Измеритель амплитудно-частотных характеристик Советский патент 1982 года по МПК G01R27/28 

генератора управляющего напряжения, выход которого соединен с элементом электронной перестройки генератора качающейся частоты, а выход генератора качающейся частоты соединен со входом частотнозависимой цепи канала горизонтального отклонения Г2. Однако у этого устройства большие динамические погрешности измерения АЧХ внутри рабочих диапазонов частот. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функ- циональных возможностей. Цель достигается.тем, что в измеритель амплитудно-частотных характеристик,. содержащий канал вертикального отклонения, входом соединенный с первым входным зажимом Y, канал го ризонтального отклонения, входом сое диненный с вторым входныгл зажимом X и состоящий из Частотнозависимой цепи, блока установки рабочих диапазонов частот и усилителя постоянного тока, ЭЛТ с отклоняющей системой, входы, которой соединены с соответст вующими выходами каналов вертикального и горизонтального отклонения, введены генератор звуковой частоты, блок реверса прямого и обратного хода, блок задания времени анализа, блок автоматического формирования закона изменения частоты и блок реве сивных счетчиков, при этом входы бло ка реверса прямого и обратного хода соединены с соответствующими выходами канала горизонтального отклонения, а первый выход блока реверса прямого и обратного хода соединен с первым входом блока задания времени анализа и со входом Суммирование блока реверсивных счетчиков, а второ выход блока-реверса прямого и обратного хода соединен с вторым входом блока задания времени анализа, и с вх дом Вычитание блока реверсивных счетчиков ,счетный вход которых соединен с выходом блока автоматическо формирования закона изменения часто ты, -вход которого подключен к выходу блока задания времени анализа, а его управлягадий вход соединен с с ответствующим выходом канала горизо тального отклонения, причем кодовые выходы блока реверсивных счетчиков соединены с соответствующими кодовы ми входами генератора звуковой частoтЫf выход которого соединен с вхо дом канала горизонтального отклонения. При этом блок реверса прямого и обр атного хода выполнен в виде двух компараторов, выход каждого из которых соединен- с соответствующими входами триггера, а блок ревер сивных счетчиков выполнен в виде последовательно соединенных к двоич но-десятичных реверсивных счетчиков к дешифраторов с цифровыми индикаторами, шина входов которых соединена с шиной кодовых выходов двоично-десятичных реверсивных счетчиков, соединенных входами суммирования и входами вычлтания. Блок задания времени анализа выполнен в виде последовательно соединенных задающего генератора и i делителей частоты с коэффициентами деления п, Пг, - п соответственно, 1 трехвходовых элементов И и двухвходовых элементов И, причем первый вход первого трехвходового элемента И и первый вход двухвходового элемента И соединен с выходом задающего генератора, первые входы последующих элементов И г;оединейы с выходами соответствующих делителей частоты, а параллельно включенные вторые входы всех трехвходовых элементов И через переключатель Длительность обратного кода соединены с соответствующим выходом блока реверса прямого и обратного хода, второй вход двухвходового элемента И соединен через этот же переключатель другим выходом блока реверса прямого и обратного хода, третьи входы трехвходовых элементов И через переключатель Время анализа соединены с входом источника напряжения, в виде уровня логической 1, а выходы всех элементов И подключены к выходной клемме блока. БЛОК автоматического формирования закона изменения частоты выполнен из последовательно соединенных m делителей частоты с соответствующими коэффициентами деления, m компараторов, параллельно соединенных по входу и настроенных на заданные уровни срабатывания, m + 1 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и (т + 1) двухвходовых элементов И, причем выход каждогокомпаратора соединен со вторым входом соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с первым входом последующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход (т -ь 1)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом источника напряжения в виде логической 1, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены со вторыми входами соответствующих элементов И, первые входы которых соединены с выходами соответствующих делителей частоты, а выходы всех элементов И соединены с выходной клеммой блока., На чертеже приведена структурная схема измерителя. Измеритель содержит канал 1 вертикального отклонения (КВО), канал 2горизонтального отклонения (КГО), электроннолучевую трубку с системой отклонения (ЭЛТ) 3, частотнозависимую цель 4, блок 5 установки рабочих диапазонов fiacToT, усилитель б постоянного тока (.