Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического быстродействующего измерения с повышенной точностью центральной частоты, полосы пропускания, добротности различных узкополосных и широкополосных радиотехнических устройств и элементов и может быть использовано для измерения емкости, индуктивности, тангенса угла потерь и других параметров различных электрических цепей и элементов. Целью изобретения является повышение точности измерений без снижения их быстродействия. Автоматический измеритель содержит управляемый по частоте генератор 1, частотный модулятор 2, управляемый аттенюатор 3, клеммы 4 для подключения исследуемых радиотехнических устройств и элементов 5. амплитудный демодулятор 6, блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, формирователь 8 управляющих импульсов, времяамплитудный преобразователь 9 и синхронный демодулятор 10. Введение частотно-кодового преобразователя 11, вычислителя (микроЭВМ) 12, блока 13 отображения информации и моностабильного элемента 14 существенно повышает точность измерений за счет преобразования достоверной аналоговой информации в цифровой код с последующей его обработкой в вычислителе и практически полностью исключает основные составляющие погрешности измерений, обусловленные разрядом синхронных демодуляторов , а также нелинейностью характеристики управления управляемого по частоте генератора. 2 з.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл. сл С vi СП о 00 СА СО

(19) (1!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s G 01 R 27/26 .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪ|ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4440043/21 снижения их быстродействия."Автоматиче(22) 13.06.88 ский йзмеритель содержит управляемый по (46) 23.08.92. Бюл. М 31 . частоте генератор 1; частотный модулятор 2, (71) Минский радиотехнический институт управляемый аттенюатор 3, клеммы 4 для (72) В.Л.Свирид . - . подключения исследуемых радиотехниче(56) Авторское свидетельство СССР ских устройств и элементов 5, амплитудный

hL 1071972, кл. 6 01 R27/26, 1982. - демодулятор 6. блок 7 формирования йорАвторское свидетельство СССР мированных характеристик первой и второй

М 1681278, кл, 6 01 R 27/26, 28.06.88. производных, формирователь 8 управляющих импульсов, времяамплитудный преоб(54)АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПА- разователь9 и синхронный демодулятор 10.

РАМЕТРОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТ- Введение частотно-кодового преобразоваРОЙСТВ И.ЭЛЕМЕНТОВ . . теля 11, вычислителя (микроЭВМ) 12, блока (57) Изобретение относится к устройствам 13 отображения информации и моностадля автоматического быстродействующего бильного элемента 14 существенно повышаизмерения с повышенной точностью цент- ет точность измерений за счет ральной частоты, полосы пропускания, до- преобразования достоверной аналоговой..

-бротности различных узкополосных и информации в цифровой кодс последующей широкополосных радиотехнических уст- его обработкой в вычислителе и практичеройств и элементов и может быть использо- ски полностью исключает основйые составвано для измерения емкости, ляющие погрешности измерений, индуктивности, тангенса угла потерь и дру- обусловленные разрядом синхронныхдемогих параметров различных электрических дуляторов, а также нелинейностью характе-" цепей и элементов. Целью изобретения яв- ристики управления управляемого по ляется повышение точности измерений без частоте генератора. 2 з.п.ф-лй, 5 ил., 1 табл. 4

1756833

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, предназначено для автоматического быстродействующего измерения с повышенной точностью центральной частоты, полосы пропускания и/или добротности различных узкополосных и широкополосных радиотехнических устройств (резонансных усилителей, усилителей промежуточной частоты, полосовых активных фильтров и т.д,) и элементов (колебательных контуров, полосовых фильтров и т.д.), имеющих классический вид амплитудно- частотных характеристик, и может быть использовано для измерения емкости, индуктивности, тангенса угла потерь и других параметров различных электрических цепей и элементов, а также центральной частоты настройки и полосы пропускания на определенных уровнях различных радиотехнических устройств с произвольной фор20 мой амплитудно-частотных характеристик, описываемых аналитически.

Цель изобретения — повышение точность измерений без снижения их быстродействия. ров радиотехнических устройств и элементов; на фиг,2 — структурная схема формирователя управляющих импульсов; на фиг.3 — структурная схема частотно-кодового преобразователя; на фиг.4 — диаграм30 мы, поясняющие принцип работы измерителя; на фиг,5 — структурная схема реализации алгоритма работы микроЭБМ.

Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов (фиг.1) содержит управляемый по частоте генератор 1, частотный модулятор

2, управляемый аттенюатор 3, клеммы 4 для подключения исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5, амплитудный демодулятор 6 и блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, формирователь 8 управляющих импульсов, нре ляамплитудный преобразователь 9, синхронный демодулятор 10, частотно-кодовый преобразователь

11, микроЭВМ 12, блок 13 отображения информации и моностабильный элемент 14.

Формирователь 8 управляющих импульсов (фиг.2) содержит управляемый уси50 литель 15, источник 16 опорного напряжения, первый 17, второй 18 и третий

19 компараторы, первый 20 и второй 22 элементы И, первый 22, второй 23 и третий 24 элементы ИЛИ, дифференцйрующий узел

25. первый 26, второй 27 и третий 28 RSтриггеры.

На фиг.1 представлена структурная схе- 25 ма автоматического йзмерителя параметПри этом свободные входы второго 18 и третьего 19 компараторов и информационный вход управляемого усилителя 15 являются соответстве: гно первым 29 и вторым 30 информационными входами формирователя 8 управляющих импульсон, а один из входов третьего элемента ИЛИ 24 — его управляющим входом 31. Объединенные вторые входы второго 23 и третьего 24 элементов ИЛИ, вход дифферен цирующего узла 25 и R-вход перного RS-триггера 26 являются установочным числом 32 формиропателя 8 управляюших импульсов, прямой выход второго RS-триггера 27, инверсный выход третьего RS-триггера 28, выход второго элемента ИЛИ 23 и выход первого элемента ИЛИ 22 — его соответственно первым 33, вторым 34, третьим 35 и четвертым 36 выходами.

Частотно-кодовый преобразователь 11 (фиг.3) содержит узел 37 формирования импульсон, узел 38 формирования образцовых интервалов времени, триггер 39 синхронизации, элемент И 40, двоичный счетчик 41, дифференцирующий узел 42 моностабильный элемент 43, информационный 44, устаноночнь1й 45, управляющие 46 и

47 входы и одиночные выходы 48 — 50

Автоматический измеритель параметрон радиотехнический устройств и элементов работает следующим образом.

B таблице приведены георетические соотношения, описывающие метод измерения параметрон различных типов радиотехнических устройств и элементов.

Все подсистемы и функциональные блоки автоматического измерителя (фиг.1) приводятся в исходное состояние от вычислителя 12 посредством моностабильного элемента 14 при подключенном к клеммам 4 исследуемом радиотехническом устройстве или элементе 5, представляемом в ниде четырехполюсника, вход которого соединяется с первой клеммой, общая шина— с второй клеммой, а выход — с третьей клеммой.

Для подготовки к работе вычислителя

12 необходимо выполнить ряд общеизвестных операций, Первоначально отредактированная программа вычислений параметров исследуемых радиотехнических устройств и элементов (фиг.5) (текст программы прилагается) совместно с алгоритмическим языком, на котором работает вычислитель. например БЭЙСИК, записывается в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в данном случае на магнитную ленту, где и подложит хранению, При этом отладка программы может производиться с помощью

1756833

30 вателя 8 управляющих импульсов единично- 35

50 элемента памяти, независимо от наличия в 55 больших 3ВМ на алгоритмических языках высокого уровня.

Перед каждым новым включением в работу автоматического измерителя информация с ПЗУ перезаписывается в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), затем по соответствующей команде (для этого используется клавиша "Пуск" ) вызывается данная программа и на экране блока 13 отображения информации появляется комментарий, указывающий оператору . порядок действий.

В дальнейшем в соответствии со структурной схемой (фиг.5) реализации алгоритма работы вычислителя 12 последовательно во времени в диалоговом режиме с клавиатуры осуществляется ввод типа К радиотехнического устройства или элемента 5, числа

N каскадов в нем и уровня G отсчета полосы пропускания. После ввода данной информации на первом выходе вычислителя 12 появляется короткий импульс, который запускает в работу моностабильный элемент 14.

