Измеритель амплитудно-частотных и временных характеристик Советский патент 1992 года по МПК G01R27/28 

VI

о ел VI

ОVJ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудно- частотных и временных характеристик элементов и устройств электронной техники.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерений и быстродействия за счет повышения точности воспроизведения формы плавно изменяющихся испытательных сигналов и оптимальной организации межблочных связей, что уменьшает количество коммутаций.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока формирования адреса; на фиг. 3 - временные диаграммы работы блока формирования адреса.

Устройство содержит исследуемый элемент 1,генератор 2 сигналов, блок 3 управления, блок 4 индикации режимов работы, входную цепь 5, формирователь 6 маркера, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, блок 18 формирования адреса (БФА), блок 9 измерения частоты и времени (БИЧВ), оперативный запоминающий блок 10 (ОЗБ), блок 11 анализа, интерфейс 12, цифроанало- говый преобразователь (ЦАП) 13, генератор 14 развертки, регистр 15, блок 16 электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), цифровой индикатор 17, шину 18 управления и информационную шину 19, при этом генератор 2 сигналов первым выходом соединен с сигнальным входом исследуемого элемента 1 и вторым входом входной цепи 5, вторым выходом - с первым входом БИЧВ 9. Первые управляющие входы генератора 2 сигналов соединены с шиной 18 управления, которая соединена также с блоком 3 управления, блоком 4 индикации режимов работы, управляющими входами входной цепи 5, формирователя 6 маркера, АЦП 7. БИЧВ 9, блока 11 анализа, управляющими и устано- вечными входами БФА 8 и интерфейсом 12. Выводы синхронизации исследуемого элемента 1 соединены с выводами синхронизации БФА 8, первые выходы которого соединены с вторыми управляющими входами генератора 2 сигналов, вторые выходы - с адресными входами 03Б 10. третий выход - с входом синхронизации генератора 14 развертки и входом формирователя 6 маркера, четвертый выход - с входом записи входной цепи 5, установочным входом АЦП 7 и вторым входом БИЧВ 9, пятый выход- С установочным входом БИЧВ 9, шестой выход - с входом записи 03Б 10 и блока 11 анализа. Выход формирователя 6 маркера соединен с шиной 18 управления, управляющим входом регистра 15 и третьим входом блока ЭЛТ 16, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами ЦАП 13 и генератора 14 развертки.

Выход исследуемого элемента 1 соединен с первым входом входной цепи 5, первый и второй выходы которой соединены соответственно с сигнальным входом и входом опорного сигнала АЦП 8, выходы которого соединены с первыми информацион0 ными входами ОЗБ 10, вторые информационные входы которого соединены с выходами БИЧВ 9 и информационными входами блока 11 анализа, выход которого соединен с входом разрешения сигнала записи БФА

5 10. Выходы ОЗБ 10 соединены с информационной шиной 18, входами регистра 15, входами ЦАП 13, цифрового индикатора 17 и интерфейсом 12.

Блок 8 формирования адреса содержит

0 задающий генератор 20, счетчики-делители 21 и 22 с управляемыми кодом коэффициентами деления, двоичные счетчики 23 и 24 формирования адреса считывания и записи ОЗУ 10, двоичный счетчик 25 с начальной

5 установкой кода для управления частотой генератора сигналов 2, мультиплексор 26, регистр 27, логические элементы И 28, 29 и ИЛИ 30.

Устройство работает следующим обра0 зом.

После включения устройства оператор при помощи блока 3 управления устанавливает режим работы - измерение амплитудно-частотных или временных характе5 ристик, начальную частоту или частоту, на которой производятся измерения, девиацию частоты или диапазон интервалов времени, продолжительность измерений в каждой точке характеристики, амплитуду и

0 форму напряжения генератора 2 сигналов, положение маркера, коэффициенты преобразования входной цепи 5, режим работы АЦП 7. Установленные режимы и параметры отображаются на блоке 4 индикации режи5 мов работы.

