Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов Советский патент 1992 года по МПК G01R27/26 

Описание патента на изобретение SU1756833A1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, предназначено для автоматического быстродействующего измерения с повышенной точностью центральной частоты, полосы пропускания и/или добротности различных узкополосных и широкополосных радиотехнических устройств(резонансных усилителей, усилителей промежуточной частоты, полосовых активных фильтров и т.д.) и элементов (колебательных контуров, полосовых фильтров и т.д.), имеющих классический вид амплитудно-частотных характеристик, и может быть использовано для измерения емкости, индуктивности, тангенса угла потерь и других параметров различных электрических цепей и элементов, а также центральной частоты настройки и полосы пропускания на определенных уровнях различных радиотехнических устройств с произвольной формой амплитудно-частотных характеристик, описываемых аналитически.

Цель изобретения - повышение точность измерений без снижения их быстродействия.

На фиг.1 представлена структурная схема автоматического измерители параметров радиотехнических устройств и элементов; на фиг.2 - структурная схема формирЪвателя управляющих импульсов; на фиг.З - структурная схема частотно-кодового преобразователя; на фиг.4 - диаграммы, поясняющие принцип работы измерителя; на фиг,5 - структурная схема реализации алгоритма работы микроЭВМ.

Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов (фиг.1) содержит управляемый по частоте генератор 1, частотный модулятор 2, управляемый аттенюатор 3, клеммы 4 для подключения исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5, амплитудный демодулятор б и блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, формирователь 8 управляющих импульсов, времяамплитудный преобразователь 9, синхронный демодулятор 10, частотно-кодовый преобразователь 11, микроЭВМ 12, блок 13 отображения информации и моностабильиый элемент 14.

Формирователь 8 управляющих импульсов (фиг.2) содержит управляемый уси- литель 15, источник 16 опорного напряжения, первый 17, второй 18 и третий 19 компараторы, первый 20 и второй 22 элементы И, первый 22, второй 23 и третий 24 элементы ИЛИ, дифференцирующий узел 25, первый 26, второй 27 и третий 28 RS- триггеры.

При этом свободные входы второго 18 и третьего 19 компараторов и информационный вход управляемого усилителя 15 являются соответственно первым 29 и вторым 30

информационными входами формирователя 8 управляющих импульсов, а один из вхо- доп третьего элемента ИЛИ 24 - его управляющим входом 31. Объединенные вторые входы второго 23 и третьего 24 элементов ИЛИ, вход дифференцирующего узла 25 и R-вход первого RS-триггера 26 являются установочным числом 32 форми- ропателя 8 управляющих импульсов, прямой выход второго RS-триггера 27,

инверсный выход третьего RS-григгера 28, выход второго элемента ИЛИ 23 и выход первого элемента ИЛИ 22 - его соответственно первым 33, вторым 34, третьим 35 и четвертым 36 выходами.

Частотно-кодовый преобразователь 11

(фиг.З) содержит узел 37 формирования им- пульсоп, узел 38 формирования образцовых интервалов времени, триггер 39 синхронизации, элемент И 40, двоичный счетчик 41, дифференцирующий узел 42 монестабильный элемент 43, информационный 44, установочный 45, управляющие 46 и 47 входы и одиночные выходы 48-50.

Автоматический измеритель параметров радиотехнический устройств и элементов работает следующим образом.

В таблице приведены георетические соотношения, описывающие метод измерения параметров различных типов радиотехнических устройств и элементов.

Все подсистемы и функциональные блоки автоматического измерителя (фиг.1) приводятся в исходное состояние от вычислителя 12 посредством моностабильного элемента 14 при подключенном к клеммам 4 исследуемом радиотехническом устройстве или элементе 5, представляемом в виде четырехполюсника, вход которого соединяется с первой клеммой, общая шина - с второй клеммой, а выход - с третьей клеммой,

Для подютовки к работе вычислителя 12 необходимо выполнить ряд общеизвестных операций. Первоначально отредактированная программа вычислений параметров

исследуемых радиотехнических устройств и элементов (фиг.5) (текст программы прилагается) совместно с алгоритмическим языком, на котором работает вычислитель, например БЭЙСИК, записывается в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в данном случае на магнитную ленту, где и подлежит хранению. При этом отладка про- фэммы может производиться с помощью

больших ЭВМ на алгоритмических языках высокого уровня,

Перед каждым новым включением в работу автоматического измерителя информация с ПЗУ перезаписывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), затем по соответствующей команде (для этого используется клавиша Пуск) вызывается данная программа и на экране блока 13 отображения информации появляется комментарий, указывающий оператору порядок действий.

В дальнейшем в соответствии со структурной схемой (фиг.5) реализации алгоритма работы вычислителя 12 последовательно во времени в диалоговом режиме с клавиатуры осуществляется ввод типа К радиотехнического устройства или элемента 5, числа N каскадов в нем и уровня G отсчета полосы пропускания. После ввода данной информации на первом выходе вычислителя 12 появ- ляегся короткий импульс, который запускает в работу моностабильный элемент 14.

Импульс(фиг.4а) с выхода моностабильного элемента 14, поступая на установочные входы блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, формирователи 8 управляющих импульсов и частотно-кодового преобразователя 11, своим передним фронтом устанавливает указанные функциональные блоки в исходное состояние с образованием на втором выходе формирователя 8 управляющих импульсов единичного потенциала (фиг.4б), а на всех остальных его выходах, за исключением третьего, - нулевых потенциалов. На третьем выходе формирователя 8 управляющих импульсов импульс(фиг.4а) моностабильного элемента 14 повторяется и передается на первый управляющий вход частотно-кодового преобразователя 11, благодаря чему на всех выходах данного преобразователя 11 устанавливаются нулевые потенциалы.

МикроЭВМ 12, не получая в данной ситуации по управляющему входу информацию, осуществляет непрерывный опрос готовности данных на его информационных входах. При этом в блоке 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных в течение длительности запускающего импульса (фиг.4а) происходит разряд собственного емкостного элемента памяти, независимо от наличия в нем информации (как правило, в первоначальный момент времени она отсутствует), и каналы, формирующие производные, приобретают максимальный коэффициент передачи, а образуемое на третьем выходе

данного блока 7 напряжение, поступая на управляющий вход, переводит управляемый аттенюатор 3 в режим максимального коэффициента передачи.

Единичный потенциал (фиг.4б), образованный на втором выходе формирователя 8 управляющих импульсов переводит синхронный демодулятор 10 в режим информации с выхода времяамплитудного

0 преобразователя 9. Времяамплитудный преобразователь 9, реализующий функцию линейного преобразования импульсных сигналов в пилообразные, выполнен на основе аналогового интегратора со сбросом и

5 его разрядный ключ управляется анализируемым сигналом, полученным на первом выходе формирователя 8 управляющих импульсов и поэтому он не нуждается в стирании информации извне. В связи с тем, что в

0 данный момент времени на первом выходе формирователя 8 управляющих импульсов потенциал отсутствует, Времяамплитудный преобрззооатель 9 находится в режиме саморазряда и формирует на своем выходе

5 нулевой потенциал, который посредством открытого для приема информации синхронного демодулятора 10 воздействует на управляемый по частоте генератор 1 и смещает его частоту в область нижней границы

0 частотного диапазона работы автоматическою измерителя, определяющейся схемотехническими решениями генератора 1,

Напряжение несущей управляемого по частоте генератора 1, взаимодействуя в ча5 стотном модуляторе 2 с синусоидальным напряжением, поступающим на модуляционный вход с второго выхода блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных,

0 приобретает частотную модуляцию с малой девиацией и воздействует на управляемый аттенюатор 3, который, реализуя максимальный коэффициент передачи из-за того, что на его управляющем входе действует

5 соответствующее напряжение с третьего выхода блока 7, передает этот сигнал посредством клемм 4 на вход исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 и, таким образом, подготавливает к ра0 боте подсистему формирования аналоговой измерительной информации.

