 24 посредством второго времяамплитудного преобразователя 30 соединен с выходом компаратора 29 напряжения, второй вход которого подключен к общей шине устройства, а управляющие входы первого и второго переключателей 18 и 24 соединены с соответствующими выходами RS-триггера 19, S-вход которог го подключен к выходу блока 20 регистрации экстремума.

Соответствующие информационные входы блока 28 вычисления отношения частот раздельно соединены с выходами второго и третьего управляемых по частоте генераторов 22 и 26, а выход элемента 31 ЗАПРЕТ череа делитель 32 Частоты соединен с управляюш м входом программно-управляющего блока 33,

При этом С-вход D-триггера 38, первый вход первого переключателя 41 и вход управляемого генератора импульсов подключены к прямому выходу RS-триггера 37, инверсный вькод которого соединен с V-входом мультиплексора 39., Соответствующие управляющие входы мультиплексора 39 подключены к выходам D-триггера 38, дополнительно ПРЯМОЙ выход D-триггера 38 соединен с входом второго переключателя 42, а его инверсный выход соединен с первым входом индикатора 40 / регист- рируемьк параметров, второй и третий входы которого подключены к соответствующим выходам второго. переключателя 42,

D-вход D-триггера 38 подключен к выходу первого переключателя 41, второй вход которого соединен с общей 45 шиной программно-управляющего блока 33, а третий вход - подключен к выходу упр.авляемого генератора 49 импульсов, соединенному посредством третьего переключателя 43 со счетным входом делителя 45 частоты. Выход четвертого переключателя 44, управляющий орган которого сопряжен с управляющим органом второго переключателя 42, соединен с вторым информационным входом

40

50

первый, второй и третий информацион- 55 льтиплексора 39, ные входы которого подключены к вы- Первый информационный вход мульти- ходамсоответственно второго и третье-: плексора 39 и соответствующие входы го управляемых по частоте генераторов четвертого переключателя 44 являются 22 и 26 и блока 28 вычисления отноше- соответственно первым, вторым и

10

20

15

25

30

35

ния частот. Информационный и установочный входы частотомера 34 подключены соответственно к первому и второму выходам программно-управляющего блока 33, третий выход которого соединен с входом генератора 35 запускающих импульсов,.

Программно-управляющий блок 33 (фиг,2) содержит D-триггеры 37 и 38, мультиплексор 39, индикатор 40 регистрируемых параметров, первый, второй, третий и четвертый переключатели 41, 42, 43 и 44, делитель 45 частоты, первый и второй ограничители 46 и 4,7 импульсов и элемент ИЛИ 43, а также последовательно соединенные управляемьй генератор 49 импульсов, дифференциатор 50 импульсов и пара- фазный усилитель 51, прямой и инверс- ньй выходы которого через первый и второй ограничители .46 и 47 соединены с раздельными входами элемента. ИЛИ 48,

При этом С-вход D-триггера 38, первый вход первого переключателя 41 и вход управляемого генератора импульсов подключены к прямому выходу RS-триггера 37, инверсный вькод которого соединен с V-входом мультиплексора 39., Соответствующие управляющие входы мультиплексора 39 подключены к выходам D-триггера 38, дополнительно ПРЯМОЙ выход D-триггера 38 соединен с входом второго переключателя 42, а его инверсный выход соединен с первым входом индикатора 40 / регист- рируемьк параметров, второй и третий входы которого подключены к соответствующим выходам второго. переключателя 42,

D-вход D-триггера 38 подключен к выходу первого переключателя 41, второй вход которого соединен с общей 45 шиной программно-управляющего блока 33, а третий вход - подключен к выходу упр.авляемого генератора 49 импульсов, соединенному посредством третьего переключателя 43 со счетным входом делителя 45 частоты. Выход четвертого переключателя 44, управляющий орган которого сопряжен с управляющим органом второго переключателя 42, соединен с вторым информационным входом

40

50

714065258

третьим информационными входами 52, го времяамплитудного преобрйзователя

.7, первого и четвертого синхронных

10

15

20

30

5А и 54 программно-управл-яющего бло ка 33, а третий вход элемента ,ИЛИ 48 совместно с установочным входом де- лител:я 45 частоты и R-входом RS-триг- гера 37 - его установочным входом 55. S-вход RS-триггера 37 является управляющим входом 56 данного блока 33, а выходы мультиплексора 39, элемента ИЛИ 48 и делителя 45 частоты - соответственно первым, вторым и третьим выходами 57, 58 и -59.

Устройство работает следующим образом.

Все подсистемы и функциональные блоки измерительного устройства (фиг.1) с помощью генератора 35 запускающих импульсов приводятся в исходное состояние при подключенном к клеммам 10 исследуемом колебательном контуре, представляемом в виде четырехполюсника, вход которого соединяется с первой клеммой, общая точка - с второй клеммой, а выход - с третьей клеммой. Запускающий импульс (фиг.4а) генератора 35, поступая через первый элемент ИЛИ 4 на К-вход 1К-триггера 6, своим передним фронтом устанавливает последний в исходное состояние с образованием едийич- ного потенциала на инверсном выходе и нулевого - на прямом, что открывает для приема информации второй и третий синхронные демодуляторы 14 и 15 и 05 переводит в режим хранения информации первый и четвертый синхронные демодуляторы 13 и 16. Данный импульс, поступая непосредственно на Н-вход КЗ- триггера 19, своим передним фронтом устанавливает последний в исходное состояние с получением на его.прямом выходе нулевого потенциала, а на инверсном - единичного, при которых первый переключатель 18 соединяет вхвд первого фильтра 21 нижних частот с выходом первого времяамплитудног го преобразователя 7, а второй переключатель 24 соединяет вход второго фильтра 25 нижних частот с выходом второго времяамплитудного преобразователя 30.

Одновременно запускающий импульс (фиг.4а), воздействуя на протяжении своей длительности на установочные входы блока 9 нормирования амплитудно-частотной характеристики, блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной, перво-

демодуляторов 13 и 16 и блока 20 регистрации экстремума, переводит эти блоки в режим разряда собственных емкостных элементов памяти, независимо от наличия в них информации (как правило, в первоначальный момент времени она отсутствует). Этот же импульс, поступая также на инверсный в;сод элемента 31 ЗАПРЕТ, предотвращает на вре мй своей длительности появление каких-либо сигналов на его выходе, и, передаваясь на установочные входы делителя 32 -частоты и программно-управляющего блока 33, переводит их в исходное состояние.

Первый и второй времяамплитудные преобразователи 7 и 30, а также первый и второй фильтры 21 и 25 нижних частот наравне с другими названными структурными блоками I содержат в своей основе интегрирующие звенья

25 (аналоговые интеграторы), реализующие функцию линейного преобразования импульсных сигналов в пилообразные и, при необходимости, функцию хранения информации, а поэтому включают в себя емкостные накопительные элементы (элементы памяти). Причем первый и второй времяамплитудные преобразователи 7 и 30 выполняются на основе аналоговых интеграторов со сбросом и разрядный ключ второго времяампли тудного преобразователя 30 управляется анализируемым импульсным сигналом получаемым с выхода компаратора 29 напряжений, и поэтому он не нуждается в стирании информации извне,

В результате разряда емкостных

элементов памяти блок 9 нормирования

амплитудно-частотной характеристики

.и блок 12 формирования нормированной

45 характеристики второй производной при обретают максимальный коэффициент передачи, а времяамплитудный преобразователь 7, первый и четвертый синхронные демодуляторы 13 и 16 и блок 20 регистрации экстремума - условный нулевой уровень выходных напряжений, Первый синхронный демодулятор 13 разряжает собственньй емкостный элемент памяти, это приводит к тому, что третий синхронный демодулятор 15, будучи открытым для приема информации, следит за изменением потенциала, присутствующего на его информационном : входе. Это совместно с разрядом ем

40

50

S5

0

15

0

30

05

демодуляторов 13 и 16 и блока 20 регистрации экстремума, переводит эти блоки в режим разряда собственных емкостных элементов памяти, независимо от наличия в них информации (как правило, в первоначальный момент времени она отсутствует). Этот же импульс, поступая также на инверсный в;сод элемента 31 ЗАПРЕТ, предотвращает на вре- мй своей длительности появление каких-либо сигналов на его выходе, и, передаваясь на установочные входы делителя 32 -частоты и программно-управляющего блока 33, переводит их в исходное состояние.

Первый и второй времяамплитудные преобразователи 7 и 30, а также первый и второй фильтры 21 и 25 нижних частот наравне с другими названными структурными блоками I содержат в своей основе интегрирующие звенья

25 (аналоговые интеграторы), реализующие функцию линейного преобразования импульсных сигналов в пилообразные и, при необходимости, функцию хранения информации, а поэтому включают в себя емкостные накопительные элементы (элементы памяти). Причем первый и второй времяамплитудные преобразователи 7 и 30 выполняются на основе аналоговых интеграторов со сбросом и разрядный ключ второго времяампли тудного преобразователя 30 управляется анализируемым импульсным сигналом получаемым с выхода компаратора 29 напряжений, и поэтому он не нуждается в стирании информации извне,

В результате разряда емкостных

элементов памяти блок 9 нормирования

амплитудно-частотной характеристики

.и блок 12 формирования нормированной

45 характеристики второй производной приобретают максимальный коэффициент передачи, а времяамплитудный преобразователь 7, первый и четвертый синхронные демодуляторы 13 и 16 и блок 20 регистрации экстремума - условный нулевой уровень выходных напряжений, Первый синхронный демодулятор 13 разряжает собственньй емкостный элемент памяти, это приводит к тому, что третий синхронный демодулятор 15, будучи открытым для приема информации, следит за изменением потенциала, присутствующего на его информационном : входе. Это совместно с разрядом ем

40

50

S5

костного элемента памяти четвертого синхронного демодулятора 16, создает разность потенциалов между входами соответственно первого и второго сравнивающих блоков 17 и 23, приближающуюся к нулю, и, следовательно, образование на их выходах напряжений также близких к нулевым значениям.

Второй синхронный демодулятор 14, находясь в режиме приема информации, приобретает нулевой выходной потенциал, так как на его информационном входе отсутствует какой-либо сигнал, также как и на информационных входах первого синхронного демодулятора 13 и блока 20 регистрации экстремума. По этой причине второй и третий синхронные демодуляторы 14 и 15 не нуждаются в принудительном стирании информации,, в отличие от первого и четвертого синхронных демодуляторов 13 i и 16, в которых предусмотрен такой ; режим,

: Блок 20 регистрации экстремума I выполнен на основе однополярного с i экстрематора, реагирующего на положи- i тельные сигналы, и дополнительно про- I изводит операцию дифференцирования ;перепадов напряжений, формируемых I собственно экстрематором при измене- I НИИ знака производной (от плюса к :минусу) анализируемого сигнала и воз- : враш,ении экстрематора в исходное сое- ;тояние, с последующим инвертирование ем и ограничением снизу и образованием : таким образом остроконечного импульса I только в момент регистрации экстремума (максимума) функции,а также осуществляет запрет для возможных импульсов на время действия запускающего импульса В связи с этим в исходном состоянии выходной потенциал блока 20 регистрации экстремума соответствует нулевому значению и не влияет на состояние RS-триггера 19,

Первый .и второй фильтры 21 к 25 нижних частот, будучи соединенными по- средством первого и второго переключателей 18 и 24 соответс -венно с первым и вторым времяамплитудными преобразователями 7 и 30, имеющими сравни- тельИо малые выходные сопротивления, реализуют достаточно малые постоянные времени заряда-разряда своих накопительных Элементов, и, следовательно, приобретают условно нулевые Выходные потенциалы соответственно hepBoro и второго времяаплитудных

преобразователей 7 и 30, В результате первь1й и второй управляемые по частоте генераторы 1 и 24 оказываются электрически соединенными между собой по управляющим входам, имеют близкие частоты и управляются одновременно, причем в начальный момент времени их частоты соответствуют нижней границе частотного диапазона работы измерительного устройства, управляющие входы объединены и образуют на выходе преобразователя 2 частоты разностную частоту, близкую

к нулю, при которой частотноН1)азовый

компаратор 3 не формирует на своем выходе каких-нибудь импульсов независимо от частоты сигнала, присутст- вующе го на его втором входе, и, следовательно, не может изменить состояние 1К-,триггера 6 и делителя 32 частоты даже после окончания действия запускающего импульса на инверсном входе элемента 31 ЗАПРЕТ,

Напряжение несущей первого управляемого по частоте генератора I, взаимодействуя в частотном модуляторе 8 с синусоидальным напряжением, поступающим на модуляционный вход с второго выхода блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной, приобретает частотную модуляцию с малой девиацией и воздействует на информационный вход блока 9

нормирования амплитудно-частотной характеристики, который, реализуя максимальный коэффициент передачи из-за того, .что на его установочном входе действует запускающий импульс

(фиг,4а), передает этот сигнал на вход исследуемого колебательного контура, подключенного к клеммам 10,

Исследуемый колебательный контур, подключенный к клеммам ,10, обладая

собственной резонансной частотой,

как правило,, отличной от первоначальной частоты несущей первого управляемого по частоте генератора 1, не пропускает частотно-модулированный ис-

пытательный сигнал на свой выход и, следовательно, не образует полезных сигналов на выходах амплитудного демодулятора 1 1 ,В результате на управляющем входе блока У нормирования амплитудно-частотной характеристики и информационном входе блока I2 формирования нормированной характеристики второй производной сигналы отсутствуют и это способствует сохранению

максимального коэффициента передачи данных блоков в течение некоторого интервала времени даже и после окончания действия запускающего импульса (фиг,4а).

Запускающий импульс, появившийся на установочногм входе 55 программно- управляющего блока 33 (фиг,2)5 устанавливает в исходное (нулевое) тояние RS-триггер 37 и делитель 45 частоты, беспрепятственно проходит через элемент ИЛИ 48 на второй выход 58 программно-управляющего блока 33 и тем самь1м устанавливает в исходное состояние частотомер 34 (фиг.1).

Программно-управляющий блок 33 (фиг,2) находится в автоматическом режиме работы, при котором D-вход D-триггера 38 и счетный вход делителя 45 частоты посредством первого и третьего переключателей 41 и 43 под- ключены к выходу управляемого генератора 49 импульсов, при этом второй и четвертый переключатели 42 и 44 могут находиться в любом положении, например показанном на фиг,2. Тогда переход RS-триггера 37 в исходное состояние, сопровождающийся обраэова нием на его прямом выходе нулевого потенциала, закрывает D-триггер 38 и прекращает генерацию сигналов управ- ляемым генератором. 49 импульсов. Влияние же импульсных сигналов, возможно образуемых на выходе управляемого генератора 49 импульсов в результате переходного процесса, связ анно- го с возвращением в исходное состояние как самого себя, так и RS-тригге45

ра 37, полностью исключается благодаг 40 подготавливаются к приему информации.

Спустя некоторое предельно короткое время на выходе цифрового элемента 36 задержки появляется сравнительно короткий импульс, задержанный отя носительно начала отсчета на время л (фиг,4б), аналогичный импульс при желании можно сформировать и с помощью заднего фронта запускающего имщшьса, который приводит в действие адаптивную подсистему формирования частотно-модулированного испытательного сигнала с большой девиацией частоты.

Полученньй импульс (фиг.4б), проходя второй элемент ИЛИ 5 и воздействуя на 1-вход, опрокидывает 1К-триг- гер 6 с образованием на его прямом выходе единичного потенциала (фиг,4в), а на инверсном - нулевого. Появление таких сигналов на выходах 1К-триггеря такой реализации делителя 45 частоты, при которой пока действует на его установочном входе запускающий импульс (фиг,4а), переключения в нем не происходят, а дополнительный имиульс, возможно появляющийся на втором выходе 58 программно-управляющего блока 33 в результате обработки рассматриваемого переходного процесса в дифференциаторе 50 импульсов, парафазном усилителе 51, первом, и втором ограничителях 46 и 47 импульсов и элементе ИЛИ 48, не -изменяет состояния частотомера 34.

Появившийся единичный потенциал на инверсном выходе RS-триггера 37j воздействуя на V-вход мультиплексора 39, запрещает последнему передачу информации на свой выход независимо

50

55

от того, что на его управляющих вхо дах в рассматриваемый момент времени присутствует неопределенный код с выхода D-триггера 38, способный соединить один из информационных входов мультиплексора 39 с первым выходом 57 программно-управляющего блока 33, Частотомер 34 (фиг.1), осуществивший сброс своих, показаний под влиянием импульса, поступившего на установочный вход, и не получив информации от мультиплексора 39 (фиг.2), по истечении времени, необходимого

для совершения процесса измерения, индуцирует нулевое значение измеряемой величины. Одновременно с этим, имеющийся код на выходах D-триггера 38 устанавливает индикатор 40 рагистрируемых параметров в одно из состояний индикации резонансной частоты fp или добротности Q в соответствии с имеющимся единичным потенциалом на инверсном или прямом выходах

D-триггера 38,

По окончании переходных процессов .в рассматриваемых подсистемах и функциональных блоках и истечении длительности запускакяцего импульса (фиг,4а);,

первый времяамплитудный преобразователь 7, блок 9 нормирования амплитудно-частотной характеристики, блок 12 формирования нормированной характеристики второй производной, первый и

четвертьй синхронные демодуляторы

13 и 16 и блок 20 регистрации экстремума, возвращаясь в исходное состояние, разрывают соответствуклцие .цепи разряда емкостных элементов памяти и

45

50

55

1314

pa 6, с одной стороны, открывает для приема информации первый и четвертый синхронные демодуляторы 13 и 16 и переводит в режим хранения информации второй и третий синхронные демодуляторы 14 и 15, и, тем самым, подготавливает к работе адаптивную подсистему формирования резонансной частоты.

и с другой стороны, начинает преоб- разование импульсных сигналов в первом времяамцлитудном преобразователе 7, на выходе которого возникает линейно нарастающее напряжение (фиг.Аг). Это напряжение, поступая непосредственно на управляющей вход первого управляемого по частоте генератора 1 и через первьй переключатель 18 и первый фильтр 21 нижних ; частот на управляющий вход второго : управляемого по частоте генератора ; 22, вызывает синхронное изменение : (возрастание) частот данньк генера- ; торов без образования заметной их разности на выходе преобразователя 2 частоты. Такая ситуация стала воз- : можной благодаря реализации, как от- мечено выше, идентичности характерис 1 тик управления генераторов 1 и 22, ja также достаточно малой постоянной I времени первого фильтра 21 нижних ;частот, когда он соединен с выходом первого времяамплитудного преобразо

25 соотношений, который затем, подвергаясь операции синхронной фазочувст- ,вительной демодуляции, превращается в постоянную составляющую, пропор.цио- нальную второй производной от амплитудно-частотной характеристики. Получаемая постоянная составляющая приводит в действие блок 12 по выполнению операции нормирования характеристики второй производной по аналогии с тем.

вателя 7, и его накопительный элемент

успевает следить за изменением линей- зв Постоянная составляющая с второго

выхода амплитудного демодулятора 11 приводит в действие блок 9 нормировано нарастающего напряжения, повторяя ход последнего (фиг,4о). ; По мере увеличения несущей часто- ;ты первого управляемого по частоте генератора 1 и образования частотно- Моделированного испытательного сигнала в частотном модуляторе 8 с беспрепятственной его передачей через блок 9 нормирования, амплитудно-частотной характеристики на вход исследуемого колебательного контура, подключенного к клеммам 10, приступает К работе канал формирования измерительной информации. При приближении Месущей частотно-модулированного не- Пытательного сигнала к полосе пропускания исследуемого колебательного Контура, на его выходе появляется сложный, изменяющийся во времени по амплитуде в соответствии с формой амплитудно-частотной характеристики, Частотно-модулированш 1й сигнал. Этот сигнал, взаимодействуя в амплитудном Демодуляторе 1I, образует на его втония амплитудно-частотной характерис- тики, при этом коэффициенты передачи

40 блоков 9 и 12 изменяются таким образом, чтобы в.установившемся режиме максимальные уровни .сигналов,- пропорциональные амплитудно-частотной :: рактеристике и характеристике второй

45 производной, устанавливались независимо от величины измеряемой добротности исследуемого колебательного контура вблизи значений опорных напряжений, задаваемых внутри данных

50 блоков, например U(jn (фиг.4д).

Образуемый на первом выходе блока 12 сигнал (фиг.4д), пропорциональный нормированной характеристике второй производной, одновременно поступает

55 на информационные входы первого и второго синхронных демодуляторов 13 и 14, первый вход компаратора 29 напряжений и вход блока 20 регистрации экстремума, причём первый синхронный

14

ром выходе постоянную составляющую, пропорциональную амплитудно-частотной характеристике исследуемого колебательного контура, которая поступает на управляющий вход блока 9 нормирования амплитудно-частотной характеристики, а на первом выходе - ряд гармонических составляющих модулирующего сигнала, в том числе.g вторую, пропорциональную второй производной от амплитудно-частотной характеристики, 1 которые беспрепятственно передаются на вход блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной.

Блок 12 формирования нормированной характеристики второй производной, осуществляя синхронную фазонечувствительную селекцию только второй гармонической составляющей, образует синусоидальный -сигнал в виде отфильтрованной копии второй гармонической составляющей с сохранением ее фазовых

соотношений, который затем, подвергаясь операции синхронной фазочувст- ,вительной демодуляции, превращается в постоянную составляющую, пропор.цио- нальную второй производной от амплитудно-частотной характеристики. Получаемая постоянная составляющая приводит в действие блок 12 по выполнению операции нормирования характеристики второй производной по аналогии с тем.

ния амплитудно-частотной характерис- тики, при этом коэффициенты передачи

блоков 9 и 12 изменяются таким образом, чтобы в.установившемся режиме максимальные уровни .сигналов,- пропорциональные амплитудно-частотной :: рактеристике и характеристике второй

производной, устанавливались независимо от величины измеряемой добротности исследуемого колебательного контура вблизи значений опорных напряжений, задаваемых внутри данных

блоков, например U(jn (фиг.4д).

Образуемый на первом выходе блока 12 сигнал (фиг.4д), пропорциональный нормированной характеристике второй производной, одновременно поступает

на информационные входы первого и второго синхронных демодуляторов 13 и 14, первый вход компаратора 29 напряжений и вход блока 20 регистрации экстремума, причём первый синхронный

25

демодулятор 13,, будучи открытым для приема информации, полностью воспринимает исходный сигнал (фиг.Аи). При переходе через нуль нормированной характеристики второй производной ера- батьшает компаратор 29 напряжений, который приврдя в действие адаптивную подсистему уск орения процесса уравновешивания, формирует на своем ю выходе перепад напряжения положительной полярности, превращающийся впоследствии в прямоугольные импульсы (импульсы, показанные штриховой линией на фиг.Ап) с длительностью, 15 соответствующей времени пребывания

второй производной вьгае нулевого уровня (второй вход компаратора 29

напряжения соединен- с общей шиной устройства),20

Полученный перепад напряжения на выходе компаратора 29 напряжения за-, пускает второй времяамплитудный преобразователь 30, который на своем выходе начинает формировать линейно нарастающее напряжение (сплошная тонкая линия на фиг.Ап), Это напряжение через второй переключат.ель 24 синхронно воспринимается вторым фильтром 25 нижних частот и передает- 30 ментов, ся на вход третьего управляемого по частоте генератора 26, который повышая частоту, передает свой сигнал через делитель 27 частоты с перемен- ным коэффициентом деления на второй 35 вход частотно-фазового компаратора 3. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока нормированная характеристика второй производной (фиг.Ад) . не достигнет своего максимального 40 значения.

При достижений данной характерис-- : тикой своего максимума срабатывает блок 20 регистрации экстремума и ; на своем выходе формирует остроконеч- 45 ный импульс (фйг.4е), который, воздействуя на S-вход, изменяет состояние RS-триггера 19 с образованием на его инверсном выходе нулевого, а на прямом - единичного потенциала 50 (фиг.Аж), переводящего первый и второй переключатели 18 и 24 в положения, подключающие соответственно вход первого фильтра 21 нижних частот к выходу первого сравнивающего блока 55 17 и вход второго фильтра 25 нижних частот к выходу второго сравнивающе- го блока 23 и, тем самым, замыкающие цепи отрицательной обратной связи

адаптив ответст полосы

Перв нижних соответ второго телей 7 первом те и по вующем у ного ко мам 10, тоты вт по част

Крат связана венное разряда ментов и 25 ни ством п лей 18 и но к пе блокам ния кот большим рый раз

тоты вт по част при отс дах пер блоков частот по част рассмат ственно мерител блок 20 тывает момента дуемом являетс факторо туров у смотрим

Вып условия управля 26 поло колебат вующем соответ та лине формиру преобра навлива

5

5

0

0 ментов, 5 0

5 0

5

адаптивных подсистем формирования соответственно резонансной частоты и полосы пропускания.

Первый и второй фильтры 21 и 25 нижних частот, приобретшие потенциалы соответственно с выходов первого и второго времяамплитудных преобразователей 7 и 30, соответствуклцие в первом приближении резонансной частоте и полосе пропускания на соответствующем уровне исследуемого колебательного контура, подключенного к клеммам 10, кратковременно фиксируют частоты второго и третьего управляемых по частоте генераторов 22 и 26.

Кратковременность данных операций связана с тем,что несмотря на существенное увеличение постоянных времени разряда емкостных накопительных элементов Первого и второго фильтров 21 и 25 нижних частот (их входы посредством первого и второго переключателей 18 и 24 подключены соответственно к первому и второму сравнивающим блокам 17 и 23, выходные coпpoт rзлe- ния которых выполнены достаточно большими),, все же происходит некото- рый разряд (фиг,4о и п) данных элеа это несколько снижает частоты второго и третьего управляемых по частоте генераторов 22 и 26 даже при отсутствии потенциалов на выходах первого и второго сравниваюшзнх блоков 17 и 23. Некоторое снижение частот второго и третьего управляемых по частоте генераторов 22 и 26 в рассматриваемый момент времени суще- ственно не сказывается на работе . мерительного устройства, так как блок 20 регистрации экстремума срабатывает с некоторой ошибкой чуть позже момента достижения резонанса в исследуемом колебательном контуре, и проявляется в дальнейшем влияние других факторов, например взаимосвязь контуров уравновешивания-, которые рассмотрим ниже.

Выполнение в первом приближения ; условия равенства частоты третьего управляемого по частоте генератора 26 полосе пропускания исследуемого колебательного контура на соответствующем уровне определяется выбором соответствующего углового коэффициента линейно нарастающего напряжения, формируемого вторым времяамплитудным преобразователем 30, с учетом устанавливаемого коэффициента деления деля 7140652518

теля 27 частоты с переменным коэффициен- фиг.4п), что вызывает возвращение в

исходное (нулевое) состояние и второ го времяамгшитудного преобразователя

том деления. Другими словами,для реали эации данного условия,от точности выполнения которого зависит быстродействие процесса уравновешивания адаптивных подсистем формирования резонансной частоты и полосы пропускания, необходимо,, чтобы угловой коэффициент сквозной характеристики (частота на выходе делителя 27 в функции управляющего напряжения второго фильтра 25 нижних частот) выходного напряжения адаптивной подсистемы ускорения процесса уравновешивания в точности соответствовал угловому коэффициенту характеристик управления первого управляемого по частоте генератора 1, В связи с этим при изменении коэффициента деления делителя 27 необходимо соответствующим образом изменять коэффициент преобразования второго времяамплитудного преобразователя 30. Выходное напряжение (фиг.4г) первого времяаМплитудного преобразовате-25 о завершении процесса уравновешива- ля 7, продолжая нарастать относитель- ния (путем прохождения его через но уровня управляющего напряжения . открытый элемент ЗАПРЕТ на счетш 1й первого управляемого по частоте ге- вход делителя 32 частоты) и изменя- нератора 1 Uyp, соответствующего т состояние адаптивной подсистемы точно резонансной частоте исследуемо- 30 Формирования частотно-модулированного колебательного контура, непрерыв- го испытательного сигнала. При этом но увеличивает частоту этого генерато- первый момент срабатывания частотно- ра и приводит к образованию разност- фазового компаратора 3 достаточно

НОИ частоты на выходе преобразователя 2, которая непрерывно сравнивается в частотно-фазовом компараторе 3. с частотой, поступающей от третьего управляемого по частоте генератора 26 через делитель 27 частоты с переменным коэффициентом деления, а также к снижению уровней сигналов на втором выходе амплитудного демодулятора 11 .и первом выходе блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной. Последнее обусловлено тем, что с достижением максимумов амплитудно-частотной характеристики и характеристики второй производной в блоках 9 и 12 происходит первая фиксация коэффициентов передачи, и, следовательно, активизация процесса нормирования характеристик. При переходе вторичАо через нуль нормированной характеристики второй производной компаратор 29 напряжения, возвращаясь в исходное состояние, заканчивает формирование первого импульса на своем выходе (первый импульс. Показанный штриховой линией на

фиг.4п), что вызывает возвращение в

исходное (нулевое) состояние и второго времяамгшитудного преобразователя

30,выходное напряжение которого, возраставшее все зто время (штриховая линия, составляющая продолжение сплошной линии на фиг.4п), скачкообразно уменьшается до нулевого уровня. Следует отметить, что работа

адаптивной подсистемы ускорения процесса уравновешивания после достижения экстремального значения нормированной характеристики второй производной перестает быть актуальной.

В дальнейшем при совпадении с точностью до фазы разностной частоты, образуемой на выходе преобразователя 2 частоты, с частотой делителя 27..

срабатывает частотно-фазовый компАра- тор 3, формируя на своём вьпсоде резкий перепад напряжения положительной полярности (фиг.Аз), который приводит в действие подсистему сигнализации

0

5

g

близок к моменту перехода через нуль 5 нормированной характеристики второй производной (точка 1 на фиг,4д) благодаря использованию именно адаптивной подсистемы ускорения процесса уравновешивания, которая обеспечивает, (как отмечено вьш1е) соответствие в первом приближении номинального значения частоты делителя 27 половине полосы пропускания исследуемого контура, заключенной между координатами точек перехода через нуль характеристики второй производной.

Перепад напряжения, полученный на выходе частотно-фазового компаратора 3, поступая через элементы ИЛИ 4 и 5 на входы IK-триггера 6, изменяет на противоположное состояние последнего с образованием нулевого потенциала

0

(фиг.4в) на прямом выходе и единичного на инверсном, что приводит к автоматическому снижению выходного напряжения (фиг,4г) первого времяамплитуд- ного преобразователя 7, и, следовательно,, уменьшению частоты первого управляемого по частоте генератора

5140652520

1 и разностной частоты преобразователя 2, В результате быстротечности происходящих процессов переключенияj перепад напряжения, едва появившись на выходе частотно-фазового компаратора 3, исчезает, заканчивая формирование импульса (фиг)4з) весьма малой . длительности (в сравнении с относи- тельно медленным процессом формйрова- ю значениям питающих напряжений отрицания частотно-модулированного испыта- тельной полярности (оговоренные сиг- тельного сигнала с большой девиацией), налы на фиг.4о и п показаны жирными которая определяется в ременем распространения информации в; рассматриваемых функциональных блоках.

Изменение потенциалов на выходах IIC-триггера 6 одновременно переводит первый и четвертый синхронные демодуляторы 13 и 16 в режим хранения, а второй и третий синхронные демодулято-20 довательно, некоторым снижением час- ры 14 и 15 - в режим приема информа- тот вторым и третьим управляемыми по ции, при этом открьшшийся второй частоте генераторами 22 и 26. синхронньш демодулятор 4 практически мгновенно воспринимает уровень сигнавременно первого и второго сравниваю- мих блоков 17 и 23 и, так как эта . i разность, напряжений существенно превышает порог чувствительности (уровни сигналов, очерченные штриховыми линиями на фиг.4л и н) данных блоков, на их выходах образуются уровни импульсных сигналов, приближающиеся к

линиями)..Образование таких сигналов на выходах первого и йторого сравни- 15 вающих блоков 17 и 23 сопровождается дальнейшим снижением потенциалов на выходах первого и второго фильтров 21 и 25 нижних частот (тонкие линии на фиг.4о и п соответственно), и,елеЛинейное уменьшение напряжения (фиг.4г) на выходе первого времяамла (фиг.4к), имеющийся на первом вы- 25 плитудиого преобразователя 7 сопроходе блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной и соответствующий значению второй производной в момент переключения режима, а третий синхронный де- 30 ванной характеристики второй произгч , модулятор 15 - уровень сигнала родной и выходе второго синхронного (фиг.4л), накопленный в первом синх- демодулятора 14. При .переходе через ронном демодуляторе 13 того же значе- нуль (уже в третий раз) характерис- ния. Рассматриваемый уровень сигнала, тики второй производной (фиг.4д), являющийся в принципе случайной вели- 35 снова приходит в действие адаптивная чиной, в данном случае оказался отри- подсистема ускорения процесса уравно- цательным, но он может быть и положительным и рнвным нулю,все зависит от точности выполнения операции преобразования напряжения, вырабатываемого 40 в работе измерительного устройст- адаптивной подсистемой ускорения про- ва утке не участвует и впредь на нее цесса уравновешивания, в частоту на выходе делителя 27 частоты с переменным коэффициентом деления на временвешивания (вторые и последующие им-. пульсы и выходящие прямые, показанные на фиг,4п штриховой линией) однако

не будем обращать внимание.

В частотной же области при дости- .жении частотой первого управляемого

ном интервале, заключенном между пер- 45 ° частоте генератора 1 резонансной

вый переходом через нуль нормированной характеристики второй производной и ее максимумом. Однако это для общности рассмотрения процессов,, протекающих в измерительном устройстве, не имеет существенного значения.

Появление потенциала (фиг.4л) отрицательной полярности на выходе третьего синхронного демодулятора 15 и отсутствия такового (фиг.4м) на выходе четвертого синхронного демодулятора 16 создает полную разность напряжений (фиг.4н) на выходах однозначениям питающих напряжений отрицательной полярности (оговоренные сиг- налы на фиг.4о и п показаны жирными

временно первого и второго сравниваю- мих блоков 17 и 23 и, так как эта . i разность, напряжений существенно превышает порог чувствительности (уровни сигналов, очерченные штриховыми линиями на фиг.4л и н) данных блоков, на их выходах образуются уровни импульсных сигналов, приближающиеся к

значениям питающих напряжений отрицательной полярности (оговоренные сиг- налы на фиг.4о и п показаны жирными

довательно, некоторым снижением час- тот вторым и третьим управляемыми по частоте генераторами 22 и 26.

линиями)..Образование таких сигналов на выходах первого и йторого сравни- вающих блоков 17 и 23 сопровождается дальнейшим снижением потенциалов на выходах первого и второго фильтров 21 и 25 нижних частот (тонкие линии на фиг.4о и п соответственно), и,еледовательно, некоторым снижением час- тот вторым и третьим управляемыми по частоте генераторами 22 и 26.

Линейное уменьшение напряжения (фиг.4г) на выходе первого времяамвождается во в ременной области увеличением напряжений на выходах амплитудного демодулятора 11, первом выходе блока 12 формирования иормированной характеристики второй произгч , родной и выходе второго синхронного демодулятора 14. При .переходе через нуль (уже в третий раз) характерис- тики второй производной (фиг.4д), снова приходит в действие адаптивная подсистема ускорения процесса уравно- в работе измерительного устройст- ва утке не участвует и впредь на нее

вешивания (вторые и последующие им-. пульсы и выходящие прямые, показанные на фиг,4п штриховой линией) однако

ванной характеристики второй произгч , родной и выходе второго синхронного демодулятора 14. При .переходе через нуль (уже в третий раз) характерис- тики второй производной (фиг.4д), снова приходит в действие адаптивная подсистема ускорения процесса уравно- в работе измерительного устройст- ва утке не участвует и впредь на нее

не будем обращать внимание.

В частотной же области при дости- .жении частотой первого управляемого

О

частоты исследуемого колебательного контура, когда напряжения на первом выходе блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной, и выходе второго синхронного демодулятора 14 становятся максимальны|ми (фиг.4д и к), снова срабатывает лок 20 регистрации экстремума обра-

зуя на своем выходе остроконечный им- 5 пульс Сфиг.4е), который,поступая ;вто- рично на .S-вход, не изменяет состояния RS-триггера 19, и, следовательно, первый и второй переключатели 18 и 24 сохраняют свои положения. Чуть позже

когда управляющие напряжения первого и второго управляемых по частоте генераторов 1 и 22 уравняются, а их частоты совпадут, на выходе преобра зователя 2 частоты образуется нулевое значение разностной частоты. Последняя сразу же начинает возрастать, как только частота первого генератора 1 станет снижаться относительно частоты второго генератора 22.

При дальнейшем снижении частоты первым управляемым по частоте генератором 1 и совпадении образуемой в преобразователе 2 разностной частоты с уменьшенной делителем 27 частотой третьего управляемого по, частоте генератора 26, которая под влиянием управляющего напряжения (совпадающая I тонкая линия на фиг.4п), вырабатываеI мого вторым фильтром 25 нижних частот I постепенно снижалась и к данному мо- I менту времени приобрела несколько I меньшее значение, снова срабатьшает частотно-фазовый компаратор 3, форми- рун на свбем выходе резкий перепад напряжения (фиг.4з), который посредством первого и второго элементов ИЛИ 4 и 5 возвращает 1К-триггер 6 в единичное (по прямому выходу) состоя- |ние (фиг,4в) и процессы в адаптивной Подсистеме формирования частотно-мо- |дулированного испытательного сигнала .1C большой девиацией частоты периоди- чески повторяются в соответствии с |описанной последовательностью, 1 Следует отметить, что девиация астоты первого управляемого по час- готе генератора 1 относительно частоТы второго генератора 22 полностью Определяется получаемой н а выходе Преобразователя 2 разностной часто- ой, которая характеризует собой адаптивный параметр, пропорциональ- йый полосе пропускания, задаваемый частотой третьего генератора 26 в установившемся режиме, В этом смысле 1Ьассматриваемая подсистема фррмирова- ;йия частотно-модулированного испытательного сигнала является адаптивной,

Переход в единичное состояние . jK-триггера б.меняет на противополож- йый режим работы синхронных демодуляторов 13-16 адаптивной подсистемы формирования резонансной частоты, rtpH этом второй синхронный демодулятор 14 фиксирует уже больший (положитель- нМй) уровень (фиг,4к) второй производной по сравнению с тем уровнем

(фиг,4и), который хранился в первом синхронном демодуляторе 13 накануне, а третий синхронный демодулятор 15, вс сприняв на себя полностью без заметных изменений хранившуюся в первом синхронном демодуляторе 13 информацию, начинает ее хранение (фиг,4л). В это же время четвертый синхронный демодулятор 16 практически мгновенно осуществляет перезапись информации (фиг,4м), зафиксированной вторым синхронным демодулятором 14, а пер- вьй синхронный демодулятор 13 скачком воспринимает увеличенное (положительное) значение второй производной (фиг,4и) и начинает следить за ее изменениями.

Целесообразность перезаписи информации, осуществляемой в соответствующие моменты времени третьим и четвертым синхронными.демодуляторами 15 и

16,обусловлена необходимостью получения полезной информации, неподверженной влиянию пульсаций, т,е, теку-. щих значений характеристики второй производной (фиг,4и, к), которые проявляются на выходах первого и второго синхронных демодуляторов 13 и 14.

Образование на выходе четвертого- синхронного демодулятора 16 перепада напряжения положительной полярности (фиг,4м) приводит к увеличению разности потенциалов (фиг,4н) между входами первого сравнивающего блока

17,которая еще больше превьшает порог чувствительности и поэтому характер выходного сигнала (фиг,4о) данного блока не изменяется и уровень выходного напряжения первого фильтра 21 нижних частот продолжает уменьшать- ся,.

Дальнейшая работа -синхронных демодуляторов 13-16 происходит аналогично в строгом соответствии с алгоритмом состояния 1К-триггера 6 в соста - ве адаптивной подсистемы формирования частотно-модулированного испытательного сигнала,.Отличия состоят лишь в том, что в соответствующие моменты времени первый и второй синхронные демодуляторы 13 и 14 осуществляют выборки значений второй производной в точках, расположенных соответственно на правой и левой ветвях нормированной характеристики второй производной (фиг,4д), а третий и чет

вертый синхронные демодуляторы 15 и 16 производят перезапись и хранение этих значений в течение очередного такта формирования частотно-модулированного испытательного сигнала.

Правая ветвь анализируемой характеристики, относящаяся к частотной области, изображена на фиг,Ад в виде штриховой линии, а левая и часть правой - в виде сплошной линии, совпадающей с формируемой характеристикой второй производной в начальньй период (временная область) работы измерительного устройства. Стрелки, соединяющие соответствующие точки (точки 1-2i 2-3 и т.д., изображены на фиг.Ад), которые расположены на правой и левой ветвях характеристики второй производной, указывают направ ление изменения несущей частоты частотно-модулированного испытательного сигнала (от точки 1, например, с которой берет начало стрелка, до точ- |ки 2, в которой она заканчивается), Причем стрелки, изображенные в виде сплошных линий характеризуют сниже- |ние. частоты, а стрелки в виде штрихо вьпс линий - ее увеличение. Эти же стрелки одновременно отображают направление перемещения последовательно во времени регистрируемых точек при достижении искомого (нулевого) значения второй производной,

, В соответствии со сказанным адаптивная подсистема формирования резонансной частоты стремится, во что бы то ни стало значения сигналов в точках, расположенных на правой и левой ветвях характеристики второй производной, раздельно накапливаемых в первом и втором синхронных демодулято- pax 13 и 14 и хранимых в третьем и четвертом синхронных демодуляторах 15 и 16, поддержать на одном и том же -уровне, независимо от влияния различного рода факторов, а адаптивная подсистема формирования полосы пропускания стремится значение второй

производной, накапливаемое и хранимое gg 14 перейде.т в режим хранения инфортолько в первом и третьем синхронных демодуляторах 13 и 15, привести к нулевому уровню и, тем самьм, уравновесить данные подсистемы и получить возможность отсчета измеряемых параметров.

Однако в связи с тем, что накопление информации о значениях второй производной в первом и втором синх-

5

5

0

ронных демодуляторах 13 и 1А и ее хранение в третьем и четвертом синхронных демодуляторах 15 и 16 происходит в разное время, то это вынуждает адаптивную подсистему формирования резонансной частоты, будучи зависимой от адаптивной подсистемы формирования полосы пропускания, под действием управляющего напряжения, образуемого на выходе первого .фильтра 21 нижних частот, совершать колебательный процесс вблизи напряжения (фиг.4о), соответствующего точной настройке на резонансную частоту исследуемого колебательного контура, подключенного к клеммам 10, Иначе имеет место взаимосвязь контуров уравновешивания адаптивных подсистем.

Адаптивная подсистема формирования полосы пропускания неуклонно стремится к понижению частоты третьего генератора 26 (фиг,4п) и, следовательно, повьш ению уровня сигнала, накапливаемого в дальнейшем третьим синхронным демодулятором 15. Когда в очередной (второй) раз первый синхронный демодулятор 13 перейдет в режим хранения информации и приобретет уровень сигнала (фиг.4й), соответствующий точке 3 (фиг,4д) на первой ветви нормированной характеристики второй- производной, а третий синхронный демодулятор 15 ее перезапишет (фиг.4л), раз- 5 ность потенциалов (фиг.4н) между входами первого сравнивающего блока 17 уменьшится, однако очевидно будет еще превьшать порог чувствительности, при этом выходное напряжение первого сравнивающего блока 17 не изменится (фиг,4о) и потенциал на выходе первого фильт;ра 21 нижних частот будет продолжать убьшать, понижая частоту второго генератора 22 и уводя ее от резонансной частоты исследуемого колебательного контура,.

Понижение частоты второго генератора 22 будет происходить и тогда, когда второй синхронный демодулятор

0

0

5

5

мации и приобретет уровень сигнала (фиг,4к), соответствующий точке 4 (фиг,4д), расположенной уже на левой ветви нормированной- характеристики второй производной, а четвертый синхронный демодулятор 16 ее перезапишет (фиг.4м), На этот раз разность потенциалов (фиг.4н) между входами первого сравнивающего блока 17 ста-

нет менее отрицательной и не исключено, что еще будет превышать порог чувствительности данного блока, В ре зультате на выходе первого сравнивающего блока 17 отрицательное напряжегч ние сохранится, что и определит дапь- : нейшее снижение управляющего напряженря (фиг.Ао) на выходе первого . I фильтра 21 нижних частот и понижение частоты второго генератора 22.

Положение в работе адаптивной под- системы формирования полосы пропуска- ; ния существенньм образом изменяется I лишь тогда, когда в очередной раз I(третий) значение второй производной, I зарегистрированное первым синхронным I демодулятором 13, станет положитель- |ным, (точка 5 на правой ветви нормиI резанной характеристики второй произ- 20 становится несколько ниже порога чувI водной, показанная на фиг.4д), при ;этом третий синхронный демодулятор 15, перезаписав данную информацию и ;получив положительный перепад напря- (фиг.4л), не превышающий по- рога чувствительности второго сравнивающего блока 23, формирует на вы- ;ходе.этого блока положительньй пере- ;Пад напряжения (фиг,4п), несколько I меньший напряжения источника питания :положительной полярности, и напряже- ние на выходе второго фильтра 25 нижних частот начинает возрастать, ;увлекая за собой и частоту третьего ; генератора 26.

