Стробоскопический цифровой измеритель

 

СТРОБОСКОПОТЕСКИЙ ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ, содержащий стробоскопический преобразователь, задающий генератор, связанный своим выходом с одним входом измерителя, вычислительный блок с блоком индикации, преобразователь код-временной интервал и подключенный к нему формирователь строб-импульсов,первый выход которого подключен к стробирующему входу стробоскопического преобразователя, и цифроаналоговый преобразователь, отл и. чающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен трехвходовым коммутатором, аттенюатором , образцовым цифроаналоговым преобразователем, блоком связи, соединенным своим выходом и первым .входом с вычислительным блоком, распределителем , кодовый вход которого соединен с блоком связи, второй вход которого подключен к выходу стробоскопического преобразоват теля, а синхронизирующий вход распределителя соединен с вторым выходом формирователя стробиьшульсов , управляемым масштабным превбразоватепем , выход которого соединен с компенсационным входом стробоскопического преобразователя, его аналоговый вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а кодовый - с первым выходом распределителя , второй выход которого i подключен к управляющему входу цифроаналогового преобразователя, «Л его третий выход - к кодовому входу преобразователя код-временной интервал , синхронизирующий вход которого соединен с выходом задающего генератора, четвёртый - к управляющему входу образцового цифроаналогового преобразователя, а пятый ас к управляющему входу трехвходового О) коммутатора, выход которого через аттенюатор соединен с измеоо со ьо рительным входом стробоскопического преобразователя, а его три входа подключены соответственно к выходам образцового цифроаналогового преобразователя, задающего генератора и к другому входу измерителя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН

С 01 R 27/02 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCWOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО делАм изОБРетений и ОтнРытий (."1) 3467709/18-21 (22) 07.04.82 (46) 15.04.84. Бюл. ¹ 14 (72) А.А. — Б.Ахмадов, В.А.Жуковский и Е.М.Левин (53) 621.317.791 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР № 186559, кл. G 01 R 27/02, 1968.

2. Авторское свипетельство СССР

¹ 292 172, кл. G 06 J 3/00, 197 1 (прототип), (54)(57) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЦИФРОВОЙ

ИЗМЕРИТЕЛЬ, содержащий стробоскопический преобразователь, задающий генератор, связанный своим выходом с одним входом измерителя, вычислительный блок с блоком индикации, преобразователь код-временной интервал и подключенный к нему фор— мирователь строб-импульсов, первый выход которого подключен к стробирующему входу стробоскопического о преобразователя, и цифроаналоговый преобразователь, о т л и.ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен трехвходовым коммутатором, аттенюатором, образцовым цифроаналоговым преобразователем, блоком связи, ,соединенным своим выходом и первым .входом с вычислительным блоком, рас„,SU„„1086392 A пределителем, кодовый вход которого соединен с блоком связи, второй вход которого подключен к выходу стробоскопического преобразова-, теля, а синхрониэирующий вход распределителя соединен с вторым выходом формирователя стробимпульсов, управляемым масштабным преобразователем, выход которого соединен с компенсационным входом стробоскопического преобразователя, его аналоговый вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а кодовый — с первым выходом распределителя, второй выход которого подключен к управляющему входу цифроаналогового преобразователя, его третий выход — к кодовому входу преобразователя код-временной интервал, синхрониэирующий вход которого соединен с выходом задающего генератора, четвертый — к управляющему входу образцового цифроаналогового преобразователя, а пятый к управляющему входу трехвходового коммутатора, выход которого через аттенюатор соединен с измерительным входом стробоскопического преобразователя, а его три входа подключены соответственно к выходам образцового цифроаналогового преобразователя, задающего генератора и к другому входу измерителя.

1 108639

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров сигналов и цепей.

Известен стробоскопический автокомпенсационный измеритель, содержащий генератор стробирующих импульсов,стробируемый смеситель, схему измерения и регистрации, в которой для повышения точности исполь- 10 зуются два канала измерения, а для расширения полосы пропускания стробируемый смеситель выполнен на туннельном диоде (1).

Недостаток этого устройства — 15 низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является стробоскопический цифровой измеритель сигналов, содержащий стробоскопический блок со смесителем, усилителем-расширителем, формирователем стробируемых импульсов, схемой сравнения, генератором быстрой пилообразной развертки, нуль-орган и два цифроаналоговых преобразователя, а также цифровой вычислительный блок отработки компенсационных напряжений, выполняющий функции отработки компенсационного напряжения и выдачи кода для управления задержкой стробирующих импульсов, коммутации кодов двух разнесенных во времени каналов, вычисления разности кодов, отрабатываемых двумя каналами, усреднения результатов измерений $ 2 ).