. Исследуемое радиотехническое устройство или элемент 5, обладая собственной центральной частотой, как правило, отлич5 ной от исходной частоты несущей управля- емого по частоте генератора 1, не пропускает частотно-модулированный испытательный сигнал на свой выходи, следо- вательно, не образует полезной информации на выходе амплитудного демодуляторз 6. В результате на информационном входе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных сигнал отсутствует и это способствует сохранению максимальных коэффициентов передачи как блока 7, так и управляемого аттенюатора 3 в течение некоторого интервала времени, даже и после окончания действия запускающего импульса (фиг.4а).

В рассматриваемой ситуации сигнал на первом выходе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных отсутствует также и потому, что выполняемые в данном блоке функции пока реализуются не в полном объеме. Блок 7 производит операцию быстрого нормирования характеристик (до наступления первого перехода через нуль второй производной), вырабатывает синусоидальное модулирующее напряжение для подсистемы формирования аналоговой измерительной информации (операция частотной модуляции с малой девиацией реализуется путем подачи сигнала с второго выхода блока 7 на модуляционный вход частотного модулятора 2) и осуществляет син- хронную селекцию первой и второй гармонических составляющих этого модулирующего сигнала независимо от его фазы (первая и вторая гармонические образуются в результате взаимодействия частотно-модулированного испытательного сигнала в исследуемом радиотехническом устройстве или элементе 5 и амплитудном демодуляторе 6) с последующей операцией инвертирования только второй гармонической и фазочувствительной демодуляции, восстанавливающей утраченную ранее фазовую компоненту первой и второй гармонических составляющих модулирующего сигнала, пропорциональных первой и второй производным от амплитудно-частотной характеристики.

В блоке 7 операции нормирования напрямую подвергается лишь характеристика второй производной путем обеспечения сквозного коэффициента передачи всей подсистемы формирования аналоговой измерительной информации, не зависящего от величины добротности исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5. Операции нормирования амплитудно-частотной характеристики и характеристики первой производной осуществляются косвенно, благодаря реализации характеристики управления управляемого аттенюатора 3 с постоянным угловым коэффициентом и равным угловым коэффициентам последовательно соединенных двух идентичных регулирующих блоков подсистемы нормирования, входящей в состав блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, так как при

5 этом распределение коэффициентов передачи между всеми блоками, участвующими в регулировании сквозного коэффициента передачи подсистемы формирования аналоговой измерительной информации, проис0 ходит равномерно.

Из-за отсугствия в рассматриваемый интервал времени сигналов на информационном входе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй

5 производных отсутствуют сигналы также и па его первом и четвертом выходах несмотря на то, что коэффициенты передачи данного блока и управляемого аттенюатора остаются максимальными. Эго определяет неизменность установившихся сигналов на

0 выходах формирователя 8 управляющих импульсов и, следовательно, на выходах частотно-кодового преобразователя 11.

По окончании переходных процессов в рассматриваемых подсистемах и функцио5 нальных блоках и истечении длительности импульса (фиг.-1а) блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, возвращаясь в исходное состояние, разрывает соответствующую цепь

0 разряда собственного емкостного элемента памяти и под готавливается к приему информации. Одновременно с этим в момент окончания действия запускающего импульса (фиг.4а) в формирователе 8 управляющих

5 импульсов формируется остроконечный импульс (фиг.4в), который приводит к образованию на его первом выходе единичного потенциапа (фиг.4г). Данный единичный потенциал, подвергаясь преобразованию во

0 времяамплитудном преобразователе 9 в линейно нарастающее напряжение (фиг.4д), через открытый для приема информации синхронный демодулятор 10 передается на вход управляемого по частоте генератора 1.

5 По мере возрастания линейно нарастающего напряжения (фиг.4д) и, следовательно, увеличения частоты несущей управляемого по частоте генератора 1, а также образования частотно-модулированного испытатель0 кого сигнала в частотном модуляторе 2 и беспрепятственной его передачей через управляемый аттенюатор 3 на вход исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5, подключенного в клеммам 4,

5 приступает к работе подсистема формирования аналоговой измерительной информации. При приближении частоты несущей частотно-модулированного испытательного

сигнала к полосе пропускания исследуемого

радиотехнического устройства или элемента 5 на его выходе появляется сложный, изменяющийся во времени по амплитуде в соответствии с формой амплитудно-частотной характеристики частотно-модулирован- ный сигнал. Этот сигнал, взаимодействуя в амплитудном демодуляторе б, образует постоянную составляющую и ряд гармонических составляющих модулирующего сигнала, в том числе первую и вторую, про- порциональные соответственно первой и второй производным от амплитудно-частотной характеристики, которые беспрепятственно передаются с основного выхода демодулятора б на вход блока 7 формирова- ния нормированных характеристик первой и второй производных. Постоянную составляющую, пропорциональную амплитудно- частотной характеристике исследуемых радиотехнических устройств или элементов Б, можно наблюдать на дополнительном выходе (не показан) амплитудного демодулятора 6.

Блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производ- ных, осуществляя синхронную фазонечувст- вительную селекцию первой и второй гармонических составляющих, образует синусоидальные сигналы в виде отфильтрованных копий первой и второй гармонических составляющих с сохранением их фазовых соотношений, которые затем, подвергаясь каждая в отдельности операции синхронной фазочувствительной демодуляции, превращается в постоянные составляющие, пропорциональные первой и второй производным от амплитудно-частотной характеристики. Получаемые посто- янные составляющие проявляются соответственно на четвертом и первом вы- ходах блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных.

Образуемая постоянная составляющая, пропорциональная второй производной, приводит в действие блок 7 по выполнению операции нормирования характеристик , при этом коэффициенты передачи управляемого аттенюатора 3 и блока 7 изменяются так, чтобы вустановившемся режимемакси- мальный уровень сигнала, пропорциональный характеристике второй производной, устанавливался независимо от величины параметров исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 вблизи зна- чения опорного напряжения Uo (фиг.4з), задаваемого внутри блока 7.

В результате выполнения операции нормирования образуемый на первом выходе блока 7 сигнал может совершать колебательный процесс (фиг.4з) вблизи уровня опорного напряжения Uo , который, не выходя за границу допуска, заканчивается, как правило, не позднее момента времени t , когда характеристика второй производной достигает первой экстремальной точки (максимума) В соответствии с этим процессом происходит изменение уровней сигналов, пропорциональных амплитудно-частотной характеристике (фиг.4е) и характеристике первой производной (фиг.4ж). Данные сигналы можно наблюдать соответственно на дополнительном выходе амплитудного демодулятора б и четвертом выходе блока 7.

С момента времени t (фиг.4з) блок 7 в целом (по первому, третьему и четвертому выходам) и, следовательно, управляемый аттенюатор 3 переходят в режим фиксированного коэффициента передачи и в дальнейшем амплитудно-частотная характеристика и характеристика первой и второй производных приобретает нормированный вид (полный вид указанных нормированных характеристик и, U и б показан на фиг.4е,ж,з шриховыми линиями, на которые наложены сплошные линии, отражающие изменение поведения данных характеристик при работе автоматического измерителя в динамическом режиме).

