Устройство для измерения коэффициента прямоугольности электромеханических фильтров Советский патент 1989 года по МПК G01R27/28 

фаг.1

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения коэффициента прямоуголь ности при производстве электромехани- ческих фильтров, пьезоэлектрических активных и пассивных емкостно-индук- тивных и других типов.

Цель изобретения - сокращение времени измерений,

На фиг,1 приведена структурная схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы его работы.

Устройство (фиг.) содержит генератор 1 тактовых имщшьсов, кнопку 2 запуска, генератор 3 качающейся частоты, формирователь 4 опорного сигнала, двухполюсный переключатель S,, первый ключ 6, первый компаратор 7, триггер 8,, исследуемзш фильтр 9, детек- тор 10, второй компаратор 11, первый и второй счетчики 12 и 13, генератор 14 импульсов, делитель 15 напряжения, второй ключ 16, первый дешифратор 17s третий ключ 18, генератор 19 измери- тельных импульсов, индикатор 20, четвертый ключ 21, первый 22, второй 23 и третий 24 переключатели, первый 25, второй 26 и третий 27 усилители, третий счетчик 28, блок 29 деления, зто- рой дешифратор 30, первую и вторую клем1 1 31 и 32 устройства для подключения исспедуемого цильтра.

Фомирователь 4 опорного сигнапа выполнен в виде последовательно соеди- ненных четвертого счетчика 33, цифро- аналогового преобразователя 34 (ЦМ1) и инвертора 33,

Генератор 1 тактовых импульсов через кнопку 2 запуска обязан с входом генератора 3 качающейся частоты, выход которого через двухполюсный пере- 1шючатель 5 в зависимости от положеПервый выход дешифрато,й 30 соединен также с первым управляющим входом двухполюсного переключателя 5, Второй выход дешифратора 30 соединен с управляющим входом третьего 1;люча 18, соединл:-щего генератор 19 со сче ным входом второго счетчика 13 и с вторым управлякщим входом двухполюсного переключателя 5. Третий выход дешифратора 30 соединен с управляго- ащм входом блока 29 деления, Входы этого блока соединены с выходами счет чиков 12 и 13, а выход блока деления соединен с входом первого дешифратора 17, который соединен с входом индикатора 20, Четвертый выход дешифратора 30 соединен с первым управляю- шкм входом 2 ключа 6, а также через ключ 21 с входами сброса счетчиков 12,13,28 и 33 и триггера 8. Управляющий вход ключа 21 соерлнен с выходом генератора 14, период следования импульсов с которого определяет Bpei-w

ния его контактов соединяется с входом исследуемого фильтра 9 либо непос-дз индикадии результата измерения. редственно, либо через одну из цепей,Устройство работает апедующим обсодержащих переключатели 22, 23 или 24, и усилители 25 - 27 с коэффициентами передачи 17, 37 или 57 дБ соответственно. Выход исследуемого филь- Q тра 9 соединен с входом детектора 10, который выходом соединен с сигнальными входами компараторов 7 и 11, Выход компарато-ра 11 соединен с входами разрешения счета счетчиков 12 и 13. а выход компаратора 7 соединен с сигнальным -(дадом триггера 8, который выходом соединен с входом разрешения

разом,

Дпя ароведения измерений кнопкой 2 запуска за№1кают цепь генератор 1 тактовых импульсов - генератор 3 качающейся частоты. Генератор 1 тактовых имп льсов вырабатывает тактовые импульсы с амплитудой U (фиг,2а). Первый тактовый импульс поступает на вход запуска генератора 3 качающейся частоты f, который работает в ждущем режиме и запускается каждым последую шкм тактовым импульсом (фиг.2б).

счета счетчика 33, а также с вторым управляющим входом ключа 6. Выход кнопки 2 запуска соединен с счетным входом счетчика 33, который выходом соединен с входом ЦАП 34, выход которого с входом инвертора 35, Выход последнего соединен с опорным входом компаратора 7 и через делител 15 напряжения 3 дБ соединен с опорны входом компаратора 11,

Выход генератора 1 тактовых импульсов через ключ 6 соединен с входом третьего счетчика 28, который выходом соединен с вторым дешифратором 30, Счетчик 28 и дешифратор 30 задают .порядок работы всего устройства.