Импульс(фиг.4а) с выхода моностабильного элемента 14, поступая на установочные входы блока 7 формировайия нормированных характеристик первой и второй производных, формирователи 8 управляющих импульсов и частотно-кодового преобразователя 11, своим передним фронтом устанавливает указанные функциональные блоки в исходное состояние с образованием на втором выходе формирого потенциала (фиг.4б), а на всех остальных егс выходах, за исключением третьего,— нулевых потенциалов. На третьем выходе формирователя 8 управляющих импульсов импульс (фиг.4а) моностабильного элемента

14 повторяется и передается на первый управляющий вход частотно-кодового преобразователя 11, благодаря чему на всех выходах данного преобразователя 11 устанавливаются нулевые потенциалы

МикроЭВМ 12, не получая в данной ситуации по управляющему входу информацию, осуществляет непрерьiвный опрос готовности данных на его информационных входах. При этом в блоке 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных в течение длительности запускающего импульса (фиг.4а) происходит разряд собственного емкостного нем информации (как правило, в первоначальный момент времени она отсутствует), и каналы, формирующие производные, приобретают максимальный коэффициент передачи, а образуемое на третьем выходе

15 данного блока 7 напряжение, поступая на управляющий вход, переводит управляемый аттенюатор 3 в режим максимального коэффициента передаЧи.

Единичный потенцйал (фиг.46), образованный на втором выходе формирователя 8 управляющих импульсов переводит синхронный демодулятор 10 в режим информации с выхода времяамплитудного преобразователя 9. Времяамплитудный преобразователь 9, реализующий функцию линейного преобразования импульсных сигналов в пилообразные, выполнен на основе аналогового интегратора со сбросом и его разрядный ключ управляется анализируемым сигналом, полученным на первом выходе формирователя 8 управляющих импульсов и поэтому он йе нуждается в стирании информации извне. В связи с тем, что в данный момент времени на первом выходе формирователя 8 управляющих импульсов потенциал отсутствует, времяамплитудный преобразователь 9 находится в режиме саморазряда и формирует на своем выходе нулевой потенциал, который. посредством открытого для приема информации синхронного демодулятора 10 воздействует на управляемый по частоте генератор 1 и смещает er.o частоту в область нижней границы частотного диапазона работы автоматического измерителя, определяющейся схемотехническими решениями генератора.1, Напряжение несущей управляемого по частоте генератора 1, взаимодействуя в частотном лодуляторе 2 с синусоидальным напряжением, поступающим на модуляционныЙ Вход с BToporo Выхода блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, приобретает частотную модуляцию с малой девиацией и воздействует на управляемый аттенюатор 3, который, реализуя максимальный коэффициент передачи из-за того, что на его управляющем входе действует соответствующее напряжение с третьего выхода блока 7, передает этот сигнал посредством клемм 4 на вход исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 и, таким образом, подготавливает к работе подсистему формирования аналоговой измерительной информации.

Исследуемое радиотехническое устройство или элемент 5, обладая собственной центральной частотой, как правило, отличной от исходной частоты несущей управляемого по частоте генератора 1, не пропускает частотно-модулированный испытательный сигнал на свой выход и, следовательно, не образует полезной информации на выходе амплитудного демо1756833

20 дулятора 6. В результате на информационном входе блока 7 формированил нормированных характеристик первой и второй производных сигнал отсутствует и это способствует сохранению максимальных коэффициентов передачи как блока 7, так и управляемого аттенюатора 3 в течение некоторого интервала времени, даже и после окончания действия запускающего импульса (фиг.4а).

В рассматриваемой ситуации сигнал на первом выходе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных отсутствует также и потому, что выполняемые в данном блоке функции пока реализуются не в полном обьеме. Блок

7 производит операцию быстрого нормирования характеристик (до наступления первого перехода через нуль второй производной), вырабатывает синусоидальное модулирующее напряжение для подсистемы формирования аналоговой измерительной информации (операция частотной модуляции с малой девиацией реализуется путем подачи сигнала с второго выхода блока 7 на модуляционный вход частотного модулятора 2} и осуществляет синхронную селекцию первой и второй гармонических составляющих этого модулирующего сигнала независимо от его фазы (первая и вторая гармонические образуются 30 в результате взаимодействил частотно-модулированного испытательного сигнала в исследуемом радиотехническом устройстве или элементе 5 и амплитудном демодуляторе 6) с последующей операцией инвертированил только второй гармонической и фаэочувствительной демодуляции, восстанавливающей утраченную ранее фазовую компоненту первой и второй гармонических составляющих модулирующего сигнала, пропорциональных первой и второй производным от амплитудно-частотной характеристики.