Образуемые на первом и четвертом выходах блока 7 сигналы, соответствующие нормированным характеристикам первой и второй производных, поступают соответственно на первый и второй информационные входы формирователя 8 управляющих импульсов, и в момент времени ti (фиг.4з), когда первая производная (фиг,4ж)достигает своего максимального значения, а вторая производная (фиг.4з) переходит через нуль, на четвертом выходе формирователя 8 образуется импульс (фиг.4к) весьма малой длительности, а на втором выходе - низкий потенциал (фиг.4б). Короткий импульс, поступая на второй управляющий вход частотно-кодового преобразователя 11, подготавливает его к работе, а низкий потенциал - переводит синхронный демодулятор 10 в режим хранения накопленной информации.

Синхронный демодулятор 10, перешедший в рассматриваемый момент времени ti (фиг,4з) в режим хранения, сохраняет накопленную информацию в виде постоянного на- пряжения, что прекращает перестройку управляемого по частоте генератора 1 и вынуждает его формировать частоту f 1 (фиг.4д), в точности соответствующую первой координате перехода через нуль второй производной от амплитудно-частотной характеристики исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5. При этом амплитудно-частотная характеристика в течение некоторого интервала времени остается на неизменном уровне, соответствующем уо (фиг.4е), первая производная скачком изменяется от максимального до нулевого значения (фиг.4ж), з вторая производная остается на нулевом уровне (фиг.4з).

Частотно-кодовый преобразователь 11, непрерывно воспринимающий по информационному входу информацию от управляемого по частоте генератора 1 и получивший в рассматриваемый момент времени ti (фиг.4з) разрешение на работу, формирует образцовый по длительности одиночный синхронизирующий импульс (фиг,4н), в течение которого осуществляется преобразование поступающей частоты fi s цифровой код. Получаемый цифровой код на групповых выходах частотно-кодового преобразователя 11 передается на соответствующие информационные входы микроЭВМ 12.

По окончании формирования одиночного синхронизирующего импульса (фиг.4н) на первом и втором одиночных выходах частотно-кодового преобразователя 11 образуются соответственно остроконечный и прямоугольный импульсы (совмещенные импульсы, показанные на фиг,4о). Короткий импульс, передаваясь на управляющий вход формирователя 8 управляющих импульсов, вызывает появление на его втором выходе снова единичного потенциала (фиг.4б), переводящего синхронный демодулятор 10 в режим приема информации. Последний при этом скачком изменяет напряжение на СРО- ем выходе до уровня выходного напряжения времяамплитудного преобразователя 9, которое все это время непрерывно возрастает по линейному закону (фиг.4д). Полученное приращение напряжения в синхронном демодуляторе 10 вызывает скачкообразное изменение частоты управляемого по частоте генератора 1, что приводит к приращению напряжений на выходе амплитудного демодулятора б, а также на первом и четвертом выходах блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных до значений нормального хода амплитудно-частотной характеристики (фиг.4е), первой и второй производных (фиг.4ж,з соответственно), который в дальнейшем протекает без особенностей.

Прямоугольный импульс (фиг.4о) определенной длительности, получаемый на втором одиночном выходе частотно-кодового преобразователя 11 и свидетельствующий о готовности данных в виде цифровой измерительной информации, воспринимается управляющим входом микроЭВМ 12. При этом микроЭВМ 12 перезаписывает (осуществляет ввод частоты FI в соответствии со структур5 ной схемой алгоритма, показанной на фиг.5) хранящуюся в частотно-кодовом преобразователе 11 информацию о значении частоты fi первой координаты перехода через нуль второй производной в соответствующую

10 ячейку оперативной памяти, где и подлежит хранению для последующих вычислений.

После выполнения данной операции и окончания действия прямоугольного импульса на втором одиночном выходе частот15 но-кодового преобразователя 11 микроЭВМ 12 снова осуществляет непрерывный опрос юювности данных до тех пор, пока не будет получена достоверная информация о второй координате перехода

20 через нуль характеристики второй производной. Чтобы не было повторного ввода прсжчей информации длительность упомянутого прямоугольного импульса (фиг.4о) контролируется микроЭВМ 12, и только по25 еле прекращения его существования с последующим возобновлением возможен ввод новых данных (достигается программными средствами).

Выходное напряжение (фиг.4д) время30 амплитудного преобразователя 9, продолжая нарастать, активизирует работу подсистемы формирования аналоговой измерительной информации, и эта активизация будет продолжаться до тех пор, пока

35 напряжение на первом выходе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных не достигнет требуемой точки перехода через нуль характеристики второй производной (момента

40 времени t2, показанного на фиг.4з).

Если амплитудно-частотная характеристика исследуемого радио технического устройства или элемента Б имеет вид миогогорбой кривой, например такой, кото45 рая показана на фиг.4е, то нормированные характеристики первой и второй производных (фиг.4ж,з) могут иметь ряд экстремальных точек и переходить через нуль несколько раз. В случае идеально плоской

50 вепшины исследуемых амплитудно-частотных характеристик нормированные характеристики первой и второй производных дополнительных экстремальных точек и точек перехода через нуль не имеют. Незави55 симо от этого, благодаря выбору рационального режима работы формирователя 8 управляющих импульсов, удается отыскать требуемую вторую координату перехода через нуль нормированной характе- ристики второй производной при

практически произвольной форме амплитудно-частотных характеристик исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5.

В момент t2 (фиг.4з), когда нормирован- ная характеристика второй производной переходит через нуль, одновременно на третьем и четвертом выходах формирователя 8 управляющих импульсов появляется импульс (фиг.4п) весьма малой длительно- сти, а на первом и втором выходах устанавливаются низкие потенциалы (фиг.4б,г). Короткий импульс, поступая одновременно на первый и второй управляющие входы, осуществляет в частотно-кодовом преобра- зователе 11 полное стирание хранимой циф- ровой измерительной информации, приводя его к исходному состоянию, и подготавливает его к очередному циклу работы. Низкий потенциал (фиг.4б), воздействуя на управляющий вход, переводит синхронный демодулятор 10 в режим хранения накопленной информации, а низкий потенциал (фиг.4г) с первого выхода формирователя 8 управляющих импульсов переводит время- амплитудный преобразователь 9 в режим саморазряда собственного накопительного элемента интегратора, при котором напряжение на его выходе начинает убывать по экспоненте (экспонента в виде штриховой линии, изображенная фиг.4д).

Переход синхронного демодулятора 10 в момент времени ta (фиг.4з) в режим хранения информации в виде постоянного напряжения сопровождается снова прекращением перестройки управляемого по частоте генератора 1 и формированием на его выходе сигнала с частотой fa (фиг.4д), в точности соответствующей искомой второй координате перехода через нуль норми- рованной характеристики второй производной. В связи с этим амплитудно- частотная характеристика в течение некоторого интервала времени остается на неизменном уровне, соответствующем уо (фиг.4е), при котором первая и вторая производные приобретают нулевые значения.

Если бы напряжение на выходе время- амплитудного преобразователя 9 продолжало непрерывно нарастать по линейному закону (штриховая линия, составляющая продолжение сплошной, показанная на фиг.4д), а синхронный демодулятор 10 находится в режиме приема информации, то форма амплитудно-частотной характери- стики, а также характеристик первой и вто-- рой производных приобрела бы нормальный вид (обсуждаемые части характеристик изображены на фиг.4е,ж,з штриховыми линиями, составляющими продолже- ние сплошных линий).

