Устройство для формирования испытательных сигналов Советский патент 1982 года по МПК H04B3/46 H04J3/14 

Изобретение относится к электросв51зи и может быть использовано в многоканаль ных системах связи и передачи данных, в мцогоканальных системах измерения и регистрации переходных и нестационарных процессов при их контроле и испытаниях. Известно устройство для формирования испытательных сигналов многоканальных систем измерений и связи, содержащее генератор синусоидальных сигналов, блок формирования опорного напряжения, выход которого подключен к входу компаратора через регулятор порогового уровня, и блок согласования сигнала 1 . Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точнорти формирования .сигналов для контроля характеристик систем связи, измерений и регистрации на переходных режимах работы. , Цель изобретения - повышение точнос ти формирования сигналов для контроля и испытаний систем путем учета реальных переходных процессов в контролируе- мых системах. Для достижения цели в устройство для формирования испытательных сигналов многоканальных систем измерений и связи, содержащее генератор синусоидальных сигналов, блок формирования опорного напряжения, выход которого подключен к вхо.ау компаратора .через регулятор порогового уровня, и блок согласования сигналов, введены мультивибратор, интегратор, блок формирования импульсов, формирователь переходных процессов, генератор шумовьк сигналов, блок суммирования напряжений и выходной блок преобразования и регистрации, при этом один из выходов мультивибратора соединен с другим входом компаратора через интегратор, выход компаратора соединен блок формирования импульсов с входом формирователя переходных процессов, выход которого соединен с первым входом блока суммирования напряжений, к второму и третьему входам которого по.щслючеиы выходы соответстг,е11но генератора синусовдапьных сигналов и генератора шумовых сигналов, выход блока суммирования напряжений соединен с входом блока преобразования и регистрации через блок согласования сигналов, а второй вход блока преобразования и регистрации соединен с другим выходом мультивибратора. Формирователь переходных процессов состоит из переключаемого набора фильтров с различной передаточной характерис тикой. При этом генератор шумовых сигналов состоит из последовательно соединен Hbix стабилитрона, предварительного усилителя, фильтра верхних частот и выходного согласующего операционного усилителя. Кроме того, блок суммирования напря жений вьтолнен в виде опера1шонного уси лителя, прямой вход которого соединен через регулируемый резистор С первьп входом блока суммирования напряжений, а инверсный вход через регулятор уровня соединен с вторым и третьим входами блока суммирования напряжений. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства , на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема; на фиг. 3 - временные диа: раммы, поясняиошие принцип работы устройства., Устройство содержит генератор 1 синусовдальньк сигналов, блок 2 формирования опорного напряжения, компаратор 3, регулятор 4 порогового уровня, блок 5 согласования сигналов, мультивибратор 6, интегратор 7, блок 8 формирован импульсов, формирователь 9 переходных процессов, генератор 10 шумовых сигналов, блок 11 суммирования напрян ений, выходной блок 12 преобразования и регистрации. Формирователь 9 переходных процессо состоит из переключателя 13, набора 14 фильтров, в частности R С-фииьтра с переходной характеристикой ввда ji() (реакцией фильтра на выхоД1Ное воздействие 1 (-t ) и RliC-фильтра с переходной характеристикой вида -Vi -1 - г е (u;t -) VJ7fe4 /5 Набор 14 может схэдержать также фильт ры с другими переходными характеристи ками. Генератор 10 шумовых сигналов с 9 94 держит стабилитрон 15, работаюший на границе пробоя, предварительный усилитель 16 на основе высокочастотного транзистора, фильтр 17 высоких частот, выходной согласуюший операционный усилитель 18 и регулятор 19 уровня шумовой стационарнбй составляющей сигнала. Блок 11 суммирования напряжений выполнен на основе операционного усилителя 20 с регулируемым регистром. 21, мультивибратор 6 включает коммутирующий переключатель 22. На фиг. 3 временные диаграммы иллюстрируют эпюры напряжений в различных точках электрической схемы устройства: о -- импульс и на выходе мультивибратора 6; ( момент прев1-гшения выходного сигнала U интегратора 7 опорного сигнала U. S - сигнал на выходе компаратора 3; 7,- сигнала и п на вь1ходе блока 8 формирования импульсов; д , в - соответственно сиг.налы и о иа выходе формирователя 9 переходных процессов при подключении набора RC-фильтров (( ) и Rli С-фйльт- ров ( Р ); Ж - сигнал и на выходе генератора 1 синусоидальных сигналов; ( на выходе генератора - сигнал 10 шумовых сигналов; ц.- сигнал (J на блока 11 суммирования напряже- выходе Устройство работает следующим образом. Мультивибратор 6 вырабатывает синхроимпульс (в ждущем режиме работы) или периодически следующие друг за другом синхроимпульсы (в автоколебательном режиме) в зависимости от положения переключателя 22. Импульсы мультивибратора являю я запускающими для блока преобразования и регистрации, а также контролируемой (испытуемой) системы. В частности, импульсы могут служить для запус1са развертки осциллографа или старта аналого-цифрового преобразователя и электронного регистратора переходных процессов. С другой стороны, импульс и 4 мультивибратора через интегратор 7 подается на один из входов компаратора для сравнения с опорными напряжением U поступающим на другой вход компаратора через регулятор по рогового уровня из блока 2 формирования опорного напряжения. Момент превышения уровня сигнала (j, над уровнем сигнала определяет время -f: задержки импульса Об , которое зависит от