УПТ ) горизонтального отклонения, блок 7 реверса прямого и обратного хода, блок 8 задания вре мени анализа, блок 9 автоматического формирования закона изменения частоты, блок 10 реве рсивных счетчиков генератор 11 звуковой частоты, управ ляемый кодом, компараторы 12 и 13, триггер 14, задающий генератор 15, делители 16 - 18 частоты, переключа тель 19 Длительность обратного хода, трехвходовые элементы И 20 - 2 двухвходовый элемент И 24, переключ тель 25 Время анализа, делители 26 - 28. частоты, ,,вухвходовые элеме ты И 29 - 32, компараторы 33-35, Ьлементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36-39, двоично-десятичные реверсивные счет чики 40 - 42, дешифраторы с цифровы ми индикаторами 43 - 45 и входные 3 ажимы Y и X. Устройство работает следующим образом. С выхода генератора 11 звуковой частоты сигнал с наименьшей частотой рабочего диапазона через испытуемое устройство не показано) поступает на вход i канала 1 вертикального отклонения и отклоняет луч ЭЛТ 3 по вертикали. Одновременно сигнал с генератора 11 подается на вход X канала 2 горизонтального отклонения. В канале 2 горизонтальног отклонения частота входного сигнала в частотнозависимой цепи 4, блоке 5 установки рабочих диапазонов частот и УПТ 6, преобразуется в напряжение горизонтальной развертки, пропорцио нальное логарифму частоты входного сигнала. При различных сменных блоках 5 установки рабочих диапазонов частот обеспечивается высокая точность соответствия выходных напряжений УПТ 6 (меток частотной шкалы ЭЛТ 3 при различных рабочих диапазонах ) частотам входных сигналов. Совместная синхронная работа каналов 1 и 2 вертикального отклонения и горизонтального отклонения сме-. щает луч ЭЛТ 3 по вертикали в положение, пропарционсшьное уровню сигнала на входе У, а по горизонтали пропорционально логарифму частоты входного сигнала, УПТ 6 имеет симметричный выход и на выходе противофазные напряжения, т. е. на самой низкой частоте любого рабочего диапазона частот, на верхнем выходе УП 6 имеется напряжение {-«-ин), а йа ни нем - напряжение (- U), на самой высокой частоте Fg любого рабочего диапазона частот полярности на выхо дах УПТ 6 напряжения изменяются на противоположные, а модули напряжени сохраняются. Это обстоятельство используется для управления блоком ре верса прямого и обратного хода 7. С этой целью сигналы постоянного тока с выхода 1 УПТ 6 подаются на вход ; компаратора 12, с входа 2 УПТ 6 поаются на вход компаратора 13. Компараторы 12 и 13 настроены на уровни срабатывания U, и Ugсоответственно. При наличии на входе X сигнала с частотой f - FH компаратор 12 срабатывает под воздействием U / UH и с его выхода сигнал логической 1 поступает на вход 1 триггера 14, на выходе 1 которого появляется 1. Сигнал 1 на выходе сохраняется до момента поступления 1 на вход 2 триггера 14. Это происходит, когда изменяющаяся на входе X частота достигает значения f - Fg. При этом 1 появляется на выходе 2 триггера 14. Логическая 1 с выхода 1 триггера 14 поступает на сум- мирующий вход блока 10 реверсивных ,счетчиков, переключая их в режим суммирования входных импульсов, и через переключатель 19 поступает на вторые входы трехвходовых элементов И 20 - 23. С выхода 2 триггера 14 логическая 1 поступает на вычитающий вход блока реверсивных счетчиков 10, переключая их в режим вычитания входных импульсов, а также через переключатель 19 поступает на второй вход двухвходового элемента И 24. Задающий генератор 15 формирует управляющие импульсы с частотой fg, которая делится i делителями 16-18 с коэффициентами деления п, п. Импульсы с выхода задающего гевераiTopa 15 поступают на первый вход трехвходового элемента И 20 и на первый вход двухвходового элемента И 24, импульсы с выходов делителей 16 - 18 поступают соответственно на первые входы трехвходовых элементов И 21 23. Импульсы, подаваемые на первые входы элементов И 20 - 24, поступают на общий вход только через тот элемент И, на все входы которого рдновременно поступают логические 1. Логическая 1 может чюдаваться одновременно, только на один из трехвходовых элементов И 20 - 23 (на третий вход) через переключатель 25 Время анализа. В рассматриваемый момент Начало работы частота входного сигнала меньше нижней частоты рабочего диапазона, поэтому на выходе 1 триггера 14 имеется 1, которая переключает блок реверсивных счетчиков 10 в режим суммирования. Когда пе.