Подготовленный коротким импульсом (фиг.4п) с четвертого выхода формирователя 8 управляющих импульсов к очередному циклу работы частотно-кодовый преобразователь 11 спустя некоторый интервал времени снова формирует образцовый по длительности одиночный синхронизирующий импульс (фиг.4н), в течение которого осуществляется описанным образом преобразование в цифровой код поступающей от управляемого по частоте генератора 1 частоты fa, соответствующей второй координате перехода через нуль нормированной характеристики второй производной. Код этой частоты, получаемый на групповых выходах частотно-кодового преобразователя 11 в момент прекращения действия синхронизирующего импульса, в дальнейшем сохраняется и передается в микроЭВМ 12.

Короткий импульс (фиг.4о). получаемый в тот же момент времени на первом одиночном выходе частотно-кодового преобразователя 11, воздействуя на управляющий вход, образует на втором выходе формирователя 8 управляющих импульсов единичный потенциал (фиг.4б), который переводит синхронный демодулятор 10 в режим приема информации. Вместе с этим на втором одиночном выходе частотно-кодового преобразователя 11 формируется прямоугольный импульс (второй прямоугольный импульс, совмещенный с остроконечным и показанный на фиг.4о), который поступает на управляющий вход микроЭВМ 12. При этом микроЭВМ 12 перезаписывает (осуществляет ввод частоты F2 в соответствии со структурной схемой алгоритма, представленной на фиг.5) хранящуюся в частотно-кодовом преобразователе 11 цифровую информацию о значении частоты fa второй координаты перехода через нуль второй производной в соответствующую ячейку своей оперативной памяти и приступает к выполнению программы по непосредственному вычислению искомых параметров исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 в соответствии с заданным алгоритмом (фиг.5).

Переход синхронного демодулятора 10 в режим приема информации сопровождается быстрым саморазрядом собственного накопительного элемента, и напряжение на его выходе снижается по экспоненте от уровня, соответствующего частоте fa (фиг.4д), до уровня выходного напряжения времяамплитудного преобразователя 9, которое, возможно, еще не успело уменьшиться до нулевого значения (экспонента в виде

штриховой линии, показанная на фиг.4д). Убывающее выходное напряжение синхронного демодулятора 10 вызывает автоматическое уменьшение частоты управляемого по частоте генератора 1, и следовательно, возвращение в исходное состояние подсистемы формирования аналоговой измерительной информации, что сопровождается изменением сигналов на выходах амплитудного демодулятора б и четвертом и первом выходах блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, вид которых с точностью до масштабного коэффициента, учитывающего скорость перестройки частоты несущей частотно-модулированного испытательного сигнала, представляет собой зеркальное отображение полученных ранее нормированных характеристик: амплитудно-частотной (фиг.4е), первой (фиг.4ж) и второй (фиг.4з) производных.

При данных условиях вторая производная может достигать своего окстремального (выше нулевого) значения, что может вызвать срабатывание подсистемы нормирования блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных и осуществление описанной операции подстройки коэффициентов передачи блока 7 и управляемого аттенюатора 3, однако этот процесс не имеет никакого значения, так как происходит за пределами рабочего интервала времени, когда подсистема формирования аналоговой измерительной информации по существу возвращается в исходное состояние, Кроме того, на временном интервале , соответствующем полосе пропускания Ъ0 (фиг.4е), в пределах которой вторая производная имеет ряд максимумов, срабатывание подсистемы нормирования не происходит за счет выбора соответствующей постоянной времени функциональных блоков, входящих D состав подсистемы нормирования блока 7.

По истечении определенного интервала времени, когда выходное напряжение синхронного демодулятора 10 и напряжение на первом выходе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и в горой производных приблизятся к нулевому значению, частота несущей управляемого по частоте генератора 1 возвратится в область нижней границы частотного диапазона работ измерителя, а коэффициенты передачи блока 7 И управляемого аттенюатора 3 начнут постепенно увеличиваться по мере того, как будет происходить собственный разряд (в ожидании принудительного) элемента памяти подсистемы нормирования и

изменение напряжения на третьем выходе блока 7 (на диаграммах, представленных на фиг.4, этот процесс не отражен).

Процессы, протекающие в микроЭВМ

12, в дальнейшем свидятся к непосредственному вычислению искомых параметров по запрограммированным формулам (текст программы) с учетом соотношений, приведенных в таблице, для ранее введенных данных в виде соответствующих констант и данных, полученных в результате измерений, После окончания вычислений на экран блока 13 отображения информации микро- ЭВМ 12 выводит величины введенных констант (тип радиотехнического устройства или элемента К; число каскадов N, используемых в исследуемом устройстве или элементе; уровень отсчета G полосы пропускания), а также значения вычисленных параметров в соответствующих единицах измерения:

центральной частоты Fff, полосы пропускания Р и добротности Q-только для К 1. На этом цикл измерений и вычислений заканчивается и микроЭВМ 12 переводится в режим Останов.

В случае необходимости процесс вычислений и измерений может быть продолжен при тех же данных, только при новом значении уровня отсчета полосы пропускания G, при всех новых данных. В соответствии со i

структурной схемой (фиг.5) реализации алгоритма работы при прежних данных микро- ЭВМ 12 на своем первом одиночном выходе формирует единичный импульс и запускает описанным образом автоматический измеритель в работу с возобновлением измерительной информации, Такой режим работы вычислителя 12 и автоматического измери- I теля в целом полезен при исследовании вли- яння различного рода факторов

(температуры, влаги, давления и т.д.) на параметры радиотехнических устройств или элементов 5.

При всех новых данных работа автома- тического измерителя начинается с ввода этих данных, включая замену типа исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5, с последующим повторением всех рассмотренных операций. В случае не- обходимости получения информации только при новом значении уровня отсчета полосы пропускания автоматический измеритель в работу не запускается, а лишь вводится новое значение уровня отсчета G и вычисли- тель 12 при ранее полученной измерительной информации о координатах точек перехода через нуль характеристики второй производной, сохраняемой в ОЗУ, вычисляет новые значения параметров и выводит их на экран блока 13 отображения информации.

Формирователь 8 управляющих импульсов (фиг.2), используемый в предлагаемом автоматическом измерителе (фиг.1), работает следующим образом.

Первоначально запускающий импульс (фиг.4а) с выхода моностабильного элемента 14 (фиг.1), воздействуя на установочный вход 32 формирователя 8 управляющих им- пульсов (фиг.2) и поступая далее непосредственно на R-вход первого RS-триггера 26 и через второй 23 и третий 24 элементы ИЛИ на R-входы второго 27 и третьего 28 RS-триг- геров, своим передним фронтом устанавли- вает эти триггеры в исходное состояние с образованием на их прямых выходах нулевых потенциалов, а на инверсных выходах - единичных. При этом на первом 33 и втором 34 выходах формирователя 8 управляющих импульсов образуются соответственно нулевой и единичный потенциалы (фиг.4г,б), на третьем выходе 35 дублируется запускающий импульс (фиг.4а), а на четвертом выходе 36 - потенциал отсутствует.