Первый выход дешифратора 30 соединен с управляющим входом ключа 16, который контактами соединяет выход генератора 19 и счетчика -1,

Первый выход дешифрато,й 30 соединен также с первым управляющим входом двухполюсного переключателя 5, Второй выход дешифратора 30 соединен с управляющим входом третьего 1;люча 18, соединл:-щего генератор 19 со сченым входом второго счетчика 13 и с вторым управлякщим входом двухполюсного переключателя 5. Третий выход дешифратора 30 соединен с управляго- ащм входом блока 29 деления, Входы этого блока соединены с выходами счетчиков 12 и 13, а выход блока деления соединен с входом первого дешифратора 17, который соединен с входом индикатора 20, Четвертый выход дешифратора 30 соединен с первым управляю- шкм входом 2 ключа 6, а также через ключ 21 с входами сброса счетчиков 12,13,28 и 33 и триггера 8. Управляющий вход ключа 21 соерлнен с выходом генератора 14, период следования импульсов с которого определяет Bpei-w

индикадии результата измерения. Устройство работает апедующим обиндикадии результата измерения. Устройство работает апедующим образом,

Дпя ароведения измерений кнопкой 2 запуска за№1кают цепь генератор 1 тактовых импульсов - генератор 3 качающейся частоты. Генератор 1 тактовых имп льсов вырабатывает тактовые импульсы с амплитудой U (фиг,2а). Первый тактовый импульс поступает на вход запуска генератора 3 качающейся частоты f, который работает в ждущем режиме и запускается каждым последую- шкм тактовым импульсом (фиг.2б).

Таблица

31449935

Двухполюсный переключатель 5 находится в положении 1, ключ 6 закрыт напряжением, поступающим на его управляющие входы с триггера 8 и с чет- вертого выхода второго дешифратора 30. Триггер 8 находится в состоянии, разрешающем счет четвертому счетчику 33, Сигнал через двухполюсный переключатель 5 поступает на вход исследуемо-ю го фильтра 9. С выхода фильтра 9 сиг- нап поступает на вход амплитудного детектора 10, который вырабатывает напряжение U, соответствующее амплитудно-частотной характеристике филь- 15 тра (фиг.2д). Это напряжение поступает на сигнальные входа конпарато- ров 7 и П.

Одновременно тактовые импульсы с генератора 1 тактовых импульсов пос- 20 тупают на счетный вход счетчика 33. Цифровая информация, содержащая в счетчике 33, поступает на вход ЦАП 34, где преобразовывается в напряжение, определяемое состоянием счетчика.

Таким образом, напряжение U. на выходе ЦАП 34 имеет п дискретных уровней от О до некоторой максимальной

величины напряжения. Это напряжение ЗО При появлении сигнала на первом поступает на вход инвертора 35, напряжение на выходе которого изменяется от максимальной величины до О (фиг,2в). Напряжение с выхода инвертора 35 поступает на опорный вход ком- паратора 7,

Как только напряжение на опорном входе компаратора 7 становится меньше напряжения на сигнальном входе компаратора 7 ((1мг.2д, точка К) , на 40 его выходе появляется напряжение, которое поступает на триггер 8 и перебрасывает его в состояние, запрещающее дальнейший счет счетчика 33, Одновременно это же напряжение откры- 45

вает ключ 6,

Напряжение с выхода инвертора 35

25

При поступлг1ши импульса с генер тора 1 тактовых импульсов сигнал вы сокого уровня появляется на первом выходе второго дешифратора {фиг.2,з При поступлении второго импульса с нератора I тактовых импульсов сигна высокого уровня появляется на втора выходе второго дешифратора (фиг.2, 3-II) и т.д.

выходе дешифратора 30 двухполюсный реключатель 5 находится в положении Алгоритм работы двухполюсного пере чателя 5 приведен в табл. 2,

Таблица

О

1

поступает также на вход делителя 15, Напряжение на выходе делителя 15 на 3 дБ.меньше напряжения на его входе {фиг.2г). Оно поступает на опорный вход компаратора 11.

Очередной импульс с генератора 1 тактовых импульсов после открывания ключа 6 поступает на счетный вход счетчика 28, который управляет состоянием дешифратора 30. Алгоритм работы дешифратора приведен в табл, 1,

50

При появлении сигнала на первом выходе дешифратора 30 второй ключ замыкается и импульсы с генератор измерительных импульсов поступают счетный вход счетчика 12. Как тол напряжение на сигнальном входе ко gg ратора 11 превысит напряжение на о ном входе компаратора 11, на его ходе появляется напряжение, котор поступает на вход разрешения счет и счетчик 12 начинает регистриров

Таблица I

При поступлг1ши импульса с генератора 1 тактовых импульсов сигнал высокого уровня появляется на первом выходе второго дешифратора {фиг.2,з-и При поступлении второго импульса с генератора I тактовых импульсов сигнал высокого уровня появляется на вторам выходе второго дешифратора (фиг.2, 3-II) и т.д.