реключатель 19 находится в положении 2, т. е. когда время обратного хода много меньше времени прямого хода (tpgp « tpp) , 1 с выхода 1 триггера 14 поступает также на вторые входы всех трехвходовых элементов И. Положение переключателя 25 Время анализа определяет через какой трехвходовый элемент И управляющие импул сы пройдут на выход блока задания времени анализа 8. Например, когда переключатель 25 находится в положении 3, на выход блока 8 проходят управляющие импульсы только через элемент И 22, так как остальные трех входовые элементы И имеют на третьих входах логический О, а двухвходовы элемент И имеет логический О на вт ром входе. Частота управляющих имгтул сов в этом положении переключателя 2 определяется соотношением f - ,°f 1 I n;.n,j Управляющие импульсы с выхода бло ка 8 через блок автоматического форм1-1рования закона измерения частоты 9 поступают на счетный вход блока реверсивных счетчиков 10, в котором пр помощи к двоично-десятичных рев.ерсив ных счетчиков 40 - 43 числа импульсо преобразуются в параллельный двоично десятичный код, поступающий по шинам управления на генератор 11 звуковой {частоты, управляеьвлй кодом. Частота генератора 11 увеличивает.ся до тех пор, пока не достигнет значения f -F В момент равенства частот срабатывает компаратор 13 на выходе 2 триггера 14 появляется 1, ана выходе 2 триггера 14 - О. Следовательно, на всех вторых входах трехвходовых элементов И появляются О и управляющие импульсы ими не пропускают-, ся. В то же время на втором входе двухвходового элемента И появляется 1, и эта схема пропускает управляющие импульсы на выходе блока 8. С выхода 2 триггера 14 1 переключает блок 10 реверсивных счетчиков в режим вычитания, в связи- с чем частота генератора 11 уменьшается, т.е. осуществляется обратный ход. Частота генератора 11 уменьшается, пока не достигнет нижней частоты рабочего диапазона частот. В момент равенства частоты срабатывает компаратор 12 и происходят все описанные процессы (прямой Ход). Описанный цик работы периодически повторяется. При оговоренных положениях переключателей 19 к 25 длительность обратногр хода меньше прямого хода в раза. Время анализа дискретно задает ся положением переключателя 25, а плавное изменение может осуществлят ся изменением частоты задающего гене ратора 15.. В.практике измерения АЧХ электро акустических преобразователей с большими неравномерностями частот требуется определить время анализа, при котором динамические погрешности измерения не превышают допустимы Для этого сравнивают две АЧХ на экр не ЭЛТ, полученные при прямом и обратном ходе, при условии, что uSp пр- Совпадение двух изображений АЧХ-указывает на оптимальное время анализа. Такое расширение функциональных возможностей ( ) достигается введением переключателя 19 Длительность . При положении tpgp г tpp переключателя 19 время обратного хода равно времени прямого хода в связи с тем, что в этом случае при обратном ходе управляющие импульсы проходят через тот же треквходовый элемент И, что и при прямом, а не через двухвходовый элемент И. Снижение динамических погрешностей измерения, возникающих при автоматическом изменении частоты, и равномерность движения по экрану достигается работой блока 9 автоматического формирования закона изменения частоты совместно с каналом 2 горизонтального отклонения и блоком 8 задания время . Рассмотрим вновь начало работы устройства. Управляющие импульсы с блока 8 поступают на вход блока 9. и осуществляют понижение частоты делителями 26 - 28 частоты с заданным коэффициентом деления. Управляющие (импульсы со входа блока 9 поступают на первый вход двухвходового элемента И 29, ас вьЬсодов делителей 26 29 поступают на первые входа двухвходовых элементов И 30 - 32 соответственно. На вторых входах двухвходовых элементов К 29 - 31. имеются логические О, поэтому импульсы с их первых входов не проходят на общий выход. На второй вход двухвходового элемента И 32 поступает логическая 1 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 39 в связи с тем, что на второй вход этого элемента постоянно подается логическая 1, а на первый вход (в начале рабочего хода) подается логический О. Скорость изменения частоты на выходе генератора 11 при этом наименьшая. На частоте входного сигнала, соответствующей напряжению 0,25 Ug на выходе УПТ б, срабатывает компаратор 35, на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 39 поступает логический 0, который формирует на выходе этой же схемы логический О, закрывающий элемент и 32. Одновременно- с компаратора . 35 логическая Г поступает на второй вход элемента 38, который формирует на выходе логическую 1, открывающую элемент 31. На выходе блока 9 проходит сигнал с частотой, большей, чем на предыдущем участке. На частоте входного сигнала, соответствующей р,5.