Устройство для автоматического измерения шумов Советский патент 1990 года по МПК G01R29/26 

Изобретение касается радиоизмерений и может быть использовано для измерения основных параметров усилителей.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем разнесения во времени формирования информационных импульсов на выходах измерительных каналов.

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

Устройство содержит формирователь 1 импульсов, триггер 2, первый счетчик 3 импульсов, первый элемент ИЛИ 4, первый элемент 5 задержки, источник 6 шума, усилитель 7, генератор 8 импульсов, первый 9 и второй 10 элементы И, элемент НЕ 11, второй счетчик 12 импульсов, первую 13-1,...,13-N

и вторую 14-1,...,14-N группы элементов сравнения, источник 15 опорного напряжения, первую группу элементов И 16-1,...,1б-И, группу элементов ИЛИ 17-1,...,17-N, группу счетчиков 18-1,..,,18-N импульсов, первую группу триггеров 19-1,...,, вторую группу элементов И 20-1,...,20-N, вторую группу триггеров 21-1,...,21-N, второй элемент ИЛИ 22, формирователь 23 начальной установки, второй элемент 24 задержки, группу формирователей 25-1,...,25-N импульсов, третий элемент ИЛИ 26, третий счетчик 27 импульсов, дешифратор 28, группу элементов 29-1,...,29-Ы задержки. При этом вход формирователя 1 импульсов является управляющим входом устройства, а выход соединен с входами сбросов группы счетчиков 18-1,...,18-N импульсов,

СП

to

О5 СО

№ 1

установочными входами первой 19-1,...,19-N ьи второй 2IH, ...,21-N групп триггеров, входом сброса первого счетчика 3 импульсов и входом триггера 2, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 4.и входом сброса второго счетчика 12 импульсов, а выход - с входом первого

элемента 5 задержки и управляющим вхо дом источника 6 шума, выход которого соединен с входом усилителя 7Р выход первого элемента 5 задержки соединен с управляющим входом генератора 8 импульсов, выход которого соединен с управляющим входом третьего очетчика 27 импульсов и первыми входами первого 9 и второго 10 элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элемента НЕ 11 и второго счетчика 12 импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом первого элемента И 9 и управляющими входами первых 13-1,...,13-Ы и вторых )4-1,...,14-N элементов сравнения первые входы которых соединены с выходом усилителя 7, вторые - с соответствующими выходами источника 15 опорных напряжений, а выходы - с соответствующими входами .первой группы 16-1,.,.,6-N элементов И, выходы которых соединены с первыми входами группы элементов ИЛИ 17-1,...,17-N, вторые входы которых соединены с выходами второго элемента И 10, а выходы - с соответствующими управляющими входами группы счетчиков 18-1,...,18выходы которых соединены с соответствующими информационными входами первой группы триггеров 19-1,...,I9-N, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами второй группы элементов И 20-1,...,20-N, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами второй группы триггеров 21-1,...,21-Н, вторые выходы которых соединены с соответствующими вторыми входами второй группы элементов И 20-1,..,20-N, a первые выходы являются первыми выхода ми устройства и соединены с соответст вующими входами второго элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с разрешающим входом третьего счетчика 27 им пульсов, вход сброса которого соединен с выходом формирователя 1 импуль.- сов. а выходы - с входами дешифратора 28, выходы которого являются вторыми выходами устройства; входы группы

п

20

30

,„ 25

элементов 29-1,...,29-N соединены с соответствующими выходами первой группы триггеров 19-1,...,19-N, а выходы - с. соответствующими входами группы формирователей 25-1,..,25-N импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ 26, выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика 3 импульсов.

Устройство работает следующим об i разом.

При поступлении управляющего сиг- J5 нала на вход устройства формирователь 1 импульсов по переднему фронту входного сигнала формирует импульс (фиг. 2а), который поступает на первый вход триггера 2, на входы сбросов счетчиков 3, 18-1,...,18-Nj 27 импульсов и первые входы триггеров 19-1,...,19-N, 21-1,...,21-Н, устанавливая на выходе триггера 2 разрешающий (фиг. 2б), а на выходах триггеров 19-1,...,19-N , первых выходах

триггеров 21-i2I-N и выходах

счетчиков 3, 18-1,...,18-N, 27 импульсов нулевой потенциалы. Разрешающий лотенциал с выхода триггера 2 поступает на управляющий вход источника 6 шума, коммутируя его вход на нулевой потенциал. Измеряемая величина шума источника 6 через усилитель 7 поступает на первые входы элементов

13-113-N, 14-1 ,. . . , 14-N сравнения,

на вторые входы которых поступают опорные напряжения с выходов источника 15 опорных напряжений. При этом опорное напряжение с первого выхода источника 15 опорных напряжений поступает на второй вход первого 13-1 элемента сравнения, с второго и последующих выходов опорные напряжения поступают соответственно на вторые входы элементов 14-1 и 13-2, 14-2 и 13-3,..., 14-N-l, 13-N сравнения, а с последнего выхода - на второй вход элемента 14-N сравнения. Величина опорного напряжения возрастает с увеличением- номера выхода источника 15 опорного напряжения . Шаг опорных напряжений выбран так, чтобы число каналов измерения было равно 15-30, а диапазон опорных напряжений - таким, чтобы перекрыть возможный диапазон изменения величин шумов контролируемого источника 6 шума. Сигналы на выходах элементов 13-1 ,...,1 3-Й сравнения появляются при превышении контролируемой ве35

40

45

50

55

личиной шума величины опорного напряжения, а на выходах элементов 14-,...4-N сравнения - при величине опорного напряжения, превышающей величину шума. На управляющие входы элементов 13-1,...,13-N и 14-114-Ы

сравнения поступают тактовые импульсы генератора 8 (фиг. 2в) с выхода первого элемента И 9, на второй вход которого поступает разрешающий потенди- ал с выхода элемента НЕ 11 (фиг. 2г), так как на выходе счетчика 12 импульсов отсутствует сигнал переполнения.

Нет сигнала и на втором входе второ- входы формирователей 25-1,...,23-N го элемента И 10, поэтому- импульсы Время задержки элементов 29-1,,..,

3276

мент НЕ 11 поступает на второй вход первого элемента И 9 (фиг. 2г), запрещая дальнейшее прохождение тактовых импульсов генератора 8 на управляющие входы элементов 13-1,. ,,13-М, 14-1,...,14-N сравнения. При переполнении одного из счетчиков 8-l,...18-N сигнал переполнения с его выхода ус- JQ танавливает соответствующий триггер 19-1,,..,19-N в единичное состояние. Сигналы с выходов триггеров 19-1,...,19-N через элементы 29-1,,..,29-И задержки поступают на

Изобретение касается радиоизмерений и может быть использовано для измерения основных параметров усилителей. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров шумов контролируемых приборов. Поставленная цель достигается путем разнесения во времени формирования информационных импульсов на выходах измерительных каналов. Устройство для автоматического измерения шумов позволяет также уменьшить время измерения, так как в отличие от прототипа измерение параметров шумов осуществляется параллельно в нескольких каналах измерений. Работа устройства поясняется временными диаграммами приведенными в описании изображения. 2 ил.

генератора 8 не поступают через элементы ИЛИ 17-1,.,,sI7-Н на входы счетчиков 18-1,...,18-N импульсов и их содержимое не изменяется. Соответственно, не меняется состояние триггеров 19-1,...,19-N и 21-1, ...,21-N.

В этом случае на выходах элементов ИЛИ 22 и 26 импульсы, изменяющие состояние первого 3 и третьего 27 счет- - чиков импульсов, на формируются. Соответственно, не формируются сигналы на выходах устройства.

Если величина измеряемого шума находится в диапазоне, определяемом опорными напряжениями, поступающими с первого и второго выходов источника 15 опорных напряжений, то сигналы с выходов элементов 13-1 и сравнения поступают на входы элементов И 16-, и при их совпадении импульс с выхода элемента И 16-1 через элемент ИЛИ 17-1 поступает на управляющий вход счетчика 18-1, увеличи- вал его содержимое на единицу.

Если измеряемая величина находится в другом диапазоне, то увеличивается содержимое счетчика, соответствующего этому диапазону. Число измерений задается коэффициентом пересчета счетчика 12 импульсов. При каждом измерении его содержимое увеличивается на единицу, и при достижении определенного числа на его выходе устанавливается разрешающий сигнал (фиг. 2д), поступающий на второй элемент И 10, разрешая прохождение импульсов генератора 8 через элементы ИЛИ 17-1,...,17-N на управляющие входы счетчиков 18-1,...,18-N, переполняя первым тот из них, содержимое которого больше. Одновременно с выхода счетчика 12 импульсов сигнал через второй элемент 24 задержки и эле0