При появлении сигнала на первом

выходе дешифратора 30 двухполюсный переключатель 5 находится в положении i. Алгоритм работы двухполюсного переключателя 5 приведен в табл. 2,

Таблица2

О

0

При появлении сигнала на первом выходе дешифратора 30 второй ключ 16 замыкается и импульсы с генератора 19 измерительных импульсов поступают на счетный вход счетчика 12. Как только напряжение на сигнальном входе компа- gg ратора 11 превысит напряжение на опорном входе компаратора 11, на его выходе появляется напряжение, которое поступает на вход разрешения счета 12, и счетчик 12 начинает регистрировать

1А49935

импульсы, приходящие с генератора 19 измерительных импульсов, toмeнт вклю- чения счетчика 12 соответствует точке I на амплитудно-частотной характеристике фильтра (фиг,2д).

Как только напряжение на сигнальном входе компаратора 11 становится ниже опорного напряжения на опорном входе компаратора 1I, на выходе последнего появляется напряжение, запрещающее счет счетчика 12. Момент выключения счетчика 12 соответствует точке II на амплитудно-частотной характеристике фильтра (фиг. 2д, положения К+1), Цифровая информация, хранящаяся в счетчике 12, представляет собой полосу пропускания фильтра на уровне 3 дБ в относительных единицах счета.

С приходом следующего импульса с генератора 1 тактовых импульсов в соответствии с алгоритмом работы второго дешифратора 30 на втором выходе

фратор 30 вырабатывает на четвертом выходе импульс, который закрывает клю 6. Алгоритм работы ключа 6 приведен

в табл, 3.

ТаблицаЗ .

10

15

После этого, как ключ 6 закроется 2Q прохождение тактовых импульсов с гене ратора 1 на счечик 28 прекращается и состояние дешифратора 30 и результат измерения остаются неизме 34ыми до мо мента прихода импульса с генератора

го дешифратора jw па .о. п

появляется сигнал высокого напряжения 25 14, который управляет ключом 21. При

«... .п л тттгт TI .j v-f4f п t- Г а л га (ПДТППЯ

и С фиг.2, 3-II), который перебрасывает ключ 18. При этом ключ 16 оказывается разомкнутым, В зависимости от второго уровня амгип- тудно-частот- аой характеристики, на котором необходимо измерить полосу пропускания, предварительно на этапе подготовки устройства к работе, вручную включается один из переключателей 22 - 24, которые подсоединяют к выходу генератора 3 усилители 25, 26 или 27 с коэффициентами усиления 17, 37, 57 дБ соответственно. На этом этапе компаратор 11 управляет счетчиком 13 и . выполняет действия, аналогичные действиям со счетчиком 12. но для точек III и IV на амплитудно-частотной характеристике фильтра (фиг. 2, положение К+2) .

В результате в 13 записывается информация, представляющая собой полосу пропускания фильтра на уровне 20, 40 или 60 дБ в зависимости от положения переключателей 22 - 24 в относительных единицах счета.

С приходом третьего импульса 1 тактовых импульсов дешифратор 30 разрешает работу блока 29 деления чисел. Результат деления чисел, хранящихся в счетчиках 12 н 13 в цифровом виде, поступеат на первый дешифратор 17 и регистрируется индикатором 20.

С приходом четвертого импульса с генератора 1 тактовых импульсов дешипоступлении импульса с генератора 14 ключ 21 открывается и подает импульс сброса на счетчики 12, 13, 33 и 28 и триггер 8. Устройство переводится в

30 исходное состояние и цикл измерения повторяется,

Период следования импульсов с генератора 14 может быть изменен, а сл довательно, может быть изменено и время индикгзции результата измерения

35

формула изобретения

Устройство для измерения коэффици ента прямоугольности электромеханиче ких фильтров, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом кнопки запуска, пе вый компаратор, опорный вход которого соединен с выходом формирователя опорного сигнала, первый и второй счет илда, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления,, выход последнего через первый д шифратор подключен к входу индикатора, выход первого компаратора соединен с сигнальным входом триггера, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений,, в него введены генератор качаюп1ейся частоты, делитель напряжения, второй компаратор, детектор, двухполюсный переключатель, четыре ключа, три пе ре кпючателя , три усилителя, третий

45

50

55

5

фратор 30 вырабатывает на четвертом выходе импульс, который закрывает ключ 6. Алгоритм работы ключа 6 приведен

в табл, 3.

ТаблицаЗ .