В блоке 7 операции нормирования напрямую подвергаетсл лишь характеристика второй производной путем обеспечения сквозного коэффициента передачи всей подсйстемы формирования аналоговой изМерительйой информации, не завислщего от величины добротности исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5.

Операции нормирования амплитудно-частотной характеристики и характеристики первой производной осуществляются косвенно, благЬдаря (реализации характеристи- 55 ки управления управляемого аттенюатора 3 с постоянным угловым коэффициентом и равным угловым коэффициентам последовательно соединенных двух идентичных регулирующих блоков подсистемы нормирования, входящей в состав блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, так как при этом распределение коэффициентов передачи между всеми блоками, участвующими в регулировании сквозного коэффициента передачи подсистемы формированил аналоговой измерительной информации, происходит равномерно, Из-за отсутствил в рассматриваемый интервал времени сигналов на информационном входе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных отсутствуют сигналы также и на его первом и четвертоМ выходах несмотрл на то, что коэффициенты передачи данного блока и управляемого аттенюатора остаютсл максимальными. Зто определлет неизменность установившихся сигналов на выходах формирователя 8 улравллющих импульсов и, следовательно, на выходах частотно-кодового преобразователя 11.

По окончании переходных процессов в рассматриваемых подсистемах и функциональных блоках и истечении длительности импульса (фиг.4а) блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, возвращаясь в исходное состояние, разрывает соответствующую цепь разряда собственного емкостного элемента памлти и подготавливается к приемуинформации, Одновременно с этим в момент окончания действия запускающего имлульса (фиг,4а) в формирователе 8 управляющих импульсов формируетсл остроконечный импульс (фигов), который приводит к образовани|о на его первом выходе единичного потенциала (фиг.4г). Данный единичный потенциал, подвергаясь преобразованию во времламплитудном преобразователе 9 в линейно нарастающее напряжение (фиг,4д), через открытый длл приема информации синхронный демодулятор 10 передается на вход управляемого по частоте генератора 1.

По иере возрастанил линейно нарастающего напряжения (фиг.4д) и, следовательно, увеличения частоты несущей управляемого по частоте генератора 1, а также образования частотно-модулированного испытательного сигнала в частотном модуляторе 2 и беспрепятственной его передачей через управляемый an.енюатор 3 на вход исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5, подключенного в клеммам 4, приступает к работе подсистема формирования аналоговой измерительной информации. При приближении частоты несущей частотно-модулированного испытательного сигнала к полосе пропускания исследуемого

1756833

10 радиотехнического устройства или элемента 5 на его выходе появляется сложный, изменяющийся но времени по амплитуде в соответствии с формой амплитудно-частотной характеристики частотно-модулированный сигнал. Этот сигнал, взаимодействуя в амплитудном демодуляторе G, образует постоянную составляющую и ряд гармонических составляющих модулирующего сигнала, в том числе первую и вторую, пропорциональные соответственно первой и второй производным от амплитудно-частот.ной характеристики, которые беспрепятственно передаются с основного выхода демодулятора 6 на вход блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, Постоянную составля1ощую, пропорциональную амплитудночастотной характеристике исследуемых

20 радиотехнических устройств или элементов

5, можно наблюдать на дополнительном выходе (не показан) амплитудного демодулятора б.

Блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производ- 25 ных, осуществляя синхронную фазонечувствительную селекцию первой и второй гармонических составляющих, образует синусоидальные сигналы в виде отфильтро30 ванных копий первой и второй гармонических составляющих с сохранением их фазовых соотношений, которые затем, подвергаясь каждая в отдельности операции синхронной фазочувствительной

35 демодуляции, превращается в постоянные составляющие, пропорциональные первой и второй производным от амплитудно-частотной характеристики. Получаемые постоя нные составляющие проявляются

40 соответственно на четвертом и первом выходах блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных.

Образуемая постоянная составляющая, пропорциональнал второй производной, приводит в действие блок 7 по выполнению операции нормированил характеристик; при этом коэффициенты передачи управляемого аттенюатора 3 и блока 7 изменяются

50 так, чтобы вустановившемся режиме максимальный уровень сигнала. пропорциональ- ный характеристике второй производной, устанавливалсл независимо от величины

В результате выполнения операции нормирования образуемый на первом выходе блока 7 сигнал может совершать колебапараметров исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 вблизи эна- 55 чения опорного напряжения Uo (фиг.4з), задаваемого внутри блока 7. тельный процