Устройство для измерения модуля коэффициента передачи четырехполюсников Советский патент 1990 года по МПК G01R27/28 

- 17

w

00

ы

10

15

20

25

Изобретение относится к радиоизмерениям и предназначено для измерения модуля коэффициента передачи четырехполюсников.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения одуля коэффициента передачи четырехполюсников.

Устройство для измерения модуля коэффициента передачи четырехполюсников содержит генератор 1 сигналов, блок 2 анализа результата отношений частот , исследуемый четырехполюсник 3, двоично-десятичный счетчик 4 на четыре разряда, амплитудный детектор 5, блок 6 из четырех двухвходовых элементов И, усилитель 7 постоянного тока, блок 8 управления, преобразователь 9 напряжения в частоту, блок 10 из 24 двухвходовых элементов И, блок 11 измерения отношений частот, генератор 12 промежуточной частоты, логарифмический преобразователь 13, сумматор 14 двоично- десятичных чисел, блок 15 умножения двоично-десятичного числа на постоянный множитель двадцать, причем блоки 13-15 составляют арифметический блок 16, а также блок 17 индикации.

Выход генератора 1 сигналов соединен с входом исследуемого четырех- полюсника 3, выход которого соединен с входом амплитудного детектора 5, выход которого соединен с первым входом усилителя 7 постоянного тока, выход которого соединен с входом преобразователя 9 напряжения в часто- Q ту, выход которого соединен с первым входом (входом делимого) блока 11 измерения отношений частот, выход которого соединен с первым входом блока 10 из 24 двухвходовых элементов 45 И, с в ходом блока 2 анализа результата отношений частот и через логарифмический преобразователь 13 с первым входом сумматора 14 двоично-десятичных чисел, выход которого соединен с входом блока 15 умножения двоично-десятичных чисел на постоянный множитель двадцать, выход которого соединен с входом блока 17 индикации. Вход логарифмического преобразователя 13 представляет собой первый вход арифметического блока 16.

Первый выход блока 8 управления соединен с вторым входом блока 10 из

1583874

24 двухвходовых элементов И, выход которого соединен с управляющим входом генератора 12 промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом (входом делителя) блока 11 измерения отношений частот. Второй выход блока 8 управления соединен с первым входом блока 6 из четырех двухвходовых элементов И, причем выход 2 блока анализа результата отношений частот соединен с входом двоично-десятичного счетчика 4 на четыре разряда, выход которого соединен с вторым входом блока 6 из четырех двухвходовых элементов И, выход которого соединен с вторым (управляющим) входом усилителя 7 постоянного тока. Выход счетчика 4 соединен с вторым входом сумматора 14, представляющим собой второй вход арифметического блока 16.

Первые входы всех 24 элементов И блока 10 объединены и составляют первый вход блока 10, вторые входы всех 24 элементов И блока 10 объединены и составляют второй вход блока 10.

Первые входы всех четырех элементов И блока 6 объединены и составляют первый вход блока 6, вторые входа всех четырех элементов И блока 6 объединены и составляют второй вход- блока 6. -Выходы всех 24 элементов И блока 10 объединены и составляют выход блока 10, выходы всех четырех элементов И блока 6 объединены и составляют выход блока 6„

Блок 8 управления предназначен для управления работой коммутаторов - блока 10 из 24 двухвходовых элементов И и блока 6 из четырех двухвходо- вых элементов И. Блок 8 управления может быть выполнен на RS-триггере. Управление блоками 6 -и 10 производится единичным или нулевым цифровым сигналом с соответствующего выхода триггера, при этом единичный сигнал разрешает коммутацию через блоки цифровой информации, а нулевой сигнал запрещает. Состояние триггера, т.е. режим Калибровка или Измерение, задается или с помощью тумблера на лицевой панели устройства, или по сигналу из канала общего пользования, если устройство включено в состав автоматизированной измерительной системы. Блок 11 измерения отношения частот работает по принципу

30

35

50

55

счета числа импульсов, сформированных генератором 2, и представляет собой электронно-счетный частотомер, реализующий метод дискретного счета.

