Осциллографический измеритель параметров сверхвысокочастотных многополюсников

 

ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ СВЕРХИЛСОКОЧАСТОТНЫХ МНОГОПОЛОСНИКОВ, содержащий т-канальный коммутатор/ (т-Т) сигнальных входа которого соединены с шинами выходных сигналов исследуемого мно ,гополюсника, т-й сигнальный вход с выходом источника контрольного сигнайа, а m управляющих входов с га выхода блока управления, селективный усилитель, выходом подключенный к входу синхронного детек ора ,iи блок электронно-лучевой индикации , вход вертикального отклонения которого связан с выходом усилителя постоянного тока, а вход гориэонтг1льного отклонения - с lm+1)-M выходом блока управления и шиной управления частотой испыта , тельного сигнала, о т л и ч а ющ и и d я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, он снабжен управляемлм усилителем, аналоговь л ключом, блоком выделения максимума, элементе задержки, двумя компараторами, 2(in-1) четырехвходовыми и (т-1) двухвходовыми элементами И, (т-1) реверсивными счётчиками, т-входо- , вым элементом ИЛИ, тремя коммутатоpauK-f двумя дешифраторами, переклю1чателем , аналого-цифровым преобразователем , pet иcтpoм памяти и бяоком цифровой индикации, причем сигнальный вход управляемого усилителя соединен с выходом т-канального коммутатора, выход - с входом селективного усилителя, а управляющие входы - с выходами первого дедтфратора и первыми входами первой и второй груйп четырехвходовых эйеме тов И, вторые входы группы .четырехвходовых элементов И подключены к первому выходу блока управления , вторые входа второй группы четырехвходовых элементов И связаны с (т-1) -м выходом блока управления , третьи входы четырехвходовых элементов И соединены с (т+2)-м выходом блока управления, входом элемента задержки, управляющим входом усилителя постоянного тока и управляющим входом аналогового ключа, выход которого подключен к сиг- i нальному входу усилителя постоянного тока, а вход - к выходу синхроиного детектора и сигнальному входу блока йьеделеИия максимума, управляющий вход которого связан с выходом элемента задержки, а выход с объединеннгЛии первыми входами первого и второго компараторов, вторые W входы которых соединены с шинами Пороговых напряжений, а выходы - с четвертыми входами четырехвходовых элементов И, выходами подключенных ;К входам сложения и вычитания реверсив|{Ых счетчиков, выходы которых связаны с входами первого и второго коммутаторов, выходами соединенных с входами первого и второго дешифраторов , выходы второго дешифратора подключены к управляющим входам третьего коммутатора, т-й вход первого дешифратора связан с т-м выходом блока управления и т-м входом ra-BxodoBoro элемента ИЛИ, выход которюго соединен с входом модуляции по яркости блока электронно

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

-SV„„026 1 A

%59 6- 01 R 13/28

/ .—,-= .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;л„"," -

И ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3316304/18-21, (22) 02.07.81 (46) 30.06.83. Вюл. Р 24 (72) С.P. Зиборов и A.Í.,Òðóøêèí (71) Севастопольский приборо-строительный институт (53) 621.317.757(088.8) (56) 1. Индикатор РК2-28. Каталогпроспект "Радиоизмерительные приборы". М,, 1970.

2; Авторское свидетельство СССР

Р 605183, кл. G 01 R 27/00, 1977 (прототип) . (54) (57) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИTEJIb ПАРАМЕТРОВ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫХ

МНОГОПОЗПОСНИКОВ, содержащий в-канальный коммутатор>(m-1) сигнальных входа которого соединены с шинами выходных сигналов исследуемого мно,гополюсника, в-й сигнальный вход с выходом источника контрольного сигнала, à m управляющих входовс а выходами блока управления, селективный усилитель, выходом под-. ключенный к входу синхронного детектора,:и блок электронно-лучевой индикации, вход вертикального откло.нения которого связан с выходом усилителя постоянного тока, а вход горизонтального отклонения - с (в+1)-м выходом блока управления и шиной управления частотой испыта.тельного сигнала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, он снабжен управляемым усилителем,.аналоговым ключом, блоком. выделения максимума, элементом задержки, двумя компараторами, 2(m-1) четырехвходовыми и (а- 1) двухвходовыми элементами И, (m-1) реверсивными счетчиками, m-входо- вым элементом ИЛИ, тремя коммутато.рами; двумя дешифра орами, переклю чателем, аналого-цифровым преобразователем, регистром памяти и блоком цифровой индикации, причем сигнальный вход управляемого усилителя соединен с выходом m-канального коммутатора, выход — с входом селективного усилителя, а управляющие входы - с выходами первого дешифратора и первыми входами первой и второй групп четырехвходовых элементов И, вторые входы первой группы четырехвходовых элементов И подключены к первому выходу блока управления, вторые. входы второй группы четырехвходовых элементов И связаны с (m- 1)-и выходом блока управления, третьи входы четырехвходовых элементов И соединены с (m+2) -м g . вЫходом блока управления, входом элемента задержки, .управляющим входом усилителя постоянного тока и управляющим входом аналогового ключа, выход которого подключен к сигнальному входу усилителя постоянного тока, а вход - к выходу синхронного детектора и сигнальному входу блока выделения максимума, управляющий вход которого связан с выходом элемента задержки, а выходс обьединенными первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с шинами пороговых напряжений, а выходы — с четвертыми входами четырехвходовых элементов И, выходами подключенных

;к входам сложения и вычитания реверсивных счетчиков, выходы которых связаны с входами первого и второго коммутаторов, выходами соединенных с входами первого и второго дешифраторов, выходы второго дешифратора подключены к управляющим входам третьего коммутатора, m-й вход первого дешифратора связан с m-u выходом блока управления и m-м входом m-входового элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом модуляции по яркости блока электронна1026061 лучевой индикации, а (m- 1)-е входы с выходами двухвходовых элементов

И, первые входы которых подключены к (m-1)-м выходам блока управления и входам первого коммутатора, а вторые входы — к (m-1)-м управляющим входам второго коммутатора, связанчым с выходами переключателя, причем вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом источника контрольного сигнала, а выходы — с входами третьего коммутатора, выходы которого подключены к входам регистра памяти, выходами связанного с входами блока цифровой индикации.

1 2

Изобретение относится к электро- m-канальный коммутатор, (m-1 j сигизмерительной технике и может быть нальных входа которого соединены использовано при разработке авто- с шинами выходных сигналов исследуе матических измерителей параметров . мого многополюсника, m-й сигнальный сверхвысокочастотных многополюсни- 5 вход - с выходом источника контроЛьков. ного сигнала.,а m управляющих вхоИзвестен осциллографический из- дов - с m выходами блока управления, меритель параметров сверхвысокочас селективный усилитель, выходом подтотных многополюсников, содержащий ключенный к входу синхронного детек- . последовательно соединенные селек- ..10 тора, и блок электронно-лучевой интивный усилитель, синхронный детек дикации, вход вертикального отклонетор, усилитель постоянного тока и ния которого связан с выходом усилиблок электронно-лучевой индикации (.31 теля постоянного тока, а вход гори-

Недостатком этого устройства as- зонтального отклонения — с (m+1) — ì ляется большое время измерения 15 выходом блока управления. и шиной упНаиболее .близким по технической равления частотой испытательного снгсущности: к предлагаемому является нала, снабжен управляемым усилитеосциллографический измеритель пара- лем, аналоговым ключом, блоком выдеметров сверхвысокочастотных много- ления максимума, элементом задержки, полюсников, содержащий аттенюаторы. двумя компараторами, 2(m-1)четырехвходы котоРых соединены с шинаМИ входовыми и . (m- 1) двухвходовыми выходных сигналов исследуемого мно- элементами И, (m 1) реверсивными ммутаторами psy сигнальными входами ш-канального, мя дешифраторами, переключателем, g5 m-входовым элементом ИЛИ, аналогокоторого подключен к выходу источцифровым преобразователем, регистника контрольного сигнала. m управляющих входов — к m выходам блока ром памяти и блоком цифровой индикации, причем сигнальный вход уп.— управления. а выход - к входу пред- равля го усилителя со нен с вы варительного.усилителя, выход кото- рого связан через аттенюатор с вхо- 30 ходом m-канального коммутатора, выход — c входом селективиого усилитедом соединенного с входом синхронно- ля упР вляющие входы - с выходаго детектора, выход Воторого подклю- .ми пеРвого ДешифРатора и пеРвыми чен к входу усилителя постоянного вхоДами первой и втоРой РРУПП четытока, выходом связанный с входом . yg рехвходовых элементов И, .вторые вхо-