После этого, как ключ 6 закроется, 2Q прохождение тактовых импульсов с генератора 1 на счечик 28 прекращается и состояние дешифратора 30 и результат измерения остаются неизме 34ыми до момента прихода импульса с генератора

-.о. п

25 14, который управляет ключом 21. При

5 14, который управляет ключом 21. При

«... .п л тттгт TI .j v-f4f п t- Г а л га (ПДТППЯ

поступлении импульса с генератора 14 ключ 21 открывается и подает импульс сброса на счетчики 12, 13, 33 и 28 и триггер 8. Устройство переводится в

0 исходное состояние и цикл измерения повторяется,

Период следования импульсов с генератора 14 может быть изменен, а следовательно, может быть изменено и время индикгзции результата измерения.

5

формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента прямоугольности электромеханичес- ких фильтров, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом кнопки запуска, первый компаратор, опорный вход которого соединен с выходом формирователя опорного сигнала, первый и второй счет илда, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления,, выход последнего через первый дешифратор подключен к входу индикатора, выход первого компаратора соединен с сигнальным входом триггера, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений,, в него введены генератор качаюп1ейся частоты, делитель напряжения, второй компаратор, детектор, двухполюсный переключатель, четыре ключа, три пере кпючателя , три усилителя, третий

5

0

55

импульсов и генератор измерительных импульсов, при этом формирователь опорного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных четвертого счетчика, цифроаналогового преобразователя и инвертора, счетный вход четвертого счетчика соединен с выходом

714499358

счетчик, второй деши4ч атор, генератор вательно соединенные первый ключ и

третий счетчик подключен к входу второго дешифратора, первый выход которого соединен с первым управляющим входом двухполюсного переключателя и управляющим входом второго ключа, вто рой выход соединен с вторым управляющим входом двухполюсного переключате- кнопки запуска и с входом запуска ге- ,о ля и управляющим входом третьего клкг- нератора качающейся частоты, выходча, третий выход соединен с управляк

которого соединен с подвижным контак- щим входом блока деления, четвертый том двухполюсного переключателя, пер- выход соединен с первым управляющим выи неподвижньш контакт которого сое- входом первого ключа и входом четвер- динен с первой клеммой устройства для ,5 того ключа, выход второго компаратора подключения исследуемого фильтр.а, вто- соединен с входами разрешения счета рая клемма которого через детектор соединена с сигнальными входами первого и второго компараторов, опорный вход второго компаратор.а через делитель напряжения подключен к опорному входу первого компаратора, второй неподвижный контакт двухполюсного переключателя соединен с входами первого.

. ИМПуЛ

второго и третьего переключателей, вы-25соединен с управляющим входом четвер

ход каждого из которых через соответ-того ключа, выход генератора измериствующий усилитель соединен с первойтельных импульсов через второй ключ

клеммой устройства для подключенияподключен к счетнЪму входу первого

исследуемого фильтра, выход генерато-счетчика и через третий ключ - к счет

ра тактовых импульсов через последо- зоному входу второго счетчика.

tV

первого и второго счетчиков, вход сброса которых соединен с выходом четвертого ключа, входами сбросов триг- 20 гера, третьего и четвертого счетчиков, выход триггера подключен к вхо- ду запрета счета четвертого счетчика и к второму управляющему входу первого ключа, выход генератора импульсов

щим входом блока деления, четвертый выход соединен с первым управляющим входом первого ключа и входом четвер- того ключа, выход второго компаратора соединен с входами разрешения счета

- . ИМПуЛ

соединен с управляющим входом четвер

первого и второго счетчиков, вход сброса которых соединен с выходом четвертого ключа, входами сбросов триг- гера, третьего и четвертого счетчиков, выход триггера подключен к вхо- у запрета счета четвертого счетчика к второму управляющему входу первого ключа, выход генератора импульсов

Изобретегше относится к ч-ехш-гке измерения. Цель изооретения - сокра- ще1ше, времеш измерений. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, кнопку 2 , генератор 3 качающейся частоты, формирователь 4 опорного сигнала,, двухполюсный переключатель 5. ключи 6,16,18,21, компараторы 7,11, триггер 8, исследуе№1й фильтр 9, детектор 10, счетчики 12, 13,28, генератор 14 импульсов, делитель 15 напряжения, дешифраторы 17, 30, генератор 19 измерительных импульсов, индикатор 20, переключатели 22, 23 и 24, усилители 25,26 и 27, блок 29 деления, клемьы 31 и 32 устройства для подключения исследуемого фильтра. Формирователь 4 опорного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных четвертого счетчика 33, цифроаналогового преобразователя 34 и инвертора 35. Период следования импульсов с генератора 14 может быть изменен, а следовательно, может быть нз- менено и время индикации результата измерения. 2 ил. , 3 табл. S (Л