Измеритель имульсной мощности Советский патент 1978 года по МПК G01R21/00 

I

Изобретение отноеится к области радно- техники и может быть исдаользовано в системах контроля передающих устройств,

й естны иэмеритепйим1огльсной мощности, содержащие детектирующее устройство и йэмаритель с 1тащ атичной характеристикой. Щэи пользования этими измерителями тр уется большое время измерений, вызванное айапсйговым прнкнипом построения схемы измерителя напряжения,

Применение известных принципов измерения напряжения и устройств возведения в квадрат с поспеда юшей аиф ровой индикацией ре льтатов измерения . также дает большое время измерения налряжения За счет времени преобразования в код и времени последующего воэведения кода в квадрат. Кроме того, это приводит к значительному увеличению и усложнению

устройства.

При этом снижается достоверность работы измерителя, так как устройство возведения в квадрат работает, как правило, в несколько циклов. Во время действия одного цикла возведения в квадрат существует

опредепеиная Вероятноеть сбоя информадии в нэмеритеие/коте ая будет всгарастать с увеличением копиче jTBa циклов.

Известен также измеритель имщгльсной мощности, содержащий генератор, йодкиюченнь1й к входам преобразователя, и блока воэведения в кващ)ат, а через блоки веШгипей, . управляющие входы котсфых соединены с ходом управляющего триггера, - к их счетным входам, детектор, вход котор ЯО яйдяется входом измерителя импульсной мошвости, а выход соединен с входом сравнения пре разоватеяя, выход сброса которого соединен с входом управляющего триггера, и индикатор, подключенный к выходу блока возй еденйя в квадрат .

Цель изобретения - сокращение времени измерения и упрощение устройства.