Известный стробоскопический цифровой измеритель имеет ограниченный диапазон измерений и характеризуется недостаточно высокой точностью измерения, так как статическая характеристика преобразования реальных измерительных устройств такого типа в общем случае не может быть описанной с помощью линейного закона и изменяется во времени.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что стробоскопический цифровой измеритель, содержащий стробоскопический преобразователь, задающий генератор, связанный своим выходом с одним входом измерителя, вычислительный блок с блоком индикации, преобразователь код-временной интервал и подключенный к нему

50 формирователь строб-импульсов, пер— вый выход которого подключен к стробирующему входу стробоскопического преобразователя,и цифроаналоговый преобразователь, снабжен управляемым трехвходовым коммутатором, аттенюатором, образцовым цифроаналоговым преобразователем, блоком связи, соединенным своим выходом и первым входом с вычислительным блоком, распределителем, кодовый вход которого соединен с блоком связи, второй вход которого подключен к выходу стробоскопического преобразователя, а синхронизирующий вход распределителя соединен с вторым выходом формирователя стробимпульсов, управляемым масштабным преобразователем, выход которого соединен с компенсационным входом стробоскопического преобразователя, его аналоговый вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а кодовый с первым выходом распределителя, второй выход которого подключен к управляющему входу цифроаналогового преобразователя, его третий выход — к кодовому входу преобразователя код-временной интервал, синхронизирующий вход которого соединен с выходом задающего генератора, четвертый — к управляющему входу образцового цифроаналогового преобразователя, а пятый — к управляющему входу трехвходового коммутатора, выход которого через аттенюатор соединен с измерительным входом стробоскопического преобразователя, а его три входа подключены соответственно к выходам образцового цифроаналогового преобразователя, задающего генератора и к другому входу измерителя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема стробоскопического цифрового измерителя.

Устройство состоит из задающего генератора 1, исследуемого объекта 2, коммутатора 3, аттенюатора 4, стробоскопического преобразователя 5, формирователя 6 стробирующих импульсов, преобразователя 7 код-временной интервал, распределителя 8, блока 9 связи, образцового цифроаналогового преобразователя 10, цифроаналогового преобразователя 11, управляемого масштабного преобразователя 12, вычислительного блока с блоком 13 индикации.

1086392

Стробоскопический цифровой измеритель работает следующим образом.

Сигнал с основного выхода задающего генератора 1 поступает на пер- вый вход коммутатора 3 и на вход ис. следуемого объекта 2, а с синхронизирующеГо выхода — на синхронизирующий вхсд преобразователя кодвременной-интервал 7. С выхода ком-. мутатора через аттенюатор 4 сигнал поступает на вход стробоскопического преобразователя 5, выполненного, например, на основе туннельного диода, работающего в триггерном режиме. В момент прихода стробирующих импульсов с выхода формирователя 6, формирующего последовательность парных коротких им- пульсов, временной сдвиг между которыми определяется кодом числа, поступающего из вычислительного блока 13, представляющего собой, например, мини-3ВМ с введенной программой измерения, через устройство . связи 9 в распределитель 8. В вычислительном блоке в соответствии с программой измерения формируется код, в соответствии с которым распределитель, представляющий собой набор дешифраторов и управляемый ими муль-. типлексор, передает код, характеризующий момент преобразователя, на вход преобразователя код-временной интервал, При этом стробоскопический преобразователь производит сравнение сигнала íà его сигнальном входе с сигналом на компенсирующем входе, поступающим с выхода цифроаналогового преобразователя 11 через управляемый масштабный преобразователь 12. Преобразователь кодвременной интервал вырабатывает последовательность парных импульсов, временной сдвиг между которыми задается кодом на его входе. Эти импульсы подаются на формирователь стробирующих импульсов, с помощью которых в стробоскопическом преобразователе происходит стробирование мгновенных значений исследуемого сигнала. Причем мгновенное значение сигнала, определяемое моментом прихода нечетных стробирующих импульсов, принимается за основное х, мгновенное значение сигнала, определяемое моментом прихода четных стробирующих импульсов, принимается за нулевое х .

5

С выхода стробоскопического преобразователя на вход вычислительного блока через устройство связи поступает сигнал логического О или

"1" в зависимости от того, больше или меньше порогового уровня дискретного элемента стробоскопического преобразователя сумма сигналов на

era компенсирующем измерительном и стробирующем входе. В запоминающем устройстве отводится регистр

P, N, к содержимому которого прибавляется или вычитается единица при приходе сигнала нуля или единицы соответственно с выхода стробоскопического преобразователя в момент прихода нечетных стробирующих импульсов в регистр P„N, с содержимым которого производится та же операция в момент прихода четных стробирующих импульсов. Измененное содержимое этих регистров через устройство связи поступает поочередно на вход распределителя, откуда согласно признаку, помещенному в их код, передается на вход цифроаналогового преобразователя, причем код содержимого Р М поступает в момент прихода нечетйых стробирующих импульсов, а код содержимого Р Н - в момент прихода четных стробирующих импульсов, что осуществляется синхронизацией распределителя с преобразователем код-временной интервал. В результате перечисленных операций в упомянутых регистрах вычислительного блока, т.е ° на входе-цифроаналогового преобразователя, происходит изменение кода, что приводит к изменению сигнала компенсации на входе стробоскопического преоберазователя до тех пор,. пока не эакончится процесс компенсации и сигнал на его компенсирующем входе не станет пропорционален мгновенному значению х в момент прихода нечетных стробирующих импульсов, и мгновенному значению х — в момент прихода четных стробирующих импульсов.

