Устройство для измерений коэффициента гармоник сквозного канала магнитофона

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК СКВОЗНОГО КАНАЛА МАГНИТОФОНА, содержащее генератор , связанный через магнитофон с фильтром высокой частоты, последовательно соединенные детектор и фильтр низкой частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дополнительно введены управляемый усилитель, аналоговый ключ, аналого-цифровой преобразователь, усилитель-ограничитель, счетчик, блок фазировки и последовательно соединенные синхронный фильтр, фазовьй детектор , блок коррекций, при этом управляемый усилитель включен между выходом фильтра высокой частоты и входом детектора, вход синхронного фильтра соединен с выходом фильтра низкой частоты, выход блока коррекции подключен к управляющему входу , аналого-цифрового преобразователя, аналоговый выход которого соединен с вторым входом управляемого усилителя , а аналоговый вход через аналоговый ключ - с выходом фильтра высокой частоты и с входом усилителяограничителя , выход которого подключен к управляющим входам синхронного фильтра, блока фазировки и счетчика , первый выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа , а второй выход - с управляющим входом фазового детектора и управляемого усилителя, выход которого через блок фазировки соединен с другим входом счетчика. 2. Устройство по п.I, о т л и чающееся тем, что генератор содержит источник синусоидального напряжения, выход которого соединен (Л :С сигнальным входом управляемого усилителя непосредственно, а с управляющим входом - через последовательно соединенные усилитель-ограниуитель и счетчик. 3. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что управляет .мый усилитель содержит аналоговый У1 ключ, усилитель и четыре масштабных резистора, причем первый сигнальный вход управляемого усилителя через первый масштабный резистор связан с 4 инвертирующим входом усилителя, а эо через последовательно соединенные второй масштабный резистор и анало говый ключ - с третьим масштабным резистором, второй конец которого подключен к второму сигнальному входу, и с неинвертирующим входом усилителя, в цепи отрицательной обратной связи которого включен четвертый масштабный резистор.

СО1ОЭ СОВ{:ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО {ИХ

РЕСПУБЛИК

091 SU (111

3{5D G 01 R 23/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,21) 3479073/18-21 (22) 30.07,82 (46) 30.10.83. Вюл, У 40 (72) В.Н.Лапенко, И.К.Герасин, Ю.П.Лисовец и А.С.Поспелов (71) Московский институт электронной техники (53) б21.317.353.1(088,8) (5á) 1. Справочник по радиоизмерительным приборам. Под ред. В.С.Насонова. М., "Советское радио", 1979, с, 227.

2, Сухов И. Измерение основных параметров магнитофонов. -"Радио", 1981, Р 7-8, с.50 (прототип), (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИ1Ц{ЕНТА ГАРМОНИК СКВОЗНОГО КАНАЛА МАГН1ПОФОНА, содержащее генератор, связанный через магнитофон с фильтром высокой частоты, последова тельно соединенные детектор и фильтр низкой частоты, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности дополнительно введены управляемый усилитель, аналоговый ключ, аналого-цифровой преобразователь, усилитель-ограничитель, счетчик, блок фаэировки и последовательно соединенные синхронный фильтр, фазовый детектор, блок коррекции, при этом управляемый усилитель включен между выходом фильтра высокой частоты и входом детектора, вход синхронного фильтра соединен с выходом фильтра низкой частоты, выход блока коррекции подключен к управляющему входу .аналого-цифрового преобразователя, аналоговый выход которого соединен с вторым входом управляемого усилителя, а аналоговый вход через аналоговый ключ — с выходом фильтра вы-. сокой частоты и с входом усилителяограничителя, выход которого подключен к управляющим входам синхронного фильтра, блока фазировки и счетчика, первый выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, а второй виход — с управляющим входом фазового детектора и управляемого усилителя, выход которого через блок фазировки соединен с другим входом счетчика.

2. Устройство по н.I о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор содержит источник синусоидального напряжения, выход которого соединен с сигнальным входом управляемого усилителя непосредственно, а с управляющим входом — через последователь— но соединенные усилитель-ограни уитель и счетчик.

3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю m е е с я тем, что управляе .мый усилитель содержит аналоговый ключ, усилитель и четыре масштабных резистора, причем первый сигнальный вход управляемого усилителя через первый масштабный резистор связан с инвертирующим входом усилителя, а через последовательно соединенные второй масштабный резистор и аналоговый ключ — с третьим масштабным резистором, второй конец которого подключен к второму сигнальному входу, и с неинвертирующим входом усилителя, в цепи отрицательной об" ратной связи которого включен четвертый масштабный резистор.

ld5l448 1

Изобретение относится к измеритель ной технике, в частности к измерителям коэффициента нелинейных искажений, и может применяться при настройке и контроле магнитофонов, Известно устройство дпя измерения нелинейных иск-ажений, содержащее согласующий блок,. входной аттенюатор, входной усилитель, усилитель с режекторным фильтром, вольтметр, преобразователь среднего квадратического значения напряжения, калибратор и блок питания, в котором настройка режекторного фильтра и нормировка сигнала осуществляются автоматически fl) .