Достигается это тем, что в измерителе импудьсной мопшости, содержащем генератор, подключеншлй к входам преобразователя и блока возведения в квадрат, а через блоки вентилей, управляющие входы которых соединены с выходом управляюпюго триггвра, - к их счетным входам, детектор, вход которого являеч-ся входом язмеритепя им пупьсной мощности, а выход соединен с входом сравнения преобразователя, выход сброса которого соединен с входом уиравляющего триггера и, индикатор, подключенный к выходу блока возведения в квадрат, вход переписи блока возведения в квадрат через блок задержки соединен со счетным входом преобразователя, выход которого и выход устройства сравнения подключены к управляющим входам детектора, На фиг, 1 приведена структурная схема измерители импульсной мощности; на фиг. 2 приведены Д1гаграммы, поясняющие рабо ту намериэ ля, Предлагаемый измеритель содержит гене ратор Ij управляющий триггер 2, преобразо ватель 3, состоящий из формирователя 4 сброса, счетчика 5, преобразователя 6 код напряжение (ПКН) устройства 7 сравнения; бдок вентилей 8, детектор 9, блок вентиле 10, блок 11 возведения в квадрат, состоящий на счетчика. 12, схемы переписи 13, сумматора 14, блок задержки 15 и индика тор 16. На фиг, 2 nptasTbi снедующие обозначения: а - имлуяьс установка измерителя с выхода генератора 1, б - имлульс ЗйПуска управляющего триггер 2, в-иоследователь- ности импульсов на входе бпока вентиля Ю г - поспедовательность импульсов на входе блока вентиля 8, д - выходной сигнал управляющего триггера 8, е - выходной сигнап блока вентиля 10, ж - выходной сигнал блока вентиля 8, в - выходной сигнал блока задержки 15, и - выходной сигнап выходной импульс устройства сравнения 7, п - выходной импульс формирователя сброса 4, t- - время задержки в блоке ISji:,- время задержки в формирователе 4, и - напряжение на выходе детектора, пропорциональное; измеряемой мощности р. в исходном СОСТОЯНИЙ блоки вентилей S -и 10 закрыты, счетчики 5, 12 и сумма тор 14 находятся, в нулевом состоянии, которое устадавливается импульсом установ ки измерителя с выхода генератора 1 (см, фиг. ). На выходе детектора 9 постоянно напр яжение зависит от входной ВЧ импульс ной мршностн и определяется из выражения U Kirp , где К - коэффициент, учитывающий волновое сопротивление и пО тери тракта. Это напряжение прикладывается к одном из входов схемы сравнения 7, Так как счетчик 5 не работает, на выходе ПКН 6 напряжение равно нулю и устройство сравнейия 7 не срабатывает. После прихода импульса запуска с выхода генератора 1 (см. фиг. 2,б) управляющего триггера 2 срабатывает и открывает блоки вентилей 8 и 10. Импульсы генератора 1 (см. фиг. и г) начинают постуч пать на входы счетчиков 12 и 5. Частота импульсов на входе счетчика 12 в два раза Ьыше частоты импульсов на входе счетчика 5. Изменение состояний счетчика 5 вызывает ступенчатое изменение напряжения на выходе ЖН 6 (см. фиг. 2, и). 1апряжение на выходе ПКН 6 растет до момента сравнения его с напряжением, равным корню квадратному из мощности, которое поступает с выхода детектора 9. После сравнения этих напряжений схема 7 выдает имлульс, который через формирователь сброса 4 возвращает триггер 2 в исходное состояние. Параллельно с работой преобразователя 3 работает блок возведения в квадрат 11, на выходе которого формируется, код, соответствующий квадрату числа, записанного в счетчике 5 после момента срабатывания устройства сравчения 7, Возведени. в квадрат осуществляется с использованием зависимости. г -- ( X 2 (2 + ), гО / где X - число, записанное в счетчике 5 после преобразования; У поспедбвательность чисел i. 1 2 (). Это выражение представляет собой ряд нечетных чисел, отличающихся друг от дру га на число 2. Для получения суммы нечетных чисел в счетчике 12 импульсы поступают в два раза чаще, чем в счетчик 5. После прихода первого импульса на вход счетчика 5 на вход счетчика 12 успевает пройти только один импульс. Это связано с тем, что в момент открывания блоков вентилей 8 и 10 на их выходах первые имтдгпьсы появляются одновременно (см. фиг. 2,е В счетчике 12 появляется единица, которая переписывается через схему переписи 13 в сумматор 14 импульсом с выхода блока задержки 15, На вход блока задержки 15: поступают импульсы с выхода блока вентиля 8. Величина временной задержки в блоке 15 должна превыщать время установления числа в счетчике 12 после прихода на вход ему импульса и не превыщать периода повторения этих импульсов. После прихода второго импульса на вход счетчика 5 в счетчиках 12 дополнительно приходит два импульса и в нем прО55 5ляется число . , которое также переписывается в сумматор 14, После прихода третьего импульса в счетчик 5 в счетчике 12 появляется число 5 и т, д. После каждого увеличения , числа в счетчике 5 на единицув счетчике 12 число увеличивается на дв С каждым импульсом на входе счетчика 5 в счетчике 12 появля отся только нечетные числа, которые затем суммируются в сумматоре 14. Число импульсов, прошедших на вход счетчика 5 до момента срабатывания устройства 7, равно () КУР K /VP--VP ллии MAKt мин где Д и - приращение напряжения на выход ПКН 6 при поступлении очередного нмлульса на вход счетчика 5, П - количество разрядов счетчика 5, P/VAAKc ААии максимальное и минимал ное значение измеряемой мощности. Чиспо импульсов, прошедших на вход счетчика 12, при этом равно NH-V 2I21-, где S 2i - выражает сумму двоек. В сумматоре 14 к моменту срабатьшаНИН устройства сравнения 7 будет записано число, равное () +F(X-i)-c2Vli(2,,- - Это число индицируется индикaтopo.f 16 Таким образом, входная мощность ВЧ импульса преобразуется детектором 9 в постоянное напряжение, затем н апрялсение преобразуется в число импульсов и параллельно с преобразованием число имлуль сов за один цикл возводится в квадрат, К моменту окончания преобразования заканчивается и возведение в квадрат. Время измерения определяется только временем преобразования напряжения в число нмпуль сов. Простота устройства достигается совмещением функций преобразования и блока возведения в квадрат (отсутствует регистр основания и распределитель как в известны устройствах возведения в квадрат, роль которых выполняет преобразователь З). Преобразователь 3 обеспечивает требуемое ко пичество тактов (количество импульсов на выходе блока вентиля 8), соответствующее преобразуемому напряжению и определяющее копичество слагаемых числа в сумматоре. Вход импульса переполнения счетчика 5 я выход устройства сравнения 7 подключены к детектору, где имеется логическое устройство комктутации пределов измерения. Если счетчик 5 в момент преобразовани переполняется раньше, чем срабатывает устройство сравнения 7, то nBTONfaTH4ecKVf в детекторе переключатся делитель выходного напряжения и при следующек преобразовании импульс с выхода устройства сравнения 7 будет появляться раиьшо момента переполнения счетчикп 5 и переключения предела не произойдет. Количество разрядов счетчика 5 выбирается на основании требуемой точности измерения и зависит от количества разрядов сумматора 14 и счетчика 12. Количество разрядов сумматора 14 равно М S j :i - l llгде Др м&ксимально допустимая погрещ- ность измерения мощности, тогда емкость счетчика 5 равна f Частота на входах счетчиков 5 и 12 выбираются из условия быстродействия триггерных ячеек этих счетчиков, а частота заnj- cKa psfrrepa 2 зависит от времени, требуемого на преобразование напряжения в число импульсов. Формула изобретения Измеритель импульсной мощности, содержащий генератор, подключенный к входам преобразователя и блок возведения в квадрат, . через блоки вентилей, управляющие входы которых соединены с выходом управляющего Триггера - к их счетным входам, детектор, вход которого/является входом измерителя импульсной мощности, а выход соединен ,с входом сравнения преобразователя, выход сброса которого соединен с входом управляющего триггера, и индикатор, подключенный к выходу блока возведения в квадрат, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени изме. рения и упрощения, вход переписи блока возведения в квбщрат через блок задержки соединен со.счетным вxoдo f преобразователя, выход, которого и выход устройства сравнения подключены к управляющим входам детектора.