Момент окончания компенсации опреде ляется процессором вычислительного блока путем вычисления соотношений

-„Е ЦР,.Б„,(; <))- Р,.N,„Д) с 1; где (г h(iial) Р,N,„.) 3 10863 (Р N. 1- число, содержащееся

Г П(1+ф в регистре P N на (i+1) -ом шаге компенсации; (,„ Р N, ) — число, содержащее,) ся в регистре Р И„ г в на 1-ом шаге компенсации; число, содержащееся в регистре Рг N на (i+ I) îì шаге компенсации; число, содержащееся в регистре PrNo на i îì шаге компен- 15 сации; число шагов анализа до тех пор, пока не станет выполняться соотношение (1). В регистре

P N о при этом содержится число М а в регистре P N — число М . ИроГ ъ rn цессор вычислительного блока вычисляет соотношение о

I-Š— М 1- E (2)

jI„ — М с

Если соотношения (2) выполняются, то это означает, что статический коэффициент преобразования измерителя равен номинальному значению, тогда в качестве результата измерения текущего мгновенного значения применяется вычисляемая процессором разность N окончания компенса30 ции .

Приведенные соотношения означают, что если компенсация произошла, то в среднем за и шагов анализа (вычитаний предыдущего результата измерения из данного) число, пропорциональное мгновенному значению, 25 не изменится более чем на единицу. После окончания компенсации мгновенных значений исследуемого сигнала (в Рг N содержится Ьа, в о

РгМ „„— Ещ) из вычислительного блока через устройство связи поступает код команды, который через распределитель проходит на управляющий вход коммутатора, в результате чего на вход аттенюатора поступает сигнал с выхода образцового цифроаналогового преобразователя и начинается процесс компенсации калибровочных значений. На вход образцового цифроаналогового преобраэо40 вателя поочередно через время, кратное периоду повторения исследуемого сигнала, поступают коды чисел Lo и Ещ из регистров РГИойи P N ï (пр чем ход иэ P„N проходит синхронно с нечетными, а код из РгИ o — четныЯ5 ми стробирующими импульсами), в которые после окончания компенсации мгновенных значений исследуемого сигнала заносится информация из

Рг N o и Рг И „, соответственно. Компен50 сация калибровочных значений производится аналогично компенсации мгновенных значений исследуемого сигнала добавлением результата сравнения стробоскопического преобразователя в регистре РгNo и Р И,,„ с поочередной передачей их содержимого на вход цифроаналогового преобразователя т Е а

Значение N г индицируется входящим в вычислительный блок блоком индикации, а на вход преобразователя код-временной интервал поступает код следующего временного сдвига, и начинается новый цикл измерения мгновенного значения исследуемого сигнала.

Если соотношения (2) не выполняются, то в зависимости от знака разностей (L - Mo) и (L M®) в регистры Р П и РгПп добавляется — 1, если разность больше нуля, и +1, если разность меньше нуля.

Код числа, содержащегося в Р„ПО, подается на управляющий вход управляемого масштабного преобразователя синхронно с четными стробирующими импульсами, а код числа, содержащегося в Р„П, подается на управляющий вход управляемого масштабного .преобразователя синхронно с нечетными стробирующими импульсами.

Коммутатор в соответствии с программой измерений по команде иэ вычислительного блока подключает через аттенюатор, используемый для улучшения условий согласования измерительного тракта, расширения динамического диапазона стробоскопического цифрового измерителя и уменьшения его влияния на исследуемый объект, выход задающего генератора на измерительный вход стробоскопического преобразователя. При этом начинается компенсация мгновенных значений х0 и х, с измененным коэффициентом преобразования.

Результаты компенсации (3 „, Е,1 подаются на вход образцового цифГ

1086392

Корректор A. Гриценко

Редактор Л.Повхан Техред С.Мигунова

Заказ 3152 Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 роаналогового преобразователя, выход которого по команде из вычислительного блока после окончания компенсации подключается коммутатором ко входу аттенюатора. Начинается про- 5 цесс компенсации калибровочных значений М „и М1 „, после которого вычисляются разности (2), изменяются содержимые Р. П „ и Р П„, весь цикл повторяетея снова до тех пор,пока не ста-1О нут выполняться соотношения (2).

При определении свойств исследуемого объекта, например четырехполюсника, с помощью стробоскопического цифрового измерителя в запоминающее устройство вычислительного блока вводятся массивы мгновенных значений сигналов на его входе и выходе, измеренные в соответствии с изложенным, затем по программе обработки определяются его метрологические характеристики.