Из-за отсутствия в исходном состоянии автоматического измерителя (фиг.1) сигналов на первом 29 и втором 30 информационных входах формирователя 8 управляющих импульсов отсутствует сигнал и на выходе управляемого усилителя 15, формирующего в данный момент времени коэффициент передачи +К под влиянием единичного потенциала с инверсного выхода первого RS-триггера 26. При этом первый комлара- тор 17 под действием только опорного напряжения источника 16 формирует на своем выходе также нулевой потенциал, который, передаваясь на первые входы первого 20 и второго 21 элементов И, исключает возмож- ность работы как второго 18, так и третьего 19 компараторов, несмотря на присутствие единичного потенциала с инверсного выхода первого RS-триггера 26 на втором входе второго элемента И 21. Находясь в нерабо- чем состоянии второй 18 и третий 19 компараторы не могут повлиять непосредственно или через первый 22 и второй 23 элементы ИЛИ на состояние первого 26, второго 27 и третьего 28 RS-три ггеров даже в том случае, если бы на их соответствующих входах имелась информация.

В момент окончания действия запускающего импульса (фиг.4а) на выходе диффе- ренцирующего узла 25 формируется остроконечный импульс (фиг.4в), который опрокидывает второй RS-триггер 27 с образованием на его прямом выходе и, следовательно, на первом выходе 33

формирователя 8 управляющих импульсов единичного потенциала (фиг.4г).

Получаемый на первом информационном входе 29 формирователя 8 управляющих импульсов (фиг.2) сигнал (фиг.4з), пропорциональной нормированной характеристике второй производной, поступает далее на соответствующие информационные входы второго 18 и третьего 19 компараторов. В свою очередь, поступающий на второй информационный вход 30 сигнал, пропорциональный нормированной характеристике первой производной, после усиления без изменения фазы в управляемом усилителе 15, воздействует на один из входов первого компаратора 17 и непрерывно сравнивается в нем с опорным напряжением Uo источника 16. При достижении этим сигналом точки 1 нормированной характеристики первой производной, соответствующей уровню опорного напряжения Go (фиг.4ж), первый компаратор 17 срабатывает, формируя на своем выходе перепад напряжения положительной полярности, который впоследствии превращается в прямоугольный импульс (фиг.4и) с длительностью, равной времени пребывания первой производной на выходе управляемого усилителя 15 выше уровня опорного напряжения Uo .

Уровень опорного напряжения Uo источника 16 выбирают исходя из компромиссных соображений. С одной стороны, он должен быть несколько ниже самых максимальных по модулю значений первой производной, образуемых, как правило, на спадах амплитудно-частотной характеристики исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5. С другой стороны, он должен быть несколько выше максимальных по модулю значений первой производной, возможно, образуемых внутри полосы пропускания исследуемых радиотехнических устройств или элементов при многогор- бой амплитудно-частотной характеристике, например, такой, которая изображена на фиг.4е. Возможность такого выбора существует всегда, так как крутизна скатов амплитудно-частотной характеристики, как правило, выше крутизны неравномерности в полосе пропускания исследуемых радиотехнических устройств или элементов, в противном случае определение параметров любыми методами, в том числе и используемым в предлагаемом измерителе, становится проблематичным.

Для таких неординарных характеристик необходимо проводить дополнительные исследования и решать вопрос о правомерности использования тех или иных методов

оценки искомых параметров. В связи с вышеизложенным и тем, что уровень первой производной и других характеристик зависит от параметров исследуемых радиотехнических устройств или элементов, исключительную актуальность приобретает операция нормирования характеристик, используемая в предлагаемом измерителе, так как позволяет оптимальным образом выбрать требуемый уровень опорного напряжения Uo для конкретных условий измерений.

Получаемый на выходе первого компаратора 17 импульс (фиг.4и) передается через подготовленный для передачи информации второй элемент И 21 на стро- бирующий вход второго компаратора 18, подготавливая его к работе, и не проходит на стробирующий вход третьего компаратора 19 из-за запрещающего сигнала, присутствующего в данный момент времени на втором входе первого элемента И 20. Второй компаратор 18. получивший разрешение на выполнение операции сравнения и воспринимающий на себя, возможно, уже полностью установившееся значение нормированной характеристики второй производной, так как стробирующий импульс (фиг.4и) образовался несколько позже момента времени V (фиг.4з), пока не формирует на своем выходе никакого импульса. И только в момент времени t., (фиг,4з), когда первая производная (фиг.4ж) достигнет своего максимального значения, а вторая производная переходит через нуль, этот компаратор срабатывает, формируя на своем выходе положительный перепад напряжения (фиг.4к).

Перепад напряжения (фиг.4к) положительной полярности, получаемый на выходе второго компаратора 18. поступая непосредственно на S-вход первого RS-триггера 26 и через первый элемент22 ИЛИ на S-вход третьего RS-триггера 28, опрокидывает первый 26 и третий 28 RS-триггеры и передается на четвертый выход 36 формирователя 8 управляющих импульсов. Низкий потенциал (фиг.4б), полученный при этом на инверсном выходе третьего RS-триггера 28, передается на второй выход 34 формирователя 8 управляющих импульсов, а исчезнувший высокий потенциал на инверсном выходе первого RS-триггера 26 исключает возможность дальнейшей передачи информации через второй элемент И 21 на стробирующий вход второго компаратора 18 и переводит управляемый усилитель 15 в режим инверсии фазы с коэффициентом передачи -К,

При этом полярность напряжения, пропорционального первой производной, на выходе управляемого усилителя 15 изменяется на отрицательную (кривая в виде штриховой линии, расположенная ниже нулевой оси на фиг.4ж), и первый компаратор 17 прекращает формирование первого стробирую- щего импульса, показанного на фиг.4и сплошной линией. Если бы данной инвер0 сии фазы не происходило, то первый компаратор 17 сформировал бы более длительный стробирующий импульс, заканчивающийся в точке 2 характеристики первой производной, соответствующей уровню опорного

5 напряжения Uo (фиг.4ж), что отмечено на фиг.4 и штриховой линией. Несмотря на это, рассматриваемое приращение импульса на стробирующий вход второго компаратора 18 не прошло бы, так как второй элемент И

0 21 уже прекратил передачу информации на свой выход.

В результате быстротечности происходящих процессов переключения перепад напряжения, едва появившийся на выходе

5 второго компаратора 18, исчезает, заканчивая формирование импульса (фиг.4к) весьма малой длительности (в сравнении с относительно медленным процессом формирования нормированных характеристик первой

0 и второй производных), которая определяется временем распространения информации в рассматриваемых функциональных блоках. Одновременно с этим короткий импульс, возможно, появляющийся на выходе

5 первого элемента И 20 из-за режима состязаний, когда единичный импульс (фиг.4л) с прямого выхода первого RS-триггера 26 может появиться на втором входе первого элемента И 20 несколько раньше, чем исчезнет

0 на его первом входе импульс (фиг.4и) с выхода первого компаратора 17, может вызвать перевод третьего компаратора 19 в режим сравнения сигналов, однако значение второй производной (фиг.4з) в данной

5 ситуации несколько раньше становится ниже нулевого уровня и не вызывает появления на выходе третьего компаратора 19 каких-либо сигналов (инверсный вход третьего компаратора соединен с общей шиной

0 измерителя).

Остроконечный импульс (фиг.4о), появляющийся на управляющем входе 31, передаваясь через третий элемент ИЛИ 24 на R-вход, возвращает в исходное состояние

5 третий RS-триггер 28 с получением на его инверсном выходе и, следовательно, на втором выходе 34 формирователя 8 управляющих импульсов снова единичного потенциала (фиг.4б). Это активизирует работу автоматического измерителя и вызывает изменение сигналов, пропорциональных нормированным характеристикам первой и второй производных, на втором 30 и первом 29 информационных входах формирователя 8 управляющих импульсов, причем изменение этих сигналов будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на выходе управляемого усилителя 15 не преодолеет уровень опорного напряжения Do (фиг.4ж) источника 16.

