Устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников Советский патент 1981 года по МПК H04B3/46 

1

Изобретение относится к измерениям и контролю в технике связи и может использоваться при проверке на соответствие нормам амплитудно-частотных характеристик каналов и устройств связи.

По основному авт. св. N 649143 известно устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников, содержащее на передающей стороне генератор качающейся частоты и генератор опорной частоты, под1 люченные к сигнальнъм входам первого переключателя, управляющий вход которого соештеп с выходом первого блока управле1шя, прит{ем выход первого переключателя подкпючсн ко входу четырехполюсника, на приемной стороне выход четырехполюсш ка соещщен с сигнальным входом входного усшштеля, выход которого одновременно подключен к сигнальному входу второго переключателя и входу фильтра опорной частоты, выход которого од11овреме шо соединен со входом второго блока управления и сигНШ1ЫШ1М входом схемы автоматической регулировки усиления, выход которой соедт1ен

с управляющим ( входом входного усичителя, управляющий вход схемы автоматической регулировки убиения подключен к первому выходу второго блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом второго переключателя, первый выход которого соедннен с первыми входалш первого и второго компараторов, кроме того, первый выход второго переключателе/соединен со входом блока преобразования напряжения испытательного сигнала, первый выход которого подклю ен к схеме совпадения, а второй выход подключен ко входу измерителя длительности периода, выход которого соединен с последовательно включешп.1ми первым дешифратором, блоком памяти, преобразователем кода и управляемым делителем, выход измер1гтеля длительности периода соединен также с последовательно вкяюче1шыми вторыми де1Ш фратором и блоком памяти, преобразователем кода и управляемым делителем, а выходы первого и второго управляемых делтслей подключены ко вторым вхр- дам обоих ifOfcfiiapaTOpoB выходы которых

соединены со входами сумматора, выход которого соединен со входом схемы совпадення, причем измеритель дпителъности периода состоит из элемента И, один вход которого соединен с выходом блока преобразования напряжения испытательного сигнала, а второй вход соединен с выходом генератора квантующей последовательности импульсов, выход элемента И соединен со входом сЧетчика, выход которого подключен ко входам первого и второго дешифраторов 11.

Однако известное устройство имеет низкую точность.

Цель изобретения - повышение точности. Для этого в известное устройство введены на передающей стороне генератор опорной частоты, п генераторов фиксировазшых частот, дополнительный сумматор, первый переключатет и первый блок управления, на приемной стороне - дополнительный дешифратор, третий блок управления, п ключей, п полосовых фильтров, 2п пиковых детекторов, 2п + I дополнительных блоков памяти, п рс1лающугх блоков, третий переключатель и дополнительный измерительный прибор, при этом на передающей стороне выход генератора опорной частоты и выход каждого из п генераторов фиксированных частот подключены ко входам дополнительного сумматора, выход которого, выход блока управления и выход генератора качающейся частоты подключены к соответствующим входам первого переключателя, выход которого подключен ко входу четырехполюсника, на приемной стороне - вход дополнительного дешифратора соединен с объединенными входами первого и второго деип{фраторов, п выходов дополнительного дешифратора через последовательно соединенные одлн из 2п+1 дополнительтхх блоков памяти и третий блок управления, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока преобразования напряжения испытательного сетнала, подключены к первым входам п ключей, вторые входы которых соединены с входом блока преобразования напряжения испытательного сигнала, вькод каждого из п ключей подключен через последовательно соединенные соответствующие пиковый детектор и дополнительный блок памяти к первому входу соответствующего решающего блока, второй вход каждого из п решающего блока соедииен с дополнительным выходом компаратора через последовательно соединенные соответствующие полосовой фильтр, пиковый детектор и дополнительный блок памяти, выход каждото ю п решающего блока подключен к соответствующему входу третьего переключателя, выход которого подключен ко входу дополнительного измерительного прибора.