; Одновременно с этим разность по- 1тенцйалов между входами первого срав- |нивающего блока 17, скачком изменив- |щись, приобретает положительное чение (фиг.4н),- которое на этот раз оказывается несколько ниже порога чувствительности, что вызывает скачкообразное изменение выхоДно го напряжения первого сравнивающего блока 17 до уровня,.несколько не достигающего напряжения источника питания положиг тельной полярности, но весьма близкого к требуемому, и напряжение на выходе первого фильтра 21 нижних частот начинает возрастать, приближаясь к уровню , (фиг,4о). Такое состояние будет продолжаться и тогда, когда произойдет очередная (третья) выборка сигнала (фиг.4к) ; во втором синхронном демодуляторе 14 И значение второй производной (немно- j;o ниже точки 4 на левой ветви норми- рованной характеристики второй производной, показанной на фиг . 4д), пере30

35

ствительности (фиг,4н), что вызывает скачкообразное изменение выходного напряжения первого сравнивающего блока. 17 примерно до уровня напряже25 ния (фиг.4о), имеющегося на выходе первого фильтра 21 нижних частот, ..и заряд накопительного элемента этого фильтра замедляется или прекращается вовсе. При этом первый сравни- ваюпуда блок 17 переходит в линейный (следящий) режим работы и адаптивная подсистема формирования резонансной частоты осуществляет в дальнейшем стабилизацию управляющего напряжения (фиг.Ло) вблизи уровня Uvjorj 9 соответствующего точной настройке второго управляемого по частоте генератора 22 на.резонансную частоту исследуемого колебательного контура, подключенного к клеммам 10.. Аналогичный режим работы приобретает и адаптивная подсистема формирования полосы пропускания, если только уровень сигнала, соответствующий

45 нормированной характеристике второй производной (точка вблизи нулевого значения на правой ветви характеристики второй производной, изображенной на фиг.4д), регистрируемый в очеред50 ной (четвертый) раз.первым синхронным демодулятором 13 (фиг.4и) и перезаписываемый третьим синхронным демодулятором 15, будет находится в sort: не порога чувствительности (фиг.4л) второго сравнивающего, блока 23. При такой ситуации второй сравнивающий блок 23, переходя в линейньш (следящий) режим работы, скачком изменяет на своем выходе Напряжение до вели-

40

55

записанное четвертым синхронным демодулятором 16, станет отрицательным (фиг.4м) и разность напряжений между входами первого сравнивающего блока 17, превысив порог чувствительности, вызовет на выходе данного блока полное напряжение положите1 ьной полярности.

Когда же произойдет очередная

(четвертая) выборка сигнала в первом синхронном демодуляторе 13 (последняя выборка, показанная на фиг.4и) и значение второй производной, перезаписанное:третьим синхронным демодулятором 15 (фиг.4л), приблизится к нулевому значению, разность потенциалов между входами первого сравнивающего блока 17, скачком изменяясь, снова

0

5

ствительности (фиг,4н), что вызывает скачкообразное изменение выходного напряжения первого сравнивающего блока. 17 примерно до уровня напряже5 ния (фиг.4о), имеющегося на выходе первого фильтра 21 нижних частот, ..и заряд накопительного элемента этого фильтра замедляется или прекращается вовсе. При этом первый сравни- ваюпуда блок 17 переходит в линейный (следящий) режим работы и адаптивная подсистема формирования резонансной частоты осуществляет в дальнейшем стабилизацию управляющего напряжения (фиг.Ло) вблизи уровня Uvjorj 9 соответствующего точной настройке второго управляемого по частоте генератора 22 на.резонансную частоту исследуемого колебательного контура, подключенного к клеммам 10.. Аналогичный режим работы приобретает и адаптивная подсистема формирования полосы пропускания, если только уровень сигнала, соответствующий

5 нормированной характеристике второй производной (точка вблизи нулевого значения на правой ветви характеристики второй производной, изображенной на фиг.4д), регистрируемый в очеред0 ной (четвертый) раз.первым синхронным демодулятором 13 (фиг.4и) и перезаписываемый третьим синхронным демодулятором 15, будет находится в sort: не порога чувствительности (фиг.4л) второго сравнивающего, блока 23. При такой ситуации второй сравнивающий блок 23, переходя в линейньш (следящий) режим работы, скачком изменяет на своем выходе Напряжение до вели-

0

5

чины накопленного напряжения во втором фильтре 25 нижних частот, что замедляет или прекращает полностью разряд емкостного элемента этого фильтра, и адаптивная подсистема формирования полосы пропускания производит стабилизацию управляющего напряжения вблизи уровня и

vorj

(фиг.4п),

соответствующего условию точного равенства частоты третьего управляемого по частоте генератора 26 полосе пропускания на желаемом уровне исследуемого колебательного контура.

По истечении некоторого интервала времени,возможно несколько большего, чем это отражено на диаграммах (фиг.4), адаптивные подсистемы формирования резонансной частоты и полосы пропускания уравновешиваются с за данной степенью точности, непрерывно поддерживая постоянными значения частот второго и третьего управляемых по частоте генераторов 22 и 26, удовлетворяющих требованиям непосредст-

венного отсчета резонансной частоты и полосы пропускания на уровне 0,707 или другом произвольном уровне v , в зависимости от устанавливаемой величины коэффициента деления делителя 27 частоты. При этом на первом выходе блока 12 будет формироваться только часть нормированной характе ристики второй производной (фиг.4д), ограниченная снизу координатами точек ее перехода через нуль.

По установлении переходных процессов в адаптивных, подсистемах измерительного устройства срабатывает подсистема сигнализации о завершении процесса уравновешивания, на вход которой все это время непрерывно поступали короткие импульсы (фиг.4з) с выхода частотно-фазового компаратора 3.

Благодаря использованию в измерительном устройстве адаптивной подсистемы ускорения процесса уравновешивания, уравновешивание в большом адап

тивных подсистем формирования резонанс-50 достоверная информация об искомой

ной частоты и полосы пропускания происходит сразу,в первый цикл формирования линейно нарастающего напряжения (фиг.4п) на выходе второго времяамплй- тудного преобразователя 30,причем неза-55 ° частоте генераторов 22 и 26 висимо от величины измеряемой добротное- при коэффициенте деления делителя 27, это позволяет произвести урав- равном 2 ) с первым выходом 57

добротности Q, образованная в блоке 28 вычитания отношения частот в результате преобразования сигналов с : выходов второго и третьего управляети.и новещивание

в малом

мых подсистем за

рассматривае- определенное число

программно-управляющего блока 33, следовательно, с информационным

и,

5

0 5

циклов работы адаптивной подсистемы формирования частотно-модулированного испытательного сигнала, связанное с количеством импульсов (фиг.4з), получаемых на выходе частотно-фазового компаратора 3.

Поэтому при поступлении с выхода частотно-фазового компаратора 3 через открытый элемент 31 ЗАПРЕТ на счетный вход делителя 32 частоты определенного числа импульсов (фиг.Зб), устанавливаемого экспериментально, примерно равного десяти, на выходе последнего появляется короткий импульс (фиг.Зв), который,поступая на управляющий вход 56 программно- управляющего блока 33 (фиг.2), беспрепятственно проходит на S-вход RS-триггера 37 и опрокидывает его. При этом на инверсном выходе RS-триггера 37 образуется нулевой потенциал, разрешающий работу мультиплексору 39, а на прямом - единичный (фиг,3г), запускающий в действие управляемый генератор 49 импульсов, который начинает формировать прямоугольные импульсы Сфиг,3д) . положительной полярност ти в момент поступления на его вход положительного потенциала. Период следования этих импульсов, определяющий время индикации f (фиг.Зв) двух параметров, может регулироваться вручную в широких пределах путем изменения постоянной времени время- задаюшдх цепей управляемого генератора 49 импульсов.

Получаемый прямоугольный импульс положительной полярности (фиг.Зд), поступая через первый переключатель 41 на D-вход D-триггера 38, устанавливает данный триггер в такое поло; се- ние, при котором на его прямом выходе образуется единичный потенциал 5 (фиг.Зж), а на инверсном - нулевой, что вызывает посредством мультиплексора 39 и четвертого переключателя 44 соединение третьего информационного входа 54 (на этом входе содержите

0

5

0

° частоте генераторов 22 и 26 при коэффициенте деления делителя 27, равном 2 ) с первым выходом 57

добротности Q, образованная в блоке 28 вычитания отношения частот в результате преобразования сигналов с : выходов второго и третьего управляепрограммно-управляющего блока 33, следовательно, с информационным

и,

входом частотомера 34 (фиг.1). Одновременно с этим единичный потенциал (фиг.Зж) с прямого в ыхода D-триггера 38 (фиг.,2), поступая через второй переключатель 42 на второй вход ин- дикатора 40 регистрируемых параметров, устанавливает последний в режим регистрации искомой добротности Q,

Передний фронт прямоугольного им- пульса (фиг.Зд), полученного на выходе управляемого генератора 49 пульсов, подвергаясь операции дифференцирования в дифференциаторе 50 импульсов и беспрепятственно проходя парафазный усилитель 51 и второй ограничитель 46 импульсов снизу, приобретает вид остроконечного импульса (фир.Зе) и передается через элемент ШШ А8 на второй выход 58 программно управляющего блока 33, а затем и на установочн1 1Й вход частотомера 34 (фиг.1). При этом частотомер 34 вторично срабатывает свои нулевые показания и спустя некоторьй интервал времени, определяющийся собственной схемотехникой, производит измерение поступающей с первого выхода 57 программно-управляющего блока 33 информации с последующей индикацией изме- ренной- величины до тех пор, пока не поступит следующий управляющий им-. пульс (фиГоЗе) на его установочный вход.