ив срабатывает компаратор 34, закрываются элементы 38 и 32, открываются элементы 37 и.30, частота на выходе блока повышается по сравнению с предыдущим участком. На частоте входного сигнала, соответствующей 0,75 Ug на выходе УПТ 6 срабатывает компаратор 33, закрываются элементы 37 и 30, открываются элементы 36 и 29, частота на вых де блока 9 повышается по сравнению с предыдущим участком. В процессе обратного хода переключения происходят в обратном порядке. Таким образом, обеспечивается необходимый закон изменения частоты генератора 11 от времени и, как следствие, сни жение динамической погрешности изме рения АЧХ по частоте и уровню. Рабо та блока 9 не зависит от времени анализа, устанавливаемого переключа телем 19. При остановке задающего генератора 15 значение частоты генератора звуковых частот 11 в точке остановки высвечивается на цифровых индика торах . Формула изобретения 1. Измеритель амплитудно-частотн характеристик, содержащий канал вер кального отклонения, входом соедине ный с первым входным зажимом Y, канал горизонтального отклонения, вхо дом соединенный с вторым входным зажимом X, электроннолучевую трубку с отклоняющей системой, входы котор |соединены с соответствующими выхода ми каналов вертикального и горизонтального отклонения, отличаю щийся тем, что, с целью повышения Точности и расширения функцио нальных возможностей, в него введены генератор звуковой частоты, блок реверса прямого и обратного хода, блок задания времени анализа, блок автоматического формирования закона изменения частоты и блок реверсивны счетчиков, при этом входы блока реверса прямого и обратного хода соединены с соответствующими выходами канала горизонтального отклонения, а первый выход блока реверса прямого и обратного хода соединен с первым входом блока задания времени анализа и с входом суммирования блока реверсивных счетчиков, а второй выход блока реверса прямого и обратного хода соединен с вторым входом блока задания времени анализа и с входом вычитания блока реверсивных счетчиков, счетный вход которых ,соединен с выходом блока автоматического формирования закона изменения частоты, вход которого подключен к выходу блока задания вр мени анализа, а его управляющий вхо соединен с соотв.е±ствующим выходом канала горизонтального отклонения, причем кодовые выходы блока реверсивных счетчиков соединены с соответствующими кодовыми входами генератора звуковой частоты, выход которого соединен с входом канала горизонтального отклонения. 2.Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что блок реверса прямого и обратного хода выполнен в виде двух компараторов, выход каждого из которых соединен с соответствующими входами триггера, а блок реверсивных счетчиков выполнен в виде последовательно соединенных к двоично-десятичных реверсивных счетчиков и к дешифраторов с цифровыми индикаторами, шина .входов которых соединена с шиной кодовых выходов двоично-десятичных реверсивных счетчиков, соединенных входами суммирования и входами вычитания. 3.Измеритель по пп. 1 и 2,.о тличающийся тем, что блок задания времени анализа выполнен в виде последовательно соединенных задающего генератора и i делителей часготы с коэффициентами деления п , п - л. соответственно, i + 1 трехвходовых элементов И и двухвходового элемента И, причем первый вход первого трехвходового элемента И и первый вход двухвходового элемента И соединены с выходом задающего генератора, первые входы последующих элементов И соединены с выходами соответствующих делителей частоты, а параллельно .включенные вторые входы трехвходовых элементов И через переключатель длительности обратного кода соединены с соответствующим выходом блока реверса прямого и обрат;Ного хода, второй вход двухвходового элемента И соединен через этот же переключатель с другим выходом блока реверса прямого и обратного хода, а третьи входы трехвходовых элементов И через переключатель времени анализа соединены с входом источника напряжения в виде уровня логической 1, а выходы всех элементов И подключены к выходной клемме блока. 4.Измеритель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что блок автоматического формирования закона изменения частоты выполнен в виде последовательно соединенных m делителей частоты с соответствующими коэффициентами деления частоты, m компараторов, параллельно соединенных по входу и настроенных на соответствующие уровни срабатывания, т +1 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и m + 1 двухвходовых элементов И, причем выход каждого компаратора соединен со вторым входом соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮ ЦЕЕ ИЛИ и р первым входом последующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход Im 4- i; -го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛ соединен с входом источника напряжения в виде уровня логической 1, а выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены со вторыми входами соответствующих элементов И, первые входы котоЕ ах соединены с выходами соатветствукнцих делителей частоты, а выходы всех элементов И сое1284 выходной клеммой блодинены с ка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Прибор Х1-36. Измеритель амплитудно-частотных характеристик. Техническое описание. Каунас, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 562780, кл. G 01 R 29/00, 1975 (прототип) .