На чертеже представлена структурная электртеская схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников содержит на передающей стороне 1 п генераторов фиксированных частот 2-1-2-п, дополнительный сумматор 3, первый переключатель 4, первый блок 5 управления, генератор 6 качающейся частоты, генератор 7 опорной частоты, на приемной стороне 8 второй переключатель 9, фильтр 10 опорной частоты, второй блок 11 управления, схему автоматической регулировки усиления (АРУ) 12, первый и второй компараторы 13 и 14 соответственно, п ключей 15-1 - 15-п, блок 16 преобразования напряжения испытательного сигнала, схему 17 совпадения, третий блок 18 управления, сумматор 19, первый и второй деишфраторы 20 и 21 соответственно, первый и второй блоки 22 и 23 памяти соответственно, первый и второй преобразователи кода 24 и 25, соответственно, первый и второй управляемые делители 26 и 27 соответственно, дополнительный измерительный прибор 28, п полосовых фильтров 29-1 - 29п, 2п пиковых детекторов 30- - 30-п 30-п + I - 30-2п, 2п+}, дополнительных блоков памяти - 31-п - 31-пн1 31-2п - 31-2п+1, п решающих блоков 32-1 - 32-п, третий переключатель 33, входной усилитель 34, дополнительный дешифратор 35, измеритель 36 длительности периода, состоящий из генератора 37 квантующей последовательности импульсов, счетчика 38 и элемента И 39, причем передающая и приемные стороны соединены через исследуемый четырехполюсник 40.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений на вход исследуемого четырехполюсника 40 по команде первого блока 5 управления через первый переключатель 4 на передающей стороне 1 передаются просуммированные дополнительным сумматором 3 сигнал с выхода генератора 7 опорной частоты и сетналы с выходов п генераторов фкксирова1шых частОт 2-1 - 2-п, на которых измеряется величина динамической погрешностн. С выхода исследуемого че1 ырехполюсннка 40 через входной усилитель 34 на приемной стороне 8 сумма сигналов поступает одновременно на вход второго переключателя 9 и на вход фнльтра 10 опорной частоты. Отфильтрованный фильтром 10 опорной частоты 10 сигнал опорной частоты лостугает одновременно на входы схемы АРУ 12 и второго блока П управлення, который включает схему АРУ 12, изменяющую коэффнцнент передачи входного усилителя 34 до получения номинального уровня опорного сигнала на выходе последнего.

Процесс автоматического регулирования коэффициента передачи входного усилителя 34 (калибровка) избавляет от необходимости ручной установки номинального значения остточного затухания исследуемого четырехполюсника 40 яа опорной частоте перед началом измерений.

Длительность калибровки задается времязадающими цепями первого блока управления.

Кроме того, со второго выхода второго переключателя 9 суммарный сигнал поступает на входы п полосовых фильтров 29-1 - 29-п. Амплитудные значения частотных состаляющих суммарного сигнала, выделенных полосовыми фильтрами и продетектированных п первыми пиковыми детекторами 30-1 - 30-п запоминаются п первыми дополнительными блоками памяти 31-1 - 31-п.

Поскольку длительность калибровки значительно превышает длительность переходных процессов в исследуемом четырехполюснике 40 и полосовых фильтрах, амплитуд1П)1е значения частотных составляющ1гх суммарного сигнала, хранящиеся п первыми дополнительными блоками памяти пропорциональны истинным значениям амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехполюсншса 40.

После калибровки на передающей стороне 1 по команде первого блока 5 управления переключается первый переключатель 4 и на вход исследуемого четырехполюсника 40 от генератора 6 качающейся частоты подается испытательный сигнал с постоянным уровнем. На приемной стороне 8 по команде второго блока 11 управления выключается схема АРУ (при этом величина коэффициента передачи входного усилителя 34, установленная во время калибровки, поддерживается неизменной в течение всего периода измеренкй) и осуществляется переключение второго переключателя 9.

Теперь испытательный сигнал с выхода исследуемого четырехполюсника 40 через откалиброванный входной усилитель 34, через второй переключатель 9 поступает на первые входы компараторов 13 и 14. Кроме того, с выхода второго переключателя 9 испытательный сигнал подается на вход блока 16, преобразующего синусоидальное напряжение испытательного сигнала в прямоугольные импульсы с длительностью, равной длительности половшш периода испытательного сигнала. Измерение длительности периода испытательного сигнала осуществляется по методу последовательного счета.

Поскольку значение частоты испытательного сигнала, а значит, и значений напряжений, соответствующих допусковым граню ам на данной частоте, могут быть получены в конце определенной части периода исШ)1тательного сигнала (например, в конце половины периода), весь измерительный шпсл состоит из двух тактов и задается управляющими им- . пульсами, которые вырабатываются блоком 16. К концу первого такта (первый полупериод испытательного сигнала) первый и вгорой блоки 22 и 23 памяти подключенные к соответствующим выходам первого и второго дешифраторов 20 и 21, запоминают в пределах какой допусковой границы находится текущая частота испытательного сигнала. Дещифраторы 20 и 21 предназначены для распознавания кодовых комбинаций счетчика, соответствующих частотам переключения доп сковых границ. Количество входных щин каждого дешифратора и, соответственно, количество триггеров каждого из блоков памяти равно числу частот переключения допусковых границ.

В соответствии с текущей частотой испытательного сигнала (в соответствии с состоянием первого и второго блоков 22 и 23 памяти) на выходах управляемых делителей 26 и 27 с помощью первого и второго преобразователей 24 и 25 кода устанавливаются напряжения, соответствующие верхней и нижней допусковым границам на данной частоте, удерживающиеся благодаря первым и вторым блокам памяти в течение всего второго такта.

Первый и второй преобразователи 24 и 25 кода осуществляют преобразование кодов на выходах первого и второго блоков 22 и 23 памяти, хранящих информацию о том, в пределах какой из допусковых границ находитсй частота испытательного сигнала, в код, необходимый для установления соответствующих напряжений на выходах управляемых делителей 26 и 27.