Недостатком устройства является инерпионность системы, вследствие че.го она ие отслеживает девиацию частоты, вызванную детонацией, глубина подавления падает, и результаты измерений оказываются завешенными ° Другим недостатком является невозможность измерения нелинейных искажений на высоких частотах, близких к верхней границе полосы пропускания магнитофона.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения, содержащее генератор, связанный через магнитофон с фильтром высокой частоты, последовательно соединенные детектор и фильтр низкой частоты.

Преимуществом устройства является простота и возможность определения величины"нелинейных искажений на любой частоте сигнала, находящейся в полосе пропусклния магнитофона(2) .

Недостатком устройства является необходимость проведения большого количества замеров, т.е. снятие амплитудной характеристики с последующим расчетом, что приводит к большим затратам времени и низкой точности, Цель изобретения — повышение точности измерения коэффициента гармоник.

55

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициентаа гармоник скв о э но го канала магнитофона, содержащее генератор, связанный через магнитофон с фильтром высокой частоты, последовательно соединенные детектор и фильтр низкой частоты, дополнительно введены управляемый усилитель, аналоговый ключ, аналого-цифровой преобраэова15

50 тель, усилйтель-ограничитель, счетчик, блок фазировки и:последователь но соединенные синхронный фильтр, фазовый детектор, блок коррекции, при этом управляемый усилитель включен между выходом фильтра высокой частоты и входом детектора, вход синхронного фильтра соединен с выходом фильтра низкой частоты, выход блока коррекции подключен к управлякщему входу аналого-цифрового преобразователя, аналоговый выход которо го соединен с вторым входом управляемого усилителя, а аналоговый вход через аналоговый ключ — с выходом фильтра высокой частоты и с входом усилителя-ограничителя, выход кото" рого подключен к управляющим входам синхронного фильтра, блока фаэировки и счетчика, первый выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, а второй выход — с управляющим входом фазового детектора и управляемого усилителя, выход которого через блок фазировки соединен с другим входом счетчика.

Генератор содержит источник синусоидального напряжения, выход которого соединен с сигнальным входом управляемого усилителя непосредственно, а с управляющим входом — через последовательно соединенные усилитель-ограничитель и счетчик.

Управляемый усилитель содержит аналоговый ключ, усилитель и четыре масштабных резистора, причем первый сигнальный вход управляемого усилителя через первый масштабный ре.— зистор связан с инвертирующим Bxo— дом усилителя, а через последовательно соединенные второй масштабный резистор и аналоговый ключ — с третьим масштабным резистором, второй конец которого подключен к второму сигнальному входу, и с неинвертирующим входом усилителя, в цепи отрицательной обратной связи которого включен четвертый масштабный резистор.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Устройство для измерения коэф— фициента гармоник сквозного канала магнитофона содержит последовательно соединенные функциональный генератор 1, магнитофон 2, фильтр 3 высокой частоты, управляемый усилитель 4, детектор 5, фильтр 6 низкой частоты, синхронный фильтр 7, фаэохода источника 15. Сигнал с выхода счетчика 18 поступает на управляющий вход усилителя 16 и изменяет ега коэффициент передачи так, что логическому нулю соответствует максимальный коэффициент К(, а логической единице — минимальный К, при; этом К аК <. Таким образам, на выходе генератора 1 присутствует модулированное па амплитуце напряженна, при этом огибающая несущего колебания fo имеет форму меандра и изменяется с частотой F. Амплитуда сигнала на выходе генератора 1 в соответствующие моменты времени принимает два значения

= а1: Цо (1)

К По (2)

Этот измерительный сигнал. записывает ся на магнитофон и воспроизводится, Отклонение амплитудной характеристики сквозного канала магнитофона при больших уровнях записи от:линейной приводит к тому, чта сигнал на выходе магнитофона равен

"И а 1 Ца(Ка (3) где К вЂ” величина, на которую уменьшается К> магнитофона при больших уровнях записи.

Этот измерительный сигнал через фильтр 3 высокой частоты, который отфильтровывает низкочастотные и сетевые помехи, поступает на первый сигнальный вход управляемого усилителя 4 н на вход усилителя-ограничителя 12.

