Измеритель частотных характеристик Советский патент 1993 года по МПК G01R23/14 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля частотных характеристик полосовых фильтров. Устройство предназначено для определения полосы пропускания измеряемых полосовых фильтров.

Цель изобретения - повышение быстродействия измерителя частотных характеристик.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства.

Для осуществления изобретения на фиг. 1 первый выход синхронизатора 1 через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2 соединен с входом генератора 3, выход которого через измеряемый фильтр 4 соединен с первыми входами ключа 5 и пикового детектора 6. Второй выход синхронизатора 1 соединен со вторым входом пикового де- Уектора 6. Третий выход синхронизатора 1 соединен со вторым входом ключа 5. Выход

пикового детектора 6 через аналого-цифро- вой преобразователь (АЦП) 7 соединен с первым входом перемножителя 8, со вторым входом которого соединен выход первого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 9. Выход ключа 5 через последовательно соединенные амплитудный детектор 10 и второй АЦП 11 соединен с первым входом блока 12 вычитания, второй вход которого соединен с выходом перемножителя 8. Выход блока 12 соединен с первым входом компаратора 13, второй вход которого соединен с выходом второго ПЗУ 14. Выход компаратора 13 через триггер 15 соединен с первым входом элементом И 16, со вторым входом которого соединен выход тактового генератора 17. Выход элемента И 16 через счетчик 18 соединен со входом отсчетного устройства 19.

Измеритель работает следующим образом.

По сигналу Пуск на первом выходе синхронизатора 1 появляются коды чисел,

fe

|

ю

оо

ю

которые после преобразования в ЦАП 2 таким образом воздействуют на цепи возбуждения генератора 3, что на его выходе появляется напряжение, имеющее постоянную амплитуду с частотой, изменяющейся по пилообразному закону (фиг, 2а). При этом диапазон изменения частоты перекрывает полосу пропускания измеряемого фильтра 4. Поскольку амплитуда колебаний генератора 3 неизменна, то на выходе блока 4 будет иметь место переменное по амплитуде напряжение, огибающая которого по форме совпадает с АЧХ измеряемого фильтра. Пиковый детектор 6 зафиксирует на своем выходе максимальное значение напряжения, соответствующее резонансной частоте фильтра. Как известно, полоса пропускания фильтра определяется диапазоном частот, внутри которого U(t) Um/V2 « 0,707 Um, где U(t) - напряжение на выходе фильтра; Um-мак- симальное значение напряжения на выходе фильтра на резонансной, частоте.

Итак, на втором входе блока 12 присутствует код пропорциональной величины 0,707 Um (код 0,707 записан в ПЗУ 9). По достижении частотой генератора своего максимального значения (точка 2 на фиг. 2а) последний начинает генерировать напряжение с линейно убывающей частотой, а ключ 5 под воздействием управляющего сигнала с выхода синхронизатора (фиг. 26) пропускает на вход амплитудного детектора 10 напряжение с выхода измеряемого фильтра 4, которое, преобразуясь в цифровую форму в АЦП 11, поступает на первый вход блока 12 вычитания. В момент, соответствующий достижению частотой генератора значения, равного верхней частоте полосы пропускания fs, разность кодов на выходе блока 12 становится меньше некоторого малого числа Ј , записанного в ПЗУ 14, и на выходе компаратора появляется положительный сигнал, который опрокидывает триггер 15, и на счетчик 18 с выхода элемента И 16 поступает последовательность им- пульсов (фиг. 2в). При дальнейшем уменьшении частоты на выходе компаратора 13 появится сигнал логического нуля, который, однако, не опрокидывает триггер 15. В момент, соответствующий достижению частотой генератора значения, равного нижней частоте полосы пропускания fi, протекают процессы, описанные выше, но теперь сигнал высокого уровня с выхода компаратора 13 опрокинет триггер 15 и отключит тактовый генератор 17 от счетчика 18. На этом формирование первой пачки импульсов заканчивается. При дальнейшем

уменьшении частоты на выходе генератора 3 и достижения им своего нижнего значения синхронизатор 1 по выходу 3 закрывает ключ 5 и сигналом по выходу 2 (фиг. 2г)

обнуляет пиковый детектор 6. Схема готова к проведению следующего цикла измерений.

Предположим, что для осуществления операции измерения полосы пропускания

необходимо осуществить М вышеописанных циклов. В этом случае счетчик 18 зафиксирует следующее число импульсов:

15

NC4 Тм fir M(t2 - tl)friY

где Тм - мерный интервал;

fir - частота следования импульсов тактового генератора 17;

t2 - ti - длительность пачки (фиг. 2в), причем

t2 - t1

1

По,;

где df/dt - скорость изменения частоты на выходе генератора 3;

По,7 - полоса пропускания фильтра на уровне 0,7.

Таким образом.

МС4

П0.,7

35

где

„ М frr 14 dfTdt

Выбором М, frr или df/dt можно добиться того, чтобы значение коэффициента К стало равным

, п.-О, ±1 , ±2,.,.,

В этом случае число, записанное в счетчике 18. будет пропорционально полосе пропускания По, измеряемого фильтра 4. Необходимость выполнения условия К 10П

желательно для удобства регистрации результата в отсчетном устройстве 19. Формула изобретения Измеритель частотных характеристик, содержащий последовательно соединенные генератор и измеряемый фильтр, амплитудный детектор, компаратор, отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены последовательно

соединенные тактовый генератор, элемент

И и счетчик, пиковый детектор, два аналогоцифровых преобразователя, последовательно соединенные синхронизатор и

цифроаналоговый преобразователь, ключ,

последовательно соединенные первое постоянное запоминающее устройство, перемножитель и блок вычитания, триггер и второе запоминающее устройство, выход которого через компаратор и триггер подключен к второму входу элемента И, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом генератора, выход измеряемого фильтра соединен с первыми входами ключа и пикового детектора, второй выход синхронизатора соединен с вторым входом пикового детектора, третий выход синхро0

низатора соединен с вторым входом ключа. выход пикового детектора через первый аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым входом перемножителя, выход ключа через последовательно соединенные амплитудный детектор и второй эналого- цифровой преобразователь соединен с вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом компаратора, а выход счетчика соединён с отсчет- ным устройством.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля частотных характеристик полосовых фильт 2 ров. Цель изобретения - повышение быстродействия измерителя частотных характеристик. Цель достигается тем, что в измеритель частотных характеристик введены детектор, компаратор, отсчетное устройство. Устройство также содержит генератор, измеряемый фильтр, амплитудный тактовый генератор, пиковый детектор, два аналого- цифровых преобразователя, цифроаналого- вый преобразователь, синхронизатор, ключ, перемножитель, блок вычитания, два постоянных запоминающих устройства, триггер, элемент И, счетчик. 2 ил.