Устройство для измерения модуля коэффициента передачи четырехполюсников работает следующим образом.

В режиме подготовки к измерениям (калибровки), который задается с блока 8 управления (высокий уровень на первом выходе блока 8), разрешена перестройка генератора 12 промежуточной частоты управляющими сигналами рассогласования в двоично-десятичном коде через блок 10 из 24 двухвхо- довых элементов И от блока 11 измерения отношений частот. Одновременно сигнал от генератора 1 сигналов,проходя через исследуемый четырехполюсник 3, модуль коэффициента передачи которого выставляется равным нулю децибелов, или изымается из схемы, детектируется амплитудным детектором 5. Продетектированное напряжение, которое является напряжением входа исследуемого четырехполюсника 3,сгла

1 живается усилителем 7 постоянного тока, преобразуется преобразователем

9 в сигнал с частотой, пропорциональной амплитуде выпрямленного напряжения, и поступает на первый вход (делимого) блока 11 измерения отношений частот, на второй вход (вход делителя) которого поступает сигнал с частотой, вырабатываемой генератором 12 промежуточной частоты. Блок 11 измерения отношений частот выполнен по принципу цифрового электронно-счетного частотомера, работающего в режиме измерения отношений частот с информацией на выходе в двоично-десятичном коде. Если сигналы на входах блока 1I имеют разную частоту, то сигнал рассогласования с его выхода управляет перестройкой генератора 12 промежуточной частоты, пока частоты не станут равны. Двоично-десятичный код с выхода блока 11 преобразуется блоком 13 по закону десятичного логарифма, неизменным проходит через сумматор двоично-десятичных чисел 14, умножается на постоянный множитель двадцать блоком 15 и отображается блоком 17 индикации в виде информации 000,000 дБ.

В режиме измерения, который задается с блока 8 управления (высокий уровень на втором выходе блока 8),

0

запрещена перестройка генератора 12 промежуточной частоты, на его выходе появляется сигнал с частотой,пропорциональной амплитуде входного напряжения четырехполюсника 3, На исследуемом четырехполюснике 3 выставляют измеряемый модуль коэффициента передачи или, если он изъят из схемы, подключают. Продетектированный и сглаженный сигнал напряжения выхода четырехполюсника 3 преобразуется в сигнал с частотой, пропорциональной амплитуде, и поступает на первый вход

5 (вход делимого) блока 11 измерения отношений частот.

Результат отношений частот анализируется блоком 2. Если результат отношения частот меньше 0,1, то

0 блок 2 вырабатывает сигнал, запускающий двоично-десятичный счетчик 4 на четыре разряда, который вырабатывает сигнал, управляющий коэсЪфи- циентом усиления усилителя 7 постоян5 ного тока. Коэффициент усиления равен 10, где X - целые числа,изменяющиеся от 0 до 6. Таким образом,коэффициент усиления изменяется от 1 до 106. Усиление слабого выходного сиг0 нала необходимо для того, чтобы преобразование выходного и входного сигналов в частоту производилось в узком диапазоне напряжений и на линейном участке преобразователя. Сигнал,выработанный счетчиком 4, проходит через блок 6 из четырех двухвходовых элементов И на второй управляющий вход усилителя 7 постоянного тока, при этом увеличивается коэффициент.усиления усилителя 7 в 10 раз. Усиленный сигнал анализируется аналогично и, если результат отношения частот больше или равен 0,1, блок 2 вырабатывает сигнал на останов счетчика 4.Дво ично-десятичный код с выхода счетчика 4, равный X, подается на второй вход сумматора 14 двоично-десятичных чисел, который работает в режиме вычитания, на первый вход сумматора 14