Генератор 2 сигналов формирует испытательный сигнал заданной формы, амплитуды и частоты, который с первого его выхода подается на исследуемый элемент 1

0 и входную цепь 5 (для формирования опорного сигнала). Выходной сигнал исследуемого элемента 1 поступает на первый вход входной цепи 5. По управляющему входу входной цепи 5 при помощи блока 3 управ5 ления устанавливаются такие значения их коэффициентов масштабного преобразования, которые обеспечивают оптимальные значения сигналов на сигнальном входе и входе опорного сигнала АЦП 7. По управля- ющему входу путем подключения соответствующих выходов АЦП 7 устанавливается его режим преобразования - линейный или логарифмический масштаб. Результат преобразования АЦП 7 записывается в ОЗБ 10.

Двоичный счетчик 23 БФА 8 формирует адреса считывания ОЗБ 10. Сигнал переполнения этого счетчика с периодом повторения ТСч после деления его частоты в № раз счетчиком-делителем 22 переключает двоичный счетчик 25, который формирует код управления частотой генератора 2 сигналов, а после очередного деления в Ni раз счетчиком-делителем 21 переключает двоичный счетчик 24, который формирует адрес записи ОЗБ 10. Сигналом переполнения двоичного счетчика 24 производится начальная установка кода двоичного счетчика 25, которая определяет начальную частоту генератора 2 сигналов. Коэффициенты деления NI и N2 устанавливаются при помощи блока 3 управления, что позволит оператору изменять время Тизм в одной точке измеряемой характеристики и девиацию частоты ДР генератора 2 сигналов:

Тиэм - NI N2 Тсч,

ДР-№ Мозв AFi,

где ДРт - изменение частоты генератора 2 сигналов при изменении кода двоичного счетчика 25 и регистра 27 на единицу младшего разряда;

МОЗБ - емкость (количество слов) ОЗБ 10.

Переключение адресов записи-считывания ОЗБ 10 осуществляет мультиплексор 26 БФА 8 под воздействием импульса записи сигнала переполнения счетчика-делителя 21. Этот импульс производит также запись результатов преобразования АЦП 7 и измерения БИЧВ 9 в ОЗБ ТО при наличии сигнала разрешения с блока 11 анализа по задержанному переднему фронту импульса (элемент задержки на фиг. 2 не показан), запись по заднему фронту сигналов в устройствах выборки-хранения входной цепи 5, запись в регистр 27 кода управления частотой генератора 2 сигналов и начальную установку (сброс) АЦП 7. Одновременно с записью в ОЗБ 10 производится запись информации в регистр блока 11 анализа, цифровой компаратор которого, сравнивая текущий код NT частоты генератора 2 сигналов с кодом Np, записанным в регистре блока 11 анализа, формирует сигнал разрешения записи, если NT Np. Это позволяет исключить повторный просмотр одних и тех же точек измеряемой характеристики, если исследуемый диапазон частот требует работы генератора 2 сигналов на нескольких поддиапаэонах.

На фиг. 3 показаны временные изменения кода адреса считывания ОЗБ 10, кода управления частотой и импульсов записи.

В режиме измерения амплитудно-частотных характеристик БИЧВ 9 измеряет частоту генератора 2 сигналов, в режиме

0 измерения временных характеристик - задержку моментов записи мгновенных значений входного сигнала во входной цепи 5 относительно сигнала переполнения двоичного счетчика 24, который производит на5 чальную установку БИЧВ 9.

В режиме измерения временных характеристик подача импульсов переключения на двоичный счетчик 25 блокируется путем запирания элемента 2И 28 - генератор 2

0 сигналов работает на фиксированной частоте.

Коды АЦП 7 после их считывания из ОЗБ 10 преобразуются ЦАП 13 в напряжение, которое подается в блок ЭЛТ 16 для верти5 кального отклонения луча. Синхронизация генератора 14 развертки производится импульсом переполнения двоичного счетчика 23. Это позволяет установить период развертки луча ЭЛТ Тразв. кратным периоду

0 считывания Тсч. ОЗБ 10 и получить на экране ЭЛТ изображение амплитудно-частотной или временной характеристики исследуемого элемента 1.