1>иклу измерения предшествует цикл фазиравания, в течение которого на выходах счетчика 14 присутствуют логические "0", при этом аналоговые ключи 11 и 19 находятся в закрытом состоянии, а коэффициент передачи аналого-цифравага преобразователя 10 н выходное напряжение на его аналоговом выходе равны нулю, Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) может быть выполнен в виде АЦП с подраэрядным уравновешиванием. В цикле фазиравки амплитудно-модулированный измерительный сигнал, усиленный управляемым усилителем 4, подается на вход блока 13 фазировки, на управляющий вход которого поступают прямоугольные импульсы в виде меандра с усилителя-ограничителя 12. Блок

l3 фазировки может быть выполнен в виде стробируемаго амплитудного дв" тектора с логическим выходом. В ма .

3 1051448 4 вый детектор 8, блок 9 коррекции, выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя 10, аналоговый выход которого связан со вторым входом управ5 ляемого усилителя 4, а аналоговый вход — с выходом аналогового ключа

1l выход которого одновременно соединен с выходом фильтра 3 высокой частоты и со входом усилителя-ограиичителя 12, выход которого подключен к управляющим входам синхронного

Фильтра 7, блока 13 фазировки, счетчика 14, первый выход которого связан с управляющим входом аналогового ключа Il, а второй выход — с управляющим входом фазового детектора 8 и управляемого усилителя 4, выход которого через блок 13 фазиравки соединен с другим входом счетчика 14.

Генератор 1 содержит источник 15 синусоидального напряжения, выход которого связан с входами управляемого усилителя 16, с сигнальным входам непосредственно, а с управляющим входом через последовательно соединенные усилитель-ограничитель 17 и счетчик 18.

Управляемые усилители 4 и 16 содержат аналоговый ключ 19, усилитель

20, масштабные резисторы 21-24. Первый сигнальный вход управляемого усилителя через первый масштабный резистор 21 связан с инвертирующим входом усилителя 20, а через последовательно соединенные второй масштабный ре- 35 эистор 22 и аналоговый ключ 19 — с третьим масштабным резистором 23, вто poA конец которого подключен ко второму сигнальному входу, и с неинвертирующим входом усилителя 20, в це- 40 пи отрицательной обратной связи которого включен четвертый масштабный резистор 24.

Устройство для измерения коэффициента гармоник сквозного канала магии- 45 тофона работает следующим образом.

С выхода источника 15 синусоидального напряжения на вход управля" емого усилителя 16 и на вход усилителя-ограничителя 17 подается синусо50 идальное напряжение амплитудой 00. С выхода усилителя-огранчителя 17 сигнал прямоугольной формы в виде меандра поступает на .счетчик 18 на выходе которого появляется последова- тельность логических нулей и единиц с частотой F (< f, где 1о — частота синусоидального напряжения с вы1051448 нулю, то напряжение на его аналоговом выходе будет отсутствовать„ Tor да наф (1жение U4 на выходе усилителя 4 равно

Через время Т = — происходит смеЯ на логических уравнений на выходах счетчика 14 и ключ 11 закрывается, а ключ 19 открывается. Таким образом в цикле измерения периодически с частотой F происходит противофазная коммутация ключей 11 и 19 и на выходе усилителя 4 с той же частотой Г появляются напряжения 0,1И 0„

15 Эти напряжения детектируются лет к-тором Э и иа Аипьтре 6 низкОЙ -Iасто"5в1 выц п5IP т H Отиб ающа.(;-31(еpи I 3r(1-,-"

uoro < и:k!Hli -: в виде . е..-(11цра.„измеияiMIG5iO51 " I3 (ОТ- 1И f 1 (Pckki:= Я

N . .

КОЗАфициенты перЕдачи усилителя 20 по иеинвертирующе му и инвертирующеиу входу соответствеи-Это напряжение поступает па синхронный фильтр 7., который выделяет пер-вую гармонику сигнала 1(1, и с его выхода поступает на фазовь1й де"ектор

2:5

8 . В рЕЗ ч =(Ь ; rod:- И-"1 р.ЫХЭ,ПЕ АЭЗОБОГО

НО

11O

Выбрав для Определенно(-ти

Р4 р„а — С1

Й R (3+ 1 получим К(1 = и на выходе усилителя 4 получим

35 си гнал П q рав ный

ЦЗ = 013 К(1 ="BK2UG(Ko 6К)

После прихода на счетный вход счетчика 14 такого коли Iào(=-» и:(пут(ь1 r сов и, чтобы выполнялось условие; „= Й где (, =115o, на первом выходе счетчика 14 появляется-.логическая "1" и на втором выходе логический "0", при этом аналоговый ключ 11 открываетСя, а ключ 19 закрывается. Этот момент соответствует переходу измерительно(Ь сигнала с высокого уровня на низкий, т.е. на выходе магнитофона действует напряжение U<< .