По истечении первого полупериода, формируемого управляемым генератором 49 колебания, прямоугольный импульс (фиг.Зд) яз. выходе данного генератора исчезает и D-триггер 38 изменяет свое состояние на противоположное с образованием единичного потенциала на инверсном выходе и нулевого - на прямом. При этом мультиплексор 39 соединяет первый выход 57 программно управляющего блока 33 с его первым информационным входом 52, на котором содержится достоверная информация об искомой резонансной частоте f, созданная,вторым управляемым по частоте генератором 22, а индикатор 40 устанавливается в режим регистрации данного параметра. Задний фронт рассматриваемого импульса (фиг.Зд), продифференцировавшись в дифференциаторе 50 импульсов, проинвертировав- шись в парафазном усилителе 51, подвергнувшись операции ограничения снизу во втором ограничителе 47 импульсов и пройдя элемент ИЛИ 48, появляется в виде остроконечного импульса (фиг.Зе) на втором выходе 58 программно-управляющего блока 33 и воздействует на установочньй вход частотомера 34, который снова осуществляет . операции сброса предыдущих показаний и измерения подведенной -информации и ее индикации.

Если третий переключатель 43 установить в такое положение, при котором счетный вход делителя 45 частоты будет отключен от выхода управляемого генератора 49 импульсов, то в дальнейшем процессы в рассматриваемых функциональных блоках будут периодически повторяться сколь угодно, осуществляя поочередное измерение и индикацию добротности и резонансной частоты. Ее-: ли же при этом второй и четвертый переключатели 42 и 44 перевести в про тивоположное, относительно показанного на фиг.2,положениеjто поочередно будут измеряться частотомером 34 и регистрироваться индикатором 40 per гистрируемых парамет-ров полоса пропускания на уровне 0,707 и резонансная частота, так как прямой выход D-триггера 38 (фиг.2) соединяется с третьим входом индикатора 40 регистрируемых параметров, а к второму информационному входу мультиплексора 39 подключается второй информационньй вход 53 программно-управляющего блока 33, не котором сосредоточена дос- товерная информация об искомой полосе пропускания на уровне 0,707, созданная третьим управляемым по частоте генератором 26 (фиг.1).

При установке первого переключателя в первое или второе положения, при которых D-вход D-триггера 38 соединяется соответственно с прямым выходом RS-триггера 37 или с общей шиной программно-управляющего блока 33 (фиг.2), процессы в данном блоке будут также периодически повторяться описанным образом, однако с тем отличием что во втором положении первого переключателя 41 будет измеряться и регистрироваться только резонансная частота, а в первом положении того же переключателя 41 - только добротность или полоса пропускания на уровне 0,707 в зависимости от положения второго и четвертого переключателей 42 и 44, причем смена показаний частотомера 34 будет осуществляться периодически в соответствии с образовани10

15

31

ем последовательности управляющих импульсов (фиг.Зе) на втором выходе 58 программно-управляющего блока 334 Данное свойство программно-управляющего блока 33 является исключительно важным и полезным, так как позволяет измерительному устройству СФИГ.1) по наперед заданной программе производить в следящем режиме детальное исследование параметров колебательных контуров в зависимости от влияния различного рода факторов (температуры, давления, влаги и т.д.) без нового запуска его в работу. Отмеченное стало возможным благодаря тому, что при соединении D-входа D- триггера 38 с прямым выходом RS-триг- гера 37, на котором содержится единичный потенциал (фиг.Зг), единичный 20 уровень сигнала формируется на первом выходе D-триггера 38, а при подключении- того же D-входа к общей щи- не, имеющей нулевой потенциал, единичный потенциал создается уже на инверсном выходе D-триггера 38,

Если же третий переключатель 43 оставить во включенном состоянии, как это предусматривалось изначально, а первый переключатель 41 вернуть в исходное (третье) положение, сохранив исходное положение второго и третьего переключателей 42 и 44, показанное на фиг.2, то рассматриваемые процессы в программно-управляющем блоке 33 будут протекать до тех. пор, пока за время индикации (фиг,3в) не произойдет измерение и индикация двух параметров: добротности Q и резонансной частоты fp ;И на вьлходе делителя 45 частоты не образуется короткий импульс (фиг,3и). Появление этого импульса во времени зависит от коэффициента деления К д делителя 45 частоты, значение которого вы-; бйрается равным числу измеряемых во времени параметров, в нашем случае

1406

с

25

30

35

40

45

.

Образуемый на выходе делителя 45 частоты импульс (фиг.Зи) (в момент начала формирования второго положи- . тельного перепада (фиг.Зд) на выходе управляемого генератора 49 импульсов) поступает на третий выход 59 программно-управляющего блока 33 (фиг,2) и далее на вход генератора 35 запускающих импульсов (фиг,1). Последний, формируя на своем выходе очередной (второй) единичный импульс (фиг,4а и

10

15

20

40652532

фиг.За), возвращает в исходное (нуле- .вое) состояние все функциональные . блоки и подсистемы измерительного

с устройства в целом и программно-управляющий блок в частности, и процессы в измерительном устройстве (фиг,1) повторяются в описанной последовательности, производя измерение параметров следующего колебательного контура или того же контура при других режимных условияз, например, связанных с необходимостью определения полосы пропускания на другом уровне у, отличном от уровня 0,707, что требует изменения коэффициента деления Кдрцд делителя 27 (фиг) и изменения режима работы (программы) программно-управляющего блока 33 в соответствии с изложенным алгоритмом. Следует обратить внимание на особенность формирования заключительной фазы сигналов, вырабатываемых управляющим генератором 49 импульсов при

25 переходе в исходное (нулевое) состояние (фиг,3г) RS-триггера 37 программно-управляющего блока 33 (фиг,2). Особенность эта проявляется в том, что управляемый генератор 49 импуль30 сов заканчивает свою работу практически сразу после образования положительного перепада формируемого им второго импульса (фиг.Зд), форма которого приобретает вид остроконечно35 го импульса. Это обусловлен тем, что после появления переднего фронта данного импульса, практически мгновенно повторяющегося на выходе делителя 45 частоты (фиг,2) и генератора 35 запус40 кающих импульсов (фиг,1), практически сразу возвращается в исходное состояние и RS-триггер 37 (фиг,2),на прямом выходе которого образуется ; низкий потенциал (фиг,3г)/и управляе45 мый генератор 49 импульсов прекращает свою работу, не успев совершить полный период своего колебания.

Особенность возвращения в исходное состояние других функ1ф1онапьных

50 блоков и подсистем измерительного

устройства (фиг.1) проявляется в наи более вероятных случаях, когда к моменту действия запускакядего импульсй в них содержится анализируемая инфор«55 мация произвольной величины. Не.

останавливаясь на алгоритме переклют чения данных блоков и подсистем под влиянием очередного запускающего импульса (фиг,4а) генератора 35, который достаточно полно был изложен выше, охарактеризуем лишь поведение некоторых структурных блоков устройства в ситуации применительно к фазе сигналов, представленных на .

Независимо от того, в какой-бы фазе обработки сигнапов не находились функциональные блоки измерительного устройства, принудительньй переход 1К-триггера 6 под влиянием переднего фронта второго запускающего импульса (фиг.Аа) генератора 35 в исходное состояние (в данный момент времени 1К-триггер 6 в этом состоянии уже находится), формирующее на прямом выходе низкий (нулевой) потенциал (фиг.Ав), способствует снижению потенциала на выходе первого времяам- плитудного преобразователя 7, однако преобладающее значение имеет собственный разряд накопительного элемента данного преобразователя и его выходное напряжение, снижаясь по экспоненте, устремляется к нулю (фиг.4а) и увлекает за собой частоты первого и второго управляемых по частоте генераторов 1 и 22. Последнее стало возможным благодаря тому, что одновременно RS-триггер 19, возвращаясь в исходное (нулевое) состояние (фиг,4ж), посредством первого и второго переключателей 18 и 24 подключил к низкоомным выходам первого и второго времяамплитудных преобразователей 7 и 30 соответственно первый ,и второй фильтры 21 и 25 нижних частот, выходное напряжение которых из- за относительно малых постоянных времени, реализуемых в таком состоянии, скачком изменившись в начальный момент времени, быстро уравниваются (экспоненты в виде тонких линий на фиг,4о и п) с выходными напряжениями своих времяамплитудных преобразователей 7 и 30.,.