При достижении выходным напряжением управляемого усилителя 15 уровня опорного напряжения Do (точка 3 на фиг.4ж), вторично срабатывает первый компаратор 17, формируя на своем выходе положительный перепад напряжения, который затем превращается, как отмечено, в положительный импульс (фиг.4и), аналогичный первому. Получаемый второй импульс (фиг.4и) на выходе первого компаратора 17 беспрепятственно проходит через подготовленный для передачи информации первый элемент И 20 на стробирующий вход третьего компаратора 19 и не прохолит через закрытый для передачи информации второй элемент И 21 на стробирующий вход второго компаратора 18, что не может вызвать срабатывание последнего, несмотря на присутствие в данный момент времени отрицательного напряжения ьторой производной (фиг.4з) на его инверсном входе, и тем самым повлиять на состояние функциональных блоков формирователя 8 управляющих импульсов.

В момент времени t2 (фиг.4з), когда нормированная характеристика второй производной переходит через нуль, третий компаратор 19 срабатываете образованием положительного перепада (фиг.4п) на своем выходе. Эгот перепад поступает одновременно через второй элемент ИЛИ 23 на R- вход второго RS-триггера 27 и третий выход 35 формирователя 8 управляющих импульсов и через первый элемент ИЛИ 22 на S- вход третьего RS-триггера 28 и четвертый выход 36 формирователя 8 управляющих импульсов. При этом на инверсном выходе третьего RS-триггера 28 и, следовательно, на втором выходе 34 формирователя 8 управляющих импульсов единичный потенциал (фиг.4б) исключается. Одновременно возвращается в исходное состояние и второй RS-триггер 27 с образованием на его прямом выходе и, следовательно, на первом выходе 33 формирователя 8 управляющих импульсов нулевого потенциала (фиг.4г).

В связи с этим напряжение на выходе управляемого усилителя 15, соответствующее инвертированной первой производной, снова изменяется от максимального значения (точка 4 на фиг.4ж) до нулевого, а напряжение (фиг.4з), соответствующее второй производной, на первом информационном входе 29 формирователя 8 управляющих импульсов остается ненулевом уровне.

Быстрое изменение напряжения на выходе управляемого усилителя 15 до уровня опорного напряжения Do источника 16 (с точки 4 до точки 5, отмеченных на фиг.4ж), приводит к тому, что практически

сразу или спустя некоторое непродолжительное время после момента времени i (фиг.4з), первый компаратор 17, возвращаясь в исходное состояние, заканчивает фор- мирование второго стробирующего

импульса (4и) на своем выходе, а это прекращает работу третьего компаратора 19. В результате быстро происходящих процессов положительный перепад напряжения, едва появившись на выходе третьего компарзтора 19, исчезает, заканчивая формирование импульса (фиг.4п) весьма малой длительности (в сравнении с интервалом времени , соответствующим полосе пропускания П|0(фиг.4е) исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 на уровне уь, которая определяется временем распространения информации в рассматриваемых функциональных блоках.

Если бы форма нормированных амппитудно-частотной характеристики и характеристик первой и второй производных приобрела нормальный вид (характеристики, изображенные на фиг.4е,ж,з) соответственноштриховымилиниями.

составляющими продолжение сплошных линий), то длительность импульсов на выходах первого 17 и третьего 19 компараторов возросла бы и определялась бы временем пребывания напряжения на выходе управляемого усилителя 15 ниже уровня, обозна0 ченного точками 3 и 6 на фиг,4ж. Увеличение длительности второго импульса на выходе первого компаратора 17 показано на фиг.4, и также штриховой линией. Однако это не отразилось бы на состоянии формирователя 8 управляющих импульсов и других функциональных блоков измерителя. Вторичное поступление короткого импульса (фиг.4о) на управляющий вход 31 и

далее через третий элемент ИЛИ 24 на R- взод снова возвращает третий RS-триггер 28 в исходное состояние с образованием на втором выходе 34 единичного потенциала (фиг.4б) и тем самым формирователь 8 управляющих импульсов заканчивает свой цикл работы. По приходу нового запускающего импульса (фиг.4а) на установочный вход 32 первый RS-триггер 26 заканчивает формирование на своем прямом выходе

единичного потенциала (фигАп) и формирователь 8 управляющих импульсов описанным образом устанавливается в исходное состояние с последующим возобновлением происходящих в нем процессов.

Частотно-кодовый преобразователь 11 (фиг.З), применяемый в автоматическом измерителе (фиг.1), работает следующим образом.

Запускающий импульс (фиг.4а), посту- ,пая раздельно на установочный вход 45 и первый управляющий вход 46 частотно-кодового преобразователя 11 (фиг.З) и, следовательно, на установочный вход триггера 39 синхронизации и R-вход двоичного счетчика 41, своим передним фронтом устанавливает названные функциональные блоки в исходное состояние с образованием на их выходах нулевых потенциалов.

Нулевой потенциал, полученный на выходе триггера 39 синхронизации, препятствует передаче информации посредством элемента И 40 на С-вход двоичного счетчика 41 с выхода узла 37 формирования импульсов, на вход которого, а также и на информационный вход 44 частотно-кодового преобразователя 11 непрерывно поступает синусоидальный сигнал. Этот сижал с помощью узла 37 формирования импульсов превращается в нормализованные прямоугольные импульсы, которые непрерывно воздействуют на один из входов элементов И 40.

Дифференцирующий узел 42, реагирующий только на отрицательный перепад напряжения, хотя и может при самых неблагоприятных ситуациях возвращения в исходное состояние триггера 39 синхронизации образовать короткий импульс на своем выходе и вызвать срабатывание моностабильного элемента 43 и, тем самым, создать прямоугольный импульс определенной длительности и на его выходе, однако эти сигналы не могут повлиять на состояние других функциональных блоков автоматического измерителя (фиг.1).

Таким образом, в наиболее вероятной ситуации практически сразу после воздействия запускающего импульса (фиг.4а) на выходах группы 48, а также на первой 49 и втором 50 одиночных выходах частотно-кодового преобразователя 11 (фиг.З) устанавливаются нулевые потенциалы.В момент времени ti, когда нормированная характеристика второй производной переходит через нуль (фиг.4з), на второй управляющий вход 47 частотно-кодового преобразователя

11 поступает короткий импульс (фиг.4к), который, передаваясь на управляющий вход, подготавливаеттриггерЗЭ синхронизации к работе. Триггер 39 синхронизации, непрерывно воспринимающий по синхронизирующему входу информацию от узла 38 формирования образцовых интервалов времени в виде последовательности импульсов (фиг.4м) и получивший в рассматриваемый

момент времени разрешение на работу, ждет прихода ближайшего полного тактового импульса (импульса, помеченного номером 1 на фиг.4м), из последовательности импульсов формирователя 38. В момент

прихода данного импульса на выходе триггера 39 синхронизации образуется образцовый по длительности одиночный синхронизирующий импульс (фиг.4н), который разрешает элементу И 40 передачу на С-вход двоичного счетчика 41 информации

в виде частоты fi, соответствующей первой координате перехода через нуль характеристики второй производной, с выхода узла 37 формирования импульсов.