На время первого такта управляющим им-; пульсом с выхода блока 16 закрывается выход устройства с помощью схемы 17 совпадения.

С выходов управляемых делителей 26 и 27 напряжения, соответствующие верхней и тжней допусковым границам, подаются на вторые входы компараторов 13 и 14.

Б течение второго такта (второй полупериод испытатель}1ого сигнала) производится сравнение амплитудных значений испытательного сигнала с напряжениями, соответствующими допусковым границам и считывания сигнала выхода измеряемого значения характеристики за границы шаблона.

При превыщении амплитудой сигнала верхней допусковой границы имеет место скачкот образное изменение на выходе компаратора 13. А в случае, если сигнал меньше нижней 7 допусковой границы, наблюдается скачкообразное изменение на выходе компаратора 14. В любом из этих случаев появляется сигнал на выходе сумматора 19, который свидетельствует о несоответствии амплитудно- частотной характеристики исследуемого четырехполюсника 40 заданным догтусковыми значениями нор мам. Считывание сигнала ошибки осуществляется во время второго такта с помощью схемы 17 совпадений. В процессе измерений частота испытательного сигнала последовательно проходит все значения внутри эффективно передаваемой полосы частот исследуемого четырехполюсника 40. Каждый раз, когда измеренная во время пер вого такта частота испытательного сетнала станет равной по величине одной из п частот па которых измеряется величина динамической погрешности, на соответствующем выходе дополнительного дешифратора 35 ( во выходных шин дополнительного дешифратора 35 равно числу частот п), подключенHoio к выходам счетчика 38 измерителя 36, появляется сигнал, который запоминается соответствующим триггером 2п + 1 дополнительного блока 31-2п+ памяти. В этом случае на время второго такта управляющим импульсом с выхода блока 16 с помощью третьего блока 18 управления открывается соответствующий ключ 15-1 - и амплитудное зпаче1П1е испъггательного сигнала на текущей частоте (одна из п частот, на котерых измеряется величина динамической погрещности) продетектированное соотяетствующим п вторым пиковым детектором ЗО-п+1 30-2п запом1шается соответствующим дополнителыгым блоком 31--пН-1 - 31-2п памяти. Амплитудные значепия исгшгтательного сигкала, хранящиеся после окончания измерений (ЭТИМИ блоками памяти, пропорщгональны значениям динамической амапитудио-частотной характеристики исследуемого четырехполюсника 40 на огопорешгых ранее п частотах. Подключая поочередно дополнительный измерительный прибор 28 с помощью третьего переключателя 33 к выходам п решаюп(их блоков 32- - 32-п, реализующих арифметическую операцию, определяется величина динамической погреипгости на любой из п заранее оговоренных частот. Таким образом, положэтельный эффект о внедрения предложенного устройства заключается в возможности выявле1шя динамической погрещности и потгучения ее колтественного значения иепосредствешю во время измерений без дополнительных затрат рабочего времени, а также в повьтше1гии точности измерений вследствие получения возожности внесения в результат измерении бъективно по;тученных коли1ествешП)1х знаений поправок, учитывающих величину дтгаической погрещности. Формула изобретения Устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников по авт. св. № 649143, отличающееся тем, что, с целью повышения точности введены на передающей стороне генератор опорной частоты, п генераторов фиксированных частот, дополнительный сумматор, первый переключатель и первый блок управления, на приемной стороне - дополнительный дсишфратор, третий блок управления, г ключей, п полосовых фильтров, 2п пиковых детекторов, 2п + 1 дополнетельных блоков памяти, п решаюншх блоков, третий переключатель и донолнительньп измерительный прибор, при этом на передающей стороне выход генератора опорной частоты и выход каждого из п генераторов фиксированиьх частот подключены ко входам дополнительного сумматора, выход которого, выхои блока управления и выход генератора качающейся частоты подключены к соответствующим входам первого переключателя, выход которого подключег ко входу четырехполюсника, на приемргой стороне - вход дополнительного дешифратора соедшгеи с объсдпненными входами первого и второго де1и1 фраторов, п пгдходов дополилтельного дещифратора через последовательно соединенные один из 20+i дополнительных блоков памяти и третий блок управления, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока преобразования напряжения испытательного сигнала, подключены к первым входам п ключей, вторые входы которых соединены с входом блока преобразования напряжения испытательного сигнала, выход каждого из п ключей подключен через .последовательно соединет ые соответствуюише пиковый детектор и дополнительный блок памяти к первому ВХОД} соответствующего решающего блока, второй вход каждого из п решающего блока соединен с дополнительным выходом компаратора через последовательно соединеинъ е соответствующие полосовой фильтр, ПИКОВЫЙ детектор и дополнительный блок памяти, выход каждого из п реитающего блока подключен к соответствующему входу третьего переключателя, выход которого подключен к входу дополнтгтельного измерительного прибора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское сввдетельсгво СССР № 649143, joi. П 04 В 3/46, 1977 (протопт).

И

TF

,

Nl

U

к-

С J4