Вертикального Отклонения блока элект. ДЫ ПЕРВОЙ ГРУППЫ ЧЕтЫРЬХВХОДОВЫХ

:ронно-лучевой индикации. вход гори- ЭЛЕМЕНТОВ И ПОДКЛЮЧЕНЫ К ПЕРВОМУ зонтального отклонения которого,выходу блока управления, вторые ,соединен с (m+1) — м выходом блока уп- входы втоРой группы четырехвходовых равления $2). : 4О элементов И связаны с (m-1)-м выходом блока управления, третьи вхоНедостатками известного устройст- ды четырехвходовых элементов И соева являются низкие точность и про- динены.с (m+2) -м выходом блока упизводительность измерений. Равления, выходом элемента задержЦель изобретения — повыаение точ- .Ки, управляющиМ входом усилителя ности и производительности измере- 4 :постоянного тока и управляющим вхоний. дом аналогового ключа, выход котоПоставленная цель достигается рого подключен к сигнальному входу тем. что осциллографический измери-. усилителя постоянного. тока, а вход тель параметров сверхвысокочастот-,(K выходу синхронного детектора и.. ных многополюсников. содержащий. 50 сигнальному входу блока выделения

1026061

4 максимума, управляющий вход которого связан с выходом элемента задержки, а выход — с объединенными первыми входами первого .и второго компараторов, вторые входы которых соединены с шинами пороговых напряжений, а выходы — с четвертыми входами четы рехвходовых элементов .И, выходами подключенных к входам сложения и вычитания реверсивных счетчиков, выходы которых связаны с входами первого и второго коммутаторов., вы-ходами соединенных с входами первого и второго дешифраторов, выходы второго дешифратора подключены к управляющим входам третьего коммутатора, m-й вход первого дешифратора связан с m-м выходом блока управления и ш-м входом m-входового элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом модуляции по яркости блока 2О электронно-лучевой индикации, а (m-1)-е входы — с выходами двухвходовых элементов И, первые входы которых подключены к (m-1)-м выходам блока управления и входам первого коммутатора, а вторые входы — к (m -1) -м управляющим входам второго коммутатора, связанным с выходами переключателя, причем вход аналого4 цифрового преобразователя соединен с выходом источника контрольного сигнала, а выходы " с входами третьего коммутатора, выходы которого подключены к входам регистра памяти, выходами связанного с входами блока цифровой индикации.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из m -канапьного коммутатора 1, управляемого усилителя 2, селективного. усилите- 40 ля 3, синхронного детектора 4, аналогового ключа 5, усилителя б постоянного тока, блока. 7 электроннолучевой индикации, блока 8 управления, блока 9 выделения максимума, 45 . элемента 10 задержки, первого 11 . и второго 12 компараторов, 2(m+1) четырехвходовых элементов И 13 и 14 (первая группа) и 15 и 16 (вторая группа), (m-1) реверсивных счетчи- щ ков 17 и 18, первого 19, второго 20 и третьего 21 коммутаторов, первого

22 и второго 23 дешифраторов, регистра 24 памяти, блока 25 цифровой индикации, переключателя 26, (в-1) двухвходовых элементов И 27 и 28, m-входового элемента ИЛИ 29, источника 30 контрольного сигнала и анало- го-цифрового преобразователя .31.

Устройство работает следующим образом. бО

Измеряемые сигналы U4, ..., U подаются е шин, связанных с выходами сверхвысокочастотного многополюсника на 1, ..., m-1 входы коммута тора 1, íà m-й вход которого подает- 65 ся контрольный сигнал с выхода исI % точника 30. Блок 8 управления вырабатывает на 1, ..., m выходах прямоугольные тактовые импульсы, длительность которых равна периоду развертки, на (в+1) выходе пилообразный сигнал развертки, а на (в+2) выходе прямоугольные импульсЫ обратного хОда, длительность которых равна длительности обратного хода развертки.