По окончании тактового импульса под номером 1 (фиг.4м)узла 38 формирования образцовых интервалов времени заканчивается формирование и образцового по длительности импульса на выходе триггера 39

синхронизации, что прекращает передачу информации через элемент И 40. При этом сам три| гер 39 синхронизации возвращается в исходное состояние. Количество импульсов, поступившее за образцовый

интервал времени на С-вход двоичного счетчика 41 (показано на фиг.4н в виде вертикальной штриховки), оказывается точно соответствующим частоте и преобразованным в цифровой код, который передается на

соответствующие выходы группы 48 частотно-кодового преобразователя 11.

В момент прекращения действия импульса на выходе триггера 39 синхронизации в дифференцирующем узле 42

образуется остроконечный импульс, который, запуская в работу моностабильный элемент 43, формирует на его выходе прямоугольный импульс. Эти импульсы, показанные на фиг.4о в совмещенном виде,

действуют на первом 49 и втором 50 одиночных выходах частотно-кодового преобразователя 11,

В дальнейшем процессы, происходя- щие в частотно-кодовом преобразователе 11, повторяются. Отличия состоят лишь в том, что в момент времени t2 (фиг.4з), когда нормированная характеристика второй производной переходит через нуль, короткий

импульс (фиг.4п). поступая одновременно на первый 46 и второй 47 управляющие входы частотно-кодового преобразователя 11, производит полное стирание хранимой в двоичном счетчике 41 цифровой измерительной информации, приводя в исходное состояние, и подготавливает триггер 39 синхронизации к очередному циклу работы. По- сле этого триггер 39 синхронизации ожидает момента времени, при котором от узла 38 формирования образцовых интервалов времени поступит очередной полный тактовый импульс (импульс под номером 2 из последовательности импульсов, представленной на фиг.4м).

Существенное повышение точности измерений без снижения их быстродействия достигнуто в основном за счет преобразования достоверной аналоговой измерительной информации, сосредоточенной в координатах точек перехода через нуль нормированной характеристики второй производной, в цифровой код, с последующей его обработкой в микроЭВМ, позволившему

практически полностью исключить основные составляющие погрешности измерений, обусловленные саморазрядом синхронных демодуляторов, а также нелинейностью характеристики управления управляемого по частоте генератора.

Похожие патенты SU1756833A1

название год авторы номер документа
Автоматический измеритель параметров радиотехнических элементов и устройств 1987
  • Свирид Владимир Лукич
SU1681278A1
Устройство для автоматического измерения параметров колебательных контуров 1986
  • Свирид Владимир Лукич
SU1406525A1
Устройство для измерения параметров колебательных контуров 1984
  • Свирид Владимир Лукич
SU1265650A1
Автоматическое устройство для измерения параметров радиотехнических элементов 1988
  • Свирид Владимир Лукич
SU1628015A1
Устройство для автоматического измерения дифференциальных параметров нелинейных элементов 1989
  • Свирид Владимир Лукич
SU1698829A1
Устройство для определения частотных характеристик четырехполюсников 1985
  • Минц Марк Яковлевич
  • Чинков Виктор Николаевич
  • Анохин Владимир Иванович
  • Буданов Сергей Иванович
  • Кальянов Григорий Константинович
  • Немшилов Юрий Александрович
SU1308941A1
Устройство для допускового контроля амплитудно-частотной характеристики четырехполюсников 1989
  • Федоренко Владимир Васильевич
  • Машинистов Александр Владимирович
  • Лысенко Владимир Борисович
SU1608591A1
Устройство для стабилизации вакуума 1983
  • Решетов Всеволод Павлович
  • Каюков Юрий Андреевич
  • Ермолов Николай Николаевич
SU1149060A1
Устройство для измерения параметров резонансных контуров 1982
  • Свирид Владимир Лукич
SU1071972A1
СПОСОБ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ СУБСТРАКЦИОННОЙ АНГИОГРАФИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1992
  • Королев С.В.
  • Коренблюм В.И.
  • Коновалов С.В.
  • Морозов А.Н.
  • Савкин А.А.
  • Силаев Н.Ж.
  • Портной Л.М.
  • Федосов С.Н.
  • Федорович Ю.Н.
  • Хазанов А.В.
  • Шумский В.И.
RU2043073C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 756 833 A1

Реферат патента 1992 года Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов

Изобретение относится к устройствам для автоматического быстродействующего измерения с повышенной точностью центральной частоты, полосы пропускания, добротности различных узкополосных и широкополосных радиотехнических устройств и элементов и может быть использовано для измерения емкости, индуктивности, тангенса угла потерь и других параметров различных электрических цепей и элементов. Целью изобретения является повышение точности измерений без снижения их быстродействия. Автоматический измеритель содержит управляемый по частоте генератор 1, частотный модулятор 2, управляемый аттенюатор 3, клеммы 4 для подключения исследуемых радиотехнических устройств и элементов 5. амплитудный демодулятор 6, блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, формирователь 8 управляющих импульсов, времяамплитудный преобразователь 9 и синхронный демодулятор 10. Введение частотно-кодового преобразователя 11, вычислителя (микроЭВМ) 12, блока 13 отображения информации и моностабильного элемента 14 существенно повышает точность измерений за счет преобразования достоверной аналоговой информации в цифровой код с последующей его обработкой в вычислителе и практически полностью исключает основные составляющие погрешности измерений, обусловленные разрядом синхронных демодуляторов, а также нелинейностью характе- ристики управления управляемого по частоте генератора. 2 з.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл. сл С vi СП о 00 СА СО

Формула изобретения SU 1 756 833 A1

Кроме того, максимальное время задержки срабатывания триггера 39 синхронизации, как следует из диаграммы, представленных на фиг.4м,н, составляет в пределе один период колебаний узла 38 формирования образцовых интервалов времени, а минимальное - в пределе стремится к нулю. В связи с этим требуемое максимальное время хранения информации в син- хронном демодуляторе 10 автоматического измерителя (фиг.1) составляет полтора периода, а минимальное - полпериода колеба- ний узла 38 формирования образцовых интервалов времени,

По приходу импульса (фиг.4м) под номером 2 от узла 38 формирования образцовых интервалов времени на синхронизирующий вход триггера 39 синх- ронизации на его выходе снова образуется образцовый по длительности одиночный импульс (фиг.4н). За время действия этого импульса через элемент И 40 на С-вход двоичного счетчика 41 поступает такое количе- ство импульсов от узла 37 формирования импульсов, которое в точности соответствует искомой второй частоте f2 перехода через нуль нормированной характеристики второй производной. Код этой частоты, получа- емый в двоичном счетчике 41 в момент прекращения действия импульса на выходе триггера 39 синхронизации, в дальнейшем сохраняется в нем и передается на выходы группы 48 частотно-кодового преобразова- теля 11. При этом триггер 39 синхронизации снова возвращается в исходное состояние.

Короткий импульс (фиг.4о), получаемый в тот же момент времени в дифференцирующем узле 42, и прямоугольный импульс, формируемый моностабильным элементом 43, снова передаются на первый 49 и второй 50 одиночные выходы частотно-кодового преобразователя 11, который на этом заканчивает свою работу.