Q поступает двоично-десятичный код логарифма отношения усиленного в X раз выходного напряжения четырехполюсника 3 к его входному напряжению. На выходе сумматора 14 появляется резуль, тат вычитания числа X, выработанного счетчиком 4, из логарифма отношения усиленного в X раз выходного напряжения четырехполюсника 3 к входному его напряжению. Эта разность

5

0

предстаапяет собой логарифм амплйП7 ды напряжения выхода четырехполюснк- ка 3 к амплитуде напряжения его входа, которая блоком 15 умножается на постоянный множитель,20 и отображается блоком индикации 17 в десятичном коде. Показание блока 17 индикации является выраженным в децибелах значением модуля коэффициента переда чи четырехполюсника 3.

Отсутствие электромеханических устройств (электродвигатель с редуктором, аттенюатор) повышает быстродействие. Так как суммарная погреш- ность устройства для измерения модуля коэффициента передачи четырехполюсников складывается из систематической погрешности за счет несовершенства экранировки, систематичес- кой погрешности за счет нелинейности преобразования аналоговой величины в частоту и систематической погрешности за счет нелинейности детек

тора, то, вследствие малости значений указанных погрешностей,точность измерения повышается. Максимальная суммарная погрешность предлагаемого устройства 0,6 дБэ что в 2-3 раза меньше, чем у известных.

Формула изобретения

Устройство для измерения модуля коэффициента передачи четырехполюсников, содержащее генератор сигналов} блок измерения отношений частот,генератор промежуточной частоты, амплитудный детектор, усилитель постоянного тока, блок управления, блок ин

5 0

5

0

5

40

дикации, преобразователь напряжения . в частоту, выход генератора сигналов соединен с клеммой для подключения входа четырехполюсника, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в, него введены арифметический блок, последовательно соединенные блок анализа результата отношений частот, двоично-десятичный счетчик на четыре разряда и первый блок элементов И, второй блок элементов И, при этом клемма для подключения выхода четырехполюсника соединена с входом амплитудного детектора, выход которого соединен с первым входом усилителя постоянного тока,своим выходом соединенного с входом преобразователя напряжения в частоту,выход которого соединен с первым входом блока измерения отношений частот,выход которого соединен с первым входом второго блока элементов И, с входом блока анализа результата отношений частот и с первым входом ариЛметичес- кого блока, выход которого соединен с входом блока индикации, первый выход блока управления соединен с вторым входом второго блока элементов И, выход которого соединен с входом генератора промежуточной частоты,выход которого соединен с вторым входом блока измерения отношений частот торой выход блока управления соединен с первым входом первого блока элементов И, выход -второго блока элементов И соединен с вторым входом усилителя постоянного тока, выход двоично-десятичного счетчика соединен с вторым входом арифметического блока.

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для измерения модуля коэффициента передачи четырехполюсников. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения. В режиме измерения, который задается блоком 8 управления, на выходе генератора 12 промежуточной частоты выделяется сигнал с частотой, пропорциональной амплитуде входного напряжения четырехполюсника 3. Сигнал напряжения выхода четырехполюсника 3, пройдя через амплитудный детектор 5, усилитель 7 постоянного тока и преобразователь 9 напряжения в частоту, поступает на первый вход блока 11 измерения отношений частот. Результат отношений анализируется блоком 2 анализа результата отношений частот, который вырабатывает сигнал, запускающий двоично-десятичный счетчик 4, управляющий коэффициентом усиления усилителя 7 постоянного тока через блок 6 элементов И. Входные сигналы вырабатываются генератором 1 сигналов, вычисление результата осуществляется в арифметическом блоке 16, включающем в свой состав логарифмический преобразователь 13, сумматор 14 двоично-десятичных чисел и блок 15 умножения двоично-десятичного числа на постоянный множитель 20. Устройство также содержит блок 10 элементов И блок 17 индикации. 1 ил.

Редактор А.Козориз

Составитель Ю.Минкин Техред Л.Сердюкова

Заказ 2252

Тираж 554

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор С.Черни

Подписное