Тактовые импульсы подаются на элементы И 13-16, 27 и 28, элемент

ИЛИ 29 и коммутаторы 1 и 19,. Коммутатор 1 периодически подает входные сигналы 13.(, ..., Unfed контрольный сигнал у„, на вход вертикального отклоненйя блока 7 через усилители

2 .и 3, детектор 4, ключ 5 и усилитель б. Коммутатор 19 переключается синхронно с коммутатором 1 и периоди" чески подает выходные сигналы счетчиков 17 и 18 на входы дешифратора

22, который преобразует их в сигналы управления усилителем 2. Каждый счетчик 17 и 18 имеет п-устойчивых состояний, которым соответствует и ступеней усиления усилителя 2 с коэффициентами передачи

К1 =К /О- где = 1,2,...,n — номер ступени усиления усилителя 2, К вЂ” коэффициент передачи первой ступени усиления усилителя,  — постоянная величина, равная от" ношению коэффициентов передачи соседних ступеней усиления усилителя 2.

Блок 9 выделяет максимальное значение выходного сигнала детектора 4 и запоминает его на время прямого хода развертки.

Сигнал развертки с блока 8 подается.на вход горизонтального отклонения блока 7 и одновременно на шину сигнала управления частотой внешнего сверхвысокочастотного генератора.

Импульсы обратного хода с блока

8 подаются на ключ 5, усилитель б, элементы И 13-16 и через элемент 10 задержки иа блок 9 выделения максимума.. Ключ 5 периодически отключает детектор 4 от усилителя 6 на время обратного хода развертки, в течение которого осуществляется коррекция дрейфа нуля усилителя б и индикация линки нулевого уровня на экране блока 7. Под действием импульсов обратного хода блбк 9 периодически сбрасывает предыдущее значение максиму,ма и подготавливается к выделению .следующего максимального значения.

1026061

20.

30

40 нии, пока не окажется выполненным условие U> > DUy. При этом срабаты- 45 вает компаратор 12 и открывает элемент И 14, на который также подается открывающий сигнал с первого выхода блока 8. Элемент И 14 пропускает импульс. обратного кода на вход 5О вычитания счетчика 17, который переключается в следующее устойчивое состояние, соответствующее включению следующей ступени меньшего усиления усилителя 2. В результате выходной сигнал детектора 4 уменьшается в D раз.

60 65

Дальнейшая работа индикатора рас сматривается на примере обработки сигнала, поступающего на первый сиг, нальный вход коммутатора 1.

При поступлении тактового импульса на первый управляющий вход коммутатора 1 с выхода блока 8 управления входной сигнал проходит через коммутатор 1, усиливается усилителями 2 и 3 и детектируется по амплитуде детектором 4. Блок 9 выделяет максимальное значение U+ выходного сигнала детектора 4, которое сравнивается компараторами 11 и 12 с пороговыми значениями Гз и DU . При выполнении условия U>„ + Uo срабаты:вает компаратор 11 и открывает элемент И 13, на который подается открывающий сигнал с первого выхо- . да блока 8. Элемент,И 13 пропускает импульс обратного хода на вход сложения счетчика 17, который переключается в следующее устойчивое состояние. Коммутатор 19 подает выходные сигналы счетчика 17 на дешифратор 22, который включает следующую ступень большего усиления усилителя.2. В результате выходной сигнал детектора 4 увеличивается в Р раз.

Аналогичные переключения происходят через каждые (в-1) периодов развертки, в течение которых обрабатываются остальные {m- 1)сигналов, пока не окажется выполненным условие U < U>< + DU . При этом компараторы 11 и 12 не срабатывают и не открывают элементы И 13-16.

При включении ступени наибольшего усиления усилителя 2 элемент И 13 закрывается под действием сигнала с первого -выхода дешифратора 22, предохраняя индикатор от циклического переключения при выполнении с условия U << Q.

Индикатор находится в этом состояАналогичные переключения происходят через каждые (m-1) .периодов развертки, пока не окажется выполненным условие Uo с U „<3)Uy.

При включении ступени наименьшего усиления усилителя 2 элемент

И 14 закрывается под действием сигнала с последнего выхода дешифрато« ра а22, предохраняя индикатор от циклического переключения при выл полнении условия U „ v DUy, Индикатор находится в этом состоянии, пока не окажется выполненным условие Uö„ (U . Далее индикатор работает аналогично описанным ранее случаям.