Импульс переполнения двоичного счет5 чика 23 поступает также на вход формирователя 6 маркера, который формирует импульс записи в регистр 15. Этот импульс имеет управляемую с блока 3 управления задержку в пределах 0 - ТСч, что позволяет

0 записать в регистр 15 информацию, полученную АЦП 7 и БИЧВ 9 и хранящуюся в ОЗБ 10 (по любому адресу) и отобразить ее на цифровом индикаторе 17 в виде: частота испытательного сигнала - коэффициент пе5 редачи исследуемого элемента 1 - при измерении амплитудно-частотных характеристик; или время задержки - коэффициент передачи исследуемого элемента 1 - при измерении временных характеристик. Импульс

0 записи формирователя маркера 6 используется также в качестве маркера в блоке ЭЛТ 16, который отображается во время обратного хода луча в виде горизонтальной линии, положение которой по вертикали

5 соответствует отображаемому на цифровом индикаторе 17 коэффициенту передачи исследуемого элемента 1, или в виде вертикальной линии, положение которой по горизонтали соответствует частоте испытательного сигнала или времени задержки.

Интерфейс 12 обеспечивает связь внешней ЭВМ или других управляющих или регистрирующих средств с шиной 18 управления и информационной шиной 19 и возможность выполнения измерений по командам или программе внешних устройств и выводе на внешние устройства результатов измерений.

Формула изобретения Измеритель амплитудно-частотных и временных характеристик, содержащий блок управления, блок индикации режимов работы, входную цепь, первый вход которой подключен к клеммам для подключения исследуемого элемента, аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к информационным входам оперативного запоминающего блока, выход которого через информационную шину подключен к информационным входам цифрового индикатора и цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу блока электронно-лучевой трубки, а также интерфейс и регистр, выход которого подключен к информационной шине, о т ли чающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, в него введены генератор сигналов, формирователь маркера, блок измерения частоты и времени, блок анализа и блок формирования адреса, при этом первый управляющий вход генератора сигналов подключен к шине управления, а первый выход - к входной клемме для подключения исследуемого элемента

и второму входу второй цепи, управляющие входы формирователя маркера, блока измерения частоты и времени, блока анализа, блока формирования адреса, а также установочные входы блока формирования адреса соединены с управляющей шиной, причем выводы синхронизации исследуемого элемента соединены с выводами синхронизации блока формирования адреса,

первые выходы которого соединены с вторыми управляющими входами генератора сигналов, вторые выходы - с адресными входами оперативного запоминающего блока, третий выход - с входом синхронизации генератора развертки и входом формирователя маркера, четвертый выход - с входами записи входной цепи, установочным входом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом блока измерения частоты и времени, с установочным входом которого соединен пятый выход блока формирования адреса, шестой выход - с входами записи оперативного запоминающего блока и блока анализа, выход которого соединен с входом разрешения записи блока формирования адреса, выход формирователя маркера соединен с шиной управления, управляющим входом регистра и третьим входом блока электронно-лучевой трубки, с вторым

выходом генератора сигналов соединен первый вход блока измерения частоты и времени, выход которого соединен с входом блока анализа и вторым информационным входом оперативного запоминающего блока.

L

Изобретение может быть использовано для измерения амплитудно-частотных и временных характеристик элементов и устройств электронной техники. Цель изобретения - повышение точности измерений и быстродействия - достигается за счет повышения точности воспроизведения формы плавно изменяющихся испытательных сигналов и оптимальной организации межблочных связей, что уменьшает количество коммутаций. Для этого в устройство, содержащее входную цепь 5, блоки управления 3 и регистрации 4 режимов работы, оперативный запоминающий блок 10, регистр 15, аналого-цифровой 7 и цифроаналоговый 13 преобразователи, генератор 14 развертки, блок 16 ЭЛТ и цифровой индикатор 17, дополнительно введены генератор 2 сигналов, формирователь 6 маркера, блок 8 формирования адреса, блок 9 измерения частоты и времени и блок 11 анализа. 3 ил. со

§3

Ц

с

Г -

-5 Q 3 «

ю

S

t

N

-в

г x