параметров RC-цепи интегратора 7 и величины опорного уровня UA.

Изменением опорного уровня с помощью регулятора 4 в широких пределах (на 1-2 порядка) регулировать время задержки -t. В большинстве случаев задержка сигнала необходима для обеспечения возможности контроля числа циклов и начальной точки каждого возбуждаемого переходного процесса,

В момент равенства напряжений 07 Уд компаратор вырабатьтает импульс и 7,1 отстающий на время синхроимпульса мультивибратора. Выходной импуль компаратора (J-j формируется по уровню (фиг. 2) и в общем случае (фиг. 1) по крутизне фронта в блоке 8. Сформированный импульс Ug подается на вход формирователя 9 переходных процессов, состоящего, например, из набора фильтров с различными переходными (передаточными) характеристиками. Переключатель 13 фильтров позволяет возбуждать импульсом блока 8 выбранный априори фильтр ( RC , RbC и др) и, следовательно, выбранный переходнь1й процесс (фиг. 3 ( , е ). С формирователя 9 переходных процессов сигнал UQ поступает на один из входов блока 11 суммирования напряжений, например на прямой вход операционного усилителя (на базе которого может быть вьшолнен блок суммирования напря кений). На второй вход блока 11 суммирования напряжений (на инверсный вход операционного усилителя) подаются выходные сигналы и и генераторов синусои,цальных и шумовых сигналов, уровни которых регулируются от нуля до некоторых максимальных значений с помощью регулятора 19. Сигнал О.,с выхода сум-матора через блок 5 согласования сигналов (например, эмиттерный повторитель поступает на вькодной блок 12 преобразования и регистрации и (или) на вход контролируемой системы.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет формировать испытательные сигналы различной формы, в том числе имитирующие переходные процессы систем, шумовые и синусоидальные сигналы, а также их комбинации с различными относительными уровнями. Это позволяет значительно расширить возможности испытательной аппаратуры для многоканальных систем измерений и связи, повысить точность контроля дшгамических свойств систем на переходных: режимах работы.

Формула изобретения

1. Устройство для формирования испытательных сигналов многоканальных систем измерений и связи, содеряшщее генератор синусоидальных сиг:1алов, блок формирования опорного напряжения, выход которого подключен к входу компаратора через регулятор порогового уровня, и блок согласования сигналов, о т л и - чающееся тем, что, с целью повыщения точности формирования путем учета реальш 1Х переходных процессов в контролируемых системах, в него введены мультивибратор, интегратор, блок формирования импульсов, формирователь переходных процессов, генератор шумовых сигналов, блок суммирования напряжений и выходной блок преобразования ирегисг- рации, при этом один из выходов мультивибратора соединен с другим входом компаратора через интегратор, выход компаратора соединен через блок формирования импульсов с входом формирователя переходных процессов, выход которого соединен с первым входом блока суммирования напряжений, к второму и третьему входам которого подключены выходы соответственно генератора сииусо1щальных сигналов и генератора шумовых сигналов, выход блока суммирования напряжений соединен с входом блока преобразования и , регистрации через блок согласования cva налов, а второй вход блока преобразования и регистрации соединен с другим выходом мультивибратора.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь переходных процессов состоит из переключаемого набора фильтров с различной передаточной характеристикой.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, генератор шумовых сигналов состоит из последовательно сое- динехшых стабилитрона, предварительного усилителя, фильтра верхних частот и выходного согласующего операционного усилителя.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок суммирования напряжений выполнен в виде операционного усилителя, прямой вход которого соединен через регулируемый резистор с первым входом блока суммирования напряжений, а инверсньй вход через регулятор уровня соединен с вторым и третьим входами блока суммирования напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2958871/18-О9, кл. Н 04 В 3/46j 1980 (прототип).

физ.1

(1

п

ъ

Иъ

t3

и

ff

r ф

(/

40

п

.J

jjyilMHHUrt

4

ВНИИПИ Заказ 9243/76 Тираж 688 Подписное Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4