При обработке входных сигналов

U », ..., U индикатор работает ана-! логично обработке сигнала U< .

При обработке контрольного сигнала U дешифратор 22 устанавливается в состояние, соответствующее включению первой ступени усиления усилителя 2 с коэффициентом передачи К..

Пороги срабатывания U0 и, DU компараторов 11 и 12 выбираются так, чтобы обеспечить удержание се; мейства частотных характеристик в пределах экрана блока 7. При этом

l счетчики 17 и 18 запоминают коды ступеней усиления усилителя 2, соот .ветствующих удержанию каждой из характеристик семейства.

Время задержки элемента 10 задержки выбирается больше времени, необходимого для однократного переключения элементов индикатора.

Переключатель 26 подает открывающий сигнал на один из элементов И 27. или 28, который пропускает соответствующий тактовый импульс на вход элемента ИЛИ 29. Тактовые импульсы, соответствующие интервалам индикации контрольного сигнала U, подаются на ж-й вход элемента ИЛЙ 29 непосредственно. С выхода элемента

ИЛИ 29 тактовые импульсы поступают на вход модуляции по яркости блока

7 электронно-лучевой индикации, чем обеспечивается выделение по яркости частотной характеристики, выбранной переключателем 26, а.также линией контрольного:и нулевого уровней..

Одновременно сигнал с выхода переключателя 26 поступает на коммутатор 20, который подает на дешифратор 23 выходные сигналы одного из счетчиков 17 или 18, в котором записан код номера i = 1, ..., ступени усиления усилителя 2, соответствую-. щей частотной характеристике, выбранной переключателем 26 ° Дешифратор

23 преобразует этот код в сигнал управления коммутатором 21. Аналогоцифровой преобразователь 31 преобразует контрольный сигнал, U в код N

Коммутатор 21 записывает в регистр

24 памяти код N с сдвигом в сторону старших разрядов на число разрядов, обеспечивающих коэффициент деления

NA = D, что эквивалентно умножению кода N на число D . В результате в регис™тр 24 памяти записывается код произведения М = К„„-. NA. Блок 25 цифрОвой индикации преобразует код Й в цифровые показания..

1026061

ВНИИПИ Заказ 4551/36 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "патент"., r.Óæãîðoä,ул.Проектная,4

Измерения параметров на конкретной частоте осуществляется путем

I. регулировки уровня контрольного сиг-. нала U äî тех пор, пока на экране блока 7 линия контрольного уровня не пересечется на заданной частоте с частотной характеристикой, выбранной переключателем 26. Отсчет измеряемой величины производится по показаниям блока 25.

Коммутатор 21 и регистр 24 памя- 10 ти наиболее просто реализуется в случае, когда D = 2 (где p — целое число), а аналого-цифровой преобраэователь 31 преобразует контрольный сигнал Um в целочисленный код N .

Йри этом умножение кода N на число

N = 0 =. 2 сводится к записи кода И в регистр 24 памяти с сдвигом на

А," .

И р двоичных разрядов. В случае, ког1 да D = 10 (где В- целое число), дешифратор 23 управляет положением десятичной запятой или указателем масштаба в блоке 25, на который непосредственно подается код Ым.

r 25

Введение в устройство управляемо1о,усилителя., элемента задержки, ®лока выделения максимума, компараМоров, четырехвходовых элементов

Й, реверсивных счетчиков, первог коммутатора и первого дешифратора позволяет автоматизировать установку семейства измеряемых частотных характеристик в Пределах экрана блока электронно-лучевой индикации, вследствие чего расширяется динамический диалазон устройства при ра6оте в автоматическом режиме. Включение между синхронным детектором и усилителем постоянного тока аналогового ключа обеспечивает автоматичес" кую коррекцию дрейфа нуля усилителя постоянного тока, что повышает точ ность измерения. Использование переключателя, двухвходовых элементов

И и ж-входового элемента ИЛИ обеспечивает выделение по яркости линий контрольного и нулевого уровней, а также выбранной частотной характеристики, что упрощает процесс измерения. Введение аналого-цифрового пре-: образователя, второго коммутатора, второго дешифратора, третьего коммутатора, регистра памяти и блока цифровой индикации позволяет повыСить точность измерений. В результате предлагаемое устройство позволяет повысить точность и производительность измерений.