Это напряжение через масг(табный резистор 21 подается на инвертирующий вход усилителя 20 и через последовательно соединенные аналоговый ключ 11 аналоrо-цифровой преобразователь, масштабный резистор 23 на неинвертирующий вход усилителя

20. Так как коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя в начале цикла измерения равен

Тактовые импульсы, приходящие с выхода блока 9 коррекции на управляющие входы аналого-1:,иАрового преОбразователя 10, изменяют его коэффициент передачи таккм образом. что напряжение j,0, вь(деляемое на Акльтре б низкой часто-(ы. и сooòâåòñòâóki.ùàÿ ей первая гармоника этого напряжения,, 50 выделяемаЯ синхронным фильтром,. 7,1 уменьшаютс.я, Это происходит вследствие того, что напряжение Uq появляющееся па аналоговом выходе аналого-цифрового преобразсв Теля 10 в

55 моменты времени„ когд . «налоговый ключ !l Открыт, равное мент перехода измерительного сигнала от низкого уровня к высокому блок 13 Ааэировки вырабатывает управляющий импульс для счетчикà 14, который переходит в режим счета и на его втором выходе появляется уровень логическои "1", который поступает на аналоговый ключ l9 и от1 крыает его. С этого момента времени начинается режим измерения.

Таким образом, в момент появления на первом входе управляемого усилителя измерительного сигнала с -высоким уровнем открывается аналоговый ключ 19 и коэАфициеит передачи управляемого усилителя -4 будет равен

R R „R R " сопро гивления ыас-2" 4 (пI ÿák(b!õ pезис (c5poH

21-2 соответст ве11 детектсра по5(ш(5(ется напряжение, котовое 5(ос (, т на аОТ)o "5:oр(-екпии

-} CO-,: —.,"В.bi!i В 3ЭВИ ИМОС f I.i !.. ПОПЯП

;(-„:;-Т:-, °;;. (-- 1(;;Е,-(.IH, 1" В;ХОП(- (Э -,:-:О Г входы эиапО;-""--пиАрового преобразова т ПЯ 10 та1(! ОБ, 1е 11мпупьсы прЯ((ОГО

k 5!и Об атио1 О преобр азов аниЯ, Влок

9 кО((ipp å;IÐ I i.iо5(: .=т Оь ть выпОлнен в Биде генератора импульсов с двумя кoм-1(У1ИРУЕМЫ1 и "=.i1ÕOÄd1iË,, ИМПУЛЬСЫ КО тОрОГО пОявляются на Одно". из Быхо""

ДОВ В С ООТВЕ! СТБ ИЬ1 С ПОПHP ИОСТ Ь(В НЭ пряжеиия с выхода Аазовсго детек (Ора

8, И,: —.U, К =U К К.Ä U, (8) 1051448

7 где K> — коэффициент передачи аналого-цифрового преобразователя, пос-, тупая через масштабный резистор 23 на неннвертирующий вход усилителя . 20, суммируется с напряжением 012, поступающим на инвертирующий вход того же усилителя 20. В результате напряжение U j на выходе усилителя 4 рринимает новое значение, равное ц -- к lJOYO(а-м„(ею\1, (10) т.е. уменьшается на величину

U6 - К2 и< К, 1 „(1+aa) . (11)

Процесс изменения коэффициента передачи аналого-цифрового преобразователя 10 происходит до тех пор, пока амплитудные значения напряжений . 4q и 04 не будут равны друг другу и соответственно напряжение на выходе фазового детектора 8 равно нулю.

Таким образом в установившемся режиме должно выполняться условие )6 +""2UÎ >1 " 0О 11(" О -О, откуда аК (1g) к (4 а ) (ц)

Решая совместно (1), (8) и (131, получим

За

1< и = К 3 1+ о

Таким образом, коэффициент передачи аналого-цифрового преобразователя 10 и цифровой код íà его цифровом выходе в установившемся режиме пропорционапьны коэффициенту третьей гармоники.

Предлагаемое устройство .по сравнению с известным имеет более высокое быстродействие и позволлет измерять нелинейные искажения на частотах,близких к верхней границе поло-, сы пропускания магнитофона,а также имеет существенно меньшую, стоимость.

Филиал DiH "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В

l05)448

Заказ 8658/44 Тираж 710 Подписное