Синхронное уменьшение частот первого и второго генераторов 1 и 22 практически не образует ощутимой разностной частоты на выходе преобразователя 2 и, тем самым, исключает возможность появления каких-либо импульсов (фиг,4з) на выходе частотно-фазового компаратора 3 независимо от наличия на его втором входе сигнала в виде уменьшенной делителем 27 частоту третьего генератора 26, которая из-за автоматического разряда- накопительного элемента второго фильтра 25

нижних частот на малое выходное сопротивление второго времяамплитудного преобразователя 30 (спадающая экспонента, показанная на фиг.4п тонкой линией), стала снижаться до своего минимального значения. Следует отметить, что исключение возможности появления импульсов на выходе частотно-фазового компаратора 3 (фиг.4з) и блока 20 регистрации экстремума (фиг.4е) во время действия запускающего импульса (фиг.4а) не может отразиться на состоянии соответственно

1К-триггера 6 и RS-триггера 19 и вызывать ложное их срабатывание в любых ситуациях, включая самые неблагоприятные сочетания сигналов, действующих в функциональных блоках.

Изменение частоты первого генератора 1 в соответствии с убывающим по экспоненте к нулю управляющим напряжением (фиг.4г) первого времяамплитудного цреобр азователя 7 сопровождается уменьшением сигнала, пропорционального второй производной, на пер- .вом выходе блока 12 формирования нормированной характеристики второй производной, форма которого (фиг.4д)

с точностью до масштабного коэффициента, учитывающего скорость перестрой- ки частоты несущей частотно-модулированного испытательного сигнала, представляет собой зеркальное отображение левой ветви характеристики второй производной.

Первый и четвертый синхронные де-j модуляторы 13 и.16, находившиеся в режиме хранения информации в момент

прекращения работы 1К-триггера 6, принудительно разряжают собственные емкостные элементы памяти, причем четвертый синхронный демодулятор 16 начинает разряд по экспоненте

(фиг,4м) с уровня второй производной, хранившегося ранее на выходе второго синхронного демодулятора 14, а первый синхронный демодулятор 13, приобретший к этому времени нулевой потенциал

(фиг.4и) в результате уравновешивания адаптивной подсистемы формирования резонансной частоты сохраняет его без всякого изменения.

Находившиеся в открытом для приема

информации состоянии второй и третий синхронные демодуляторы 14 и 15 и получившие уровни сигналов соответственно . с первого выхода блока 12 формирования нормированной ха

рактеристики второй производной и выхода первого синхронного демодулятора 13, начинают следить за изменени- ем этих сигналов, повторяя их форму (фиг.4к и л соответственно). В итоге разность потенциалов (фиг.4н) между входами первого сравнивающего блока 17 по экспоненте приближается к нулевому уровню (фиг.4н) в соответствии с изменением сигнала (фиг,4м) на вы ходе четвертого синхронного демодулятора 16, а между входами второго сравнивающего блока 23 сохраняется близкой к нулю. При этом выходное на 1пряжение первого сравнивающего блока :17 достаточно быстро приближается к нулевому уровню, а выходное напряжение второго сравнивающего блока 23 сохраняется вблизи нулевого значения (утолщенные линии, показанные на фиг.4о и п).

Таким образом, все функциональные блоки и подсистемы оказываются приведенными в исходное состояние и по истечении времени задержки Г, когда на вькоде цифрового элемента 36 задержки снова появляется импульс (фиг.46), измерительное устройство, способно возобновить описанным вьше способом процесс измерений.

Формула изобретения

- 1.Устройство для автоматического измерения параметров колебательных контуров, содержащее частотомер, бло вычисления отнощения частот, четыре синхронных демодулятора, цифровой элемент задержки, два элемента.ИЛИ, IK- и RS-триггеры, последовательно соединенные первый времяамплитудный преобразователь, первый управляемьй по частоте генератор, частотный модулятор, блок нормирования амплитудно- частотной характеристики, клеммы для подключения исследуемого колебательного контура, амплитудный демодулятор 5 второй выход которого соединен с управляющим входом блока нормирования амплитудно-частотной характеристики, блок формирования нормированной характеристики второй производной и блок регистрации экстремума, последовательно соединенные первый сравнивающий блок, первый переключатель, второй информационный вход которого подключен к выходу первого времяамплитудного преобразователя.

первый фильтр нижних частот, второй .управляемый по частоте генератор, преобразователь частоты, второй вход которого подключен к второму выходу .первого управляемого по частоте генератора, и частотно-фазовый компаратор, а также второй сравнивающий

5

0

5

0

блок.,- генератор запускающих импульсов и последовательно соединенные второй фильтр нижних частот, третий управляемый по частоте генератор и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с вторым входом частотно-фазового компаратора, причем информационные- входы первого и второго синхронных демодуляторов подключены к первому выходу блока формирования нор- мированнойх характеристики второй производной, второй выход которого соединен с модуляционным входом частотного модулятора, информационные входы третьего и четвертого синхронных демодуляторов подключены к выходам соотве;гственно первого и второго синхронных демодуляторов, а их выходы нагружены на соответствующие входы первого сравнивающего блока, выход третьего синхронного демодулятора дополнительно нагружен на один из входов второго сравнивающего блока, другой вход которого подключен к общей щине устройства, управляющие вхо5 ды первого и четвертого синхронных , демодуляторов совместно с одним из входов первого времяамплитудного преобразователя подключены к прямому выходу IK-триггера, а управляющие

0 входы второго и третьего синхронных демодуляторов совместно с другим входом первого времяамплитудного преобразователя - к инверсному выходу 1К-триггера, К- и 1-входы которого

5 соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, первые входы которых подключены к выходу частотно-фазового компаратора, второй вход второго элемента ИЛИ посредством

Q цифрового элемента задержки подключен к выходу генератора запускающих импульсов, соединенному с вторым входом первого элемента ИЛИ, R-входом RS- триггера и установочными входами бло-

g ка регистрации экстремума, первого и четвертого синхронных модуляторов, первого времяамплитудного преобразователя, блока нормирования амплитудно- частотной характеристики и блока фор

мирования нормированной характеристики второй производной, соответствующие информационные входы блока вычисления отношения частот раздельно соединены с выходами второго и третьего управляемых по частоте генераторов, а управляющие входы первого переклю™ чателя соединены с соответствующими выходами RS-триггера, S-вход которо- го подключен к выходу блока регистрации экстремума, отличающее- с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, в него введены компаратор напряжения, вто- рой времяамплитудный преобразователь второй переключатель, элемент ЗАПРЕТ делитель частоты и программно-управляющий блок, при этом первый информационный вход второго переключателя подключен к выходу второго сравнивающего блока, а его второй информацион- ньй вход посредством второго времяам- плитудного преобразователя соединен с выходом компаратора напряжения, один из входов которого подключен к первому выходу блока формирования : нормированной характеристики второй производной, а другой соединен с об щей шиной устройства, выход второго переключателя соединен с входом второго фильтра нижних частот., а его управляющие входы подключены к соот- :ветствующим выходам RS-триггера, пря:мой вход эдемента ЗАПРЕТ подключен К выходу частотно-фазового компаратот ра, а выход, посредством делителя час- ;тоты соединен с управляющим входом программно-управляющего блока, пер- ;вьм, второй и третий информационные вxoды которого подключены к выходам соответственно второго и третьего управляемых по частоте генераторов и блока вычисления отношения частот, информационный и установочный входы частотометра подключены соответственно к первому и второму выходам программно-управляющего блока, устано- lзoчный вход которого совместно с установочным входом делителя частоты и инверсным входом элемента ЗАПРЕТ Подключен к выходу генератора за- йускающих импульсов, вход которого Соединен с третьим выходом програм- Мно-управляющего блока.

5

5 0 g

0

0

5

0

5

управляющий блок содержит RS- и D- триггеры, мультиплексор, индикатор регистрируемых параметров, четыре переключателя, делитель частоты, первый и второй ограничители импульсов и элемент ИЛИ, а также последовательно соединенные управляемый генератор импульсов, дифференциатор импульсов и парафазный усилитель, прямой и инверсный выходы кото.рого через первый и второй ограничители импульсов соединены с раздельными -входами элемента ИЛИ, причем С-вход D-триггера, первый вход первого переключателя и вход управляемого генератора импульсов подключены .к прямому выходу RS-триггера, инверсный выход которого соединен с V-входом мультиплексор а, соот- ветствующие управляющие входы мультиплексора подключены к выходам D- триггера, доцолнительно прямой выход D-триггера соединен с входом второго переключателя, а его инверсный выход соединен с первым входом индикатора регистрируемых параметров, второй и третий входы которого подключены к соответствующим выходам второго переключателя, D-вход D-триггера подключен к выходу первого переключателя, второй вход которого соединен с общей шиной программно-управляющего блока, а третий вход подключен к выходу управляемого генер атора импуль- iCOB, соединенному Посредством третье- |го переключателя со счетным входом делителя частоты, выход четвертого переключателя, управляющий орган которого сопряжен с управляющим органом второго переключателя, соединен с вторым информационным входом мультиплексора, первый информационный вход мультиплексора и соответствующие входы четвертого переключателя являются соответственно первым, вторьм и третьим информационными входами программно-управляющего блока, а третий вход элемента ИЛИ совместно с установочным входом делителя частоты и R-входом RS-триггера - его установочным входом, S-вход RS-триггера является управляющим входом данного блока, а выходы мультиплексора, элемента ИЛИ и делителя частоты-его соответственно первым, вторым и третьим выходами.

фиг. 5

и

ffli

S

,.

h - п 7 т

-t-niх -п

11 X II

ge

л