Формула изобретения

1. Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов, содержащий формирователь управляющих импульсов, времяамплитуд- ный преобразователь, синхронный демодулятор, управляемый по частоте генератор, частотный модулятор, управляемый аттенюатор, клеммы для подключения исследуемых радиотехнических устройств и элементов, амплитудный демодулятор и блок формирования нормированных характеристик первой и второй производных, второй и третий выходы которого соединены соответственно с модуляционным входом частотного модулятора и управляющим входом управляемого аттенюатора, первый и четвертый выходы блока формирования нормированных характеристик первой и второй производных соединены соответственно с первым и вторым информационными входами формирователя управляющих импульсов, первый выход которого соеди нен с входом времяамплитудного преобразователя, выход которого соединен с информационным входом синхронного демодулятора, выход управляемо го по частоте генератора соединен с входом частотного модулятора, выход которогб соединен с входом управляемого аттенюатора, выход которого соединен через клеммы для подключения исследуемых радиотехнических устройств и элементов с входом ампли- тудного демодулятора, выход которого соединен с входом блока формирования нормированных характеристик первой и второй производных, Отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений без снижения их быстродействия, в него введены частотно-кодовый преобразователь, вычислитель, блок отображения информации и моностабильный элемент, причем выход управляемого по частоте reнератора соединен с информационным входом частотно-кодового преобразователя, установочный вход которого объединен с одноименными входами формирователя управляющих импульсов и блока формирования характеристик первой и второй производных и соединен с выходом моностабильного элемента, вход которого соединен с первым выходом вычислителя, второй выход которого соединен с входом блока отображения информации, информационные входы вычислителя соединены соответ- ственно с группой выходов частотно-кодового преобразователя, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами формирователя управляющих импульсов, управляющий вход которого соединен с первым одиночным выходом частотно-кодового преобразователя, второй одиночный выход которого соединен с управляющим входом вычислителя, управляющий вход синхронного демодулятора соединен с вторым выходом формирователя управляющих импульсов, а выход синхронного демодулятора соединен с входом управляемого по частоте генератора.2. Измеритель по п.1, от л и ч а ю щ и й- с я тем, что в нем формирователь управляющих импульсов содержит управляемый усилитель, источник опорного напряжения, первый, второй и третий компараторы, первый и второй элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, дифференцирующий узел, первый, второй и третий RS-триггеры, причем выход управляемого усилителя соединен с первым входом первого компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход первого компаратора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И подключен к прямому выходу первого RS-триггера, второй вход второго элемента И соединен с управляющим входом управляемого усилителя и с инверсным выходом первого RS- триггера, S-вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с выходом второго компаратора, первый вход второго и второй вход третьего компараторов соединены с общей шиной формирователя, стробирующие входы второго и третьего компа раторов подключены соответственно к выходам второго и первого элементов И, выход третьего компаратора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом

второго RS-триггера и является третьим выходом формирователя, S-вход второго RS- триггера подключен к выходу дифференцирующего узла, выход первого

элемента ИЛИ соединен с S-входом третьего RS-триггера и является четвертым выходом формирователя, R-вход третьего RS-триггера подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй вход второго и первый вход третьего компараторов объединены и являются первым информационным входом формирователя, информационный вход управляемого усилителя является вторым информационным входом формирователя, первый вход третьего элемента ИЛИ является управляющим входом формирователя, объединенные вторые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с входом дифференцирующего блока, с R-входом

первого RS-триггера и являются установочным входом формирователя, прямой выход второго RS-триггера и инверсный выход третьего RS-триггера являются соответственно первым и вторым выходом формирователя управляющих импульсов.

3. Измеритель по п.1, от л и ч а ю щ и й- с я тем, что в нем частотно-кодовый преобразователь содержит узел формирования

импульсов, узел формирования образцовых интервалов времени, триггер синхронизации, элемент И, двоичный счетчик, дифференцирующий узел и моностабильный элемент, причем вход моностабильного элемента соединен с выходом дифференцирующего узла и является первым одиночным выходом преобразователя, синхронизирующий вход триггера синхронизации подключен к выходу узла формирования

образцовых интервалов времени, С-вход двоичного счетчика подключен к выходу элемента И, первый вход которого подключен к выходу узла формирования импульсов, вход которого является информационным входом преобразователя, второй вход элемента И соединен с выходом триггера синхронизации и входом дифференцирующего узла, установочный вход триггера синхронизации является установочным входом

частотно-кодового преобразователя, R-вход двоичного счетчика и управляющий вход триггера синхронизации являются соответственно первым и вторым управляющими входами преобразователя, группа выходов

двоичного счетчика является группой выходов частотно-кодового преобразователя, выход моносгабильного элемента является вторым одиночным выходом частотно-кодового преобразователя.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХУСТ- РОЙСТВ И ЭЛЕМЕНТОВ

10 REM ПРОГРАММА ВЫЧИСЛЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ АЧХ РТУ И ЭЛЕМЕНТОВ 20 INPUT /ВВЕДИТЕ ТИП РТУ ИЛИ ЭЛЕМЕНТА ОТ 1 ДО 5 ВКЛЮЧИТЕЛЬНО/; К 30 INPUT/ВВЕДИТЕ ЧИСЛО КАСКАДОВ N, УРОВЕНЬ ОТСЧЕТА GAMMA/; N, G 40 РОКЕ (-24574), 01 50 РОКЕ (-24574), 00 60 А - РЕЕК (-24574)

70IFA032GOT060

80 F1 PEFK (-24575) 82 F3 PEEK (-24576) 84 F1 F1 + 256 + F3 86 А PEEK (-24574) 88 IF A 32 GOTO 86

90 A PEE К (-24574)

100 IF A 32 GOTO 90 110 F2 PEEK (-24575) 112 F4 PEEK (-24576) 114F2 F2

120FO 0.5(F1+F2)

130F F2-F1

140 ON KGOSUB 320,350,370,390,410 150 PRINT /ТИП РТУ ИЛИ ЭЛЕМЕНТА - /; К

160 PRINT /ЧИСЛО КАСКАДОВ -/; N

170 PRINT /УРОВЕНЬ ОТСЧЕТА -/; G

180 PRINT /ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТОТА - /;

FO

190 PRINT /ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ - /; Р

200 IF К 1 THEN PRINT /ДОБРОТНОСТЬ /;0

210 PRINT /ЕЩЕ СЧИТАЕМ О - НЕТ/ 220 PRINT /1 - ДА (ПРИ ТЕХ ЖЕ

ДАННЫХ)//

230 PRINT 2 - ДА (ТОЛЬКО ПРИ НОВОМ ЗНАЧЕНИИ GAMMA)

240 INPUT 3-ДА (ПРИ ВСЕХ НОВЫХ ДАННЫХ)/; S

250IFS OTHENSTOH

260IFS 1 GOTO 40

270 IF S 2 GOTO 300

280 IF S GOTO 20

290 GOTO 210

300 INPUT /ВВЕДИТЕ НОВЫЙ УРОВЕНЬ

ОТСЧЕТА GAMMA/; G

310 GOTO 140

320P ((2(1/G 2-1)) 0,5)F

330Q- FO/((2 0.5)F

340 RETURN

350P (((N+1)((1/G 2) (1/NJ-1)) 0.5)F

360 RETURN

370 D ((((N+1)/3)((1/G 4) (1/NH)) 0.25)F

380 RETURN

390 P ((((N+1)/5)((1 /G 6) (I/NHJ) (1 /6))F

400 RETURN

410 P (((()/3)((1/G 2) (1/N)1)) 0.25)F 420 RETURN 430 END

/

С ск )

Редактор А.Козориз

Техред М.Моргентал

Заказ 3086.ТиражПодписное

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Корректор Л.Ливринц

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1992 года SU1756833A1

Устройство для измерения параметров резонансных контуров 1982
  • Свирид Владимир Лукич
SU1071972A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Автоматический измеритель параметров радиотехнических элементов и устройств 1987
  • Свирид Владимир Лукич
SU1681278A1

SU 1 756 833 A1

Авторы

Свирид Владимир Лукич

Даты

1992-08-23Публикация

1988-06-13Подача