Устройство для измерения полных сопротивлений Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 

сп

& еэ со

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано для измерения полного сопротивления двухполюсных и четырехполюсных компонентов, в частности, при настройке каскадов радиопередающих устройств. Цель - повышение точности измерений в широком диапазоне частот. Для этого в устройство введен оперативное запоминающее устройство 7, постоянное запоминающее устройство 9 и коррелятор 8. Устройство содержит также измерительную линию 1 с расположенными вдоль нее N датчиками 2 распределения поля, генератор 3 сигналов, программно-управляемый коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь 6 и блок 10 обработки и программного управления, содержащий компаратор, дешифратор и генератор тактовых импульсов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

CXJ

Фиг.1

Изобретение относится к электро- радиоизмерениям и может быть использовано для измерения полного сопротивления двухполюсных и четырехпо- люсных компонентов, в том числе активных, в широкой полосе частот метрового и декаметрового диапазона волн, в частности при настройке каскадов радиопередающих устройств.

Цель изобретения - повышение точности измерений в широком диапазоне частот.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для измерения полных сопротивлений; на фиг.2 - структурная схема блока обработки и программного управления.

Устройство содержит измерительную линию 1 с расположенными вдоль нее N датчиками распределения поля в линии 2, к которой подключены с одной стороны генератор 3 сигналов, а с другой - исследуемая нагрузка 4, к выходам датчиков 2 распределения поля последовательно подключены программно-управляемый коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7 и коррелятор 8, к второму входу которого подключен первый выход постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 9, выход коррелятора 8 соединен с первым входом блока 10 обработки и программного управления, первый, третий и четвертый выходы которого соответственно подключены к входу управления программно-управляемого коммутатора 5, второму входу ОЗУ 7 и входу ПЗУ 9, к второму выходу блока 10 управления и программной обработки подключен первый вход управляемого переключателя 11, второй вход которого соединен с вторым выходом ПЗУ 9, а выход управляемого переключателя 11 подключен к входу блока

12вывода информации.

Блок 10 обработки и программного управления содержит компаратор 13, дешифратор 14 и генератор 15 тактовых импульсов (ГТИ), причем выход компаратора 13 подключен к выходу кор .релятора 8, первый вход компаратора

13соединен с первым входом управляемого переключателя 11, второй выход компаратора 13 соединен с первым входом управления дешифратора 14, генератор 15 тактовых импульсов подключен к второму входу дешифратора 14,

5

0

первый, второй и третий выходы которого соответственно соединены с вторым входом ОЗУ 7, входом ПЗУ 9 и входом управления программно-управляемого коммутатора 5.

Принцип работы устройства заключается в сравнении распределения напряжения в измерительной линии при неизвестной нагрузке с распределениями напряжений в этой же линии при подключении эталонных нагрузок посредством вычисления корреляционной функции.

Устройство работает следующим образом.

При взаимодействии распространяющейся от генератора 3 сигналов и отраженной от исследуемой нагрузки 4 электромагнитных волн в измерительной линии устанавливается некоторое распределение напряжения, описываемое следующим выражением:

25

b (x)U,

0

5

0

5

0

5

где U(x) U, + J

R X распределение напряжения по длине измерительной линии;

напряжение на нагрузке 4 измерительной линии; постоянная распространения ;

активная составляющая сопротивления нагрузки; реактивная составляющая сопротивления нагрузки. Установившееся в измерительной линии 1 распределение напряжения снимается в точках х. датчиками 2 распределения поля. Здесь х. - координата 1-го датчика.

Программно-управляемый коммутатор 5 последовательно подключает датчики 2 распределения поля к входу АЦП 6, где аналоговая информация о значении распределения в линии U(x j) преобразуется в цифровую форму U(x-) и записывается в ОЗУ 7. Коммутация 1-го датчика и запись в ОЗУ происходят синхронно по сигналу управления, вырабатываемому блоком 10 обработки и программного управления.

Предварительно в ПЗУ 9 для возможных значений Zm R м + jXH параметров конкретной измерительной линии 1 и с учетом характеристик датчиков для требуемого диапазона частот заносятся измерении значения лонного распределения напряжения

1 эт (х , , Z и ) в точках

I

При этом

j Г 1,MJ, где j - номер эталонной нагрузки, М - число значений Z,,, запип

санных в ПЗУ 9. Необходимо отметить, что в большинстве практических ситуаций можно с требуемой вероятностью указать границы, в которых изменяются значения Z , и тем самым ограничить значение М в разумных пределах.

Значения U(x,) и U(x ,Z ) по командам выборки, вырабатываемым блоком 10 обработки и программного управления, поступают в коррелятор 8, одновременно в управляемый переключатель 11 из ПЗУ 9 поступает j-e значение сопротивления нагрузки.

Коррелятор 8 вычисляет корреляционную функцию исследуемого и эталонного распределения напряжений в измерительной линии в соответствии с выражением

N

этаК Г U(x ) U,r(x.

Z ).(2

-н

Вычисленное значение корреляционной функции поступает в блок 10 обработки и программного управления.

Значение вычисленной корреляционной функции поступает на вход компаратора 13 и сравнивается с пороговым значением. Если значение вычисленной корреляционной функции больше или рано эталонному значению, то компаратор 13 вырабатывает команду на передачу j-ro значения нагрузки из управляемого переключателя 11 на блок 12 вывода информации и устанавливает в исходное состояние дешифратор 14. В противном случае с компаратора на дешифратор 14 поступает команда на продолжение перебора значений эталонных сопротивлений нагрузки и в управляемый переключатель 11 из ПЗУ 9 заносится (j-t-l)-e значение сопротивления нагрузки, и процесс поиска сопротивления нагрузки измерительной линии продолжается.

С выхода ГТИ 15 на дешифратор 14 поступает импульсная последовательность, причем первые п импульсов используются дешифратором 14 для выработки синхронных команд управления коммутации датчиков 2 программно-управляемым коммутатором 5 и записи информации в соответствующие ячейки ОЗУ 7. Начиная с (п+1)-го импульса

300 .6

дешифратор 14 вырабатывает команды выборки для считывания из ОЗУ 7 и ПЗУ 9 значений U(x() и U JT(x.,ZH.) соответственно .

Блок 12 нь вода информации служит для индикации полученного значения сопротивления нагрузки.

10

Формул

из обретения

5

0

5

0

5

0

5

0

5

импульсов, при этом вход компаратора является входом блока, второй выход компаратора является первым выСШ MaSffJJ Ha5 На9 Hal

±±-t±l

V

ходом блока, выходы дешифратора соответственно являются вторым, третьим и четвертыми выходами блока.