5

29-N выбрано разным, поэтому при одновременном формировании сигналов на выходах нескольких триггеров 19-1,...,9-N на выходах формирователей формируются импульсы, разнесенные по времени, что позволяет счетчику 3 импульсов осуществлять правитьный их счет. Импульсы с выходов формирователей 25-1 ,. . . , 25-К через элемент ИЛИ 26 поступают на управляющий вход счетчика 3, изменяя его содержимое. Одновременно сигналы с выходов триггеров 19-1,...,9-N через элементы 0 И 20-1,...,20-N, на второй вход которого поступают разрешающие сигналы с вторых выходов триггеров 21Н ,.. . ,21-N, поступают на вторые входы триггеров 21-1,...,21-N, изменяя содержимое соответствующего триггера. На первом выходе последнего, являющегося первым выходом устройства, формируется высокий уровень напряжения, а на втором выходе - низкий уровень, который запрещает прохождение импульса с выхода соответствующего триггера 19 через элемент И 20.

При появлении сигнала на любом из первых выходов триггеров 21-1,...,21-N на выходе элемента ИЛИ 22 формируется разрешающий потенциал, поступающий на разрешающий вход третьего счетчика 27 импульсов, на управляющий вход которого поступают импульсы генератора 8. Состояние счетчика 27 импульсов изменяется. Одновременно импульсы генератора 8 через элементы И 10 и ИЛИ 17 поступают на управляющие входы счетчиков ,..., 18-N до переполнения заранее заданного коэффициентом, пересчета первого счетчика 3 им- пульсов. Переполнение счетчиков 18-1,...,18-Ы фиксируется триггерами 19-1f ...,19-Н. При переполнении

5

0

5

0

5

7153632

счетчиков 18-1,...,18-Ь формирователи 25-1,...,25-N импульсов формируют импульсы, которые через элемент ИЛИ 26 поступают на управляющий вход счетчика 3 и изменяют его состояние. При переполнении счетчика 3 формируемый на его выходе перепад напряжения (фиг. 2е) через элемент ИЛИ 4 поступает на второй вход триггера 2 иJQ устанавливает на его выходе низкий уровень напряжения, прекращая работу генератора 8. Содержимое счетчика 27 импульсов дешифрируется дешифратором.

Первоначальная установка устройст- ва в исходное состояние при включении напряжения питания осуществляется формирователем 23 начальной установки через элемент ИЛИ 4.

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения шумов, содержащее формирователь импульсов, вход которого являет- ся управляющим входом устройства, а выход соединен с входами сбросов группы счетчиков импульсов, установочными входами первой и второй групп триггеров, входом сброса первого счетчика импульсов и входом триггера, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и входом сброса второго счетчика импульсов, а выход соединен с входом первого элемента задержки и управляющим входом источника шума, выход которого соединен о выходом усилителя, а выход первого элемента задержки - с управляющим входом генератора импульсов,вы- ход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элемента НЕ и второго счетчика импульсов, управляю- щий вход которого соединен с выходом первого элемента И и управляющими входами первых и вторых групп элементов сравнения, первые входы которых соединены с выходом усилителя, вторые входы - с соответствующими выходами источника опорных напряжений, а вы

JQ

0

5

5 Q - .„

0

8

ходы - с соответствующими входами первой группы элементов И, выходы которых соединены с первыми входами группы элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента И, а выходы - с соответствующими управляющими входами группы счетчиков импульсов, выходы которых соединены с соответствующими инфор- мационными входами первой группы триггеров, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами второй группы элементов И, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами второй группы триггеров, первые выходы которых являются первыми выходами устройства и соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, а первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом формирователя начальной установки, выход второго счетчика импульсов соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом элемента НЕ, а выходы группы формирователей импульсов соединены с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика импульсов, вход сброса третьего счетчика импульсов соединен с выходом формирователя импульсов, а выходы - с соответствующими входами дешифратора, выходы которого являются вторыми выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров шумов контролируемых приборов, в него введены группа элементов задержки, входы которых соединены с соответствующими выходами первой группы триггеров, вторые выходы второй группы триггеров соединены с соответствующими вторыми входами второй группы элементов И, выход второго элемента ИЛИ соединен с разрешающим входом третьего счетчика импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход первого счетчика импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ.

Г к 1

- 5wx.2-7 Вых.2-м

Фи&.1

а

П

г

а

е

i

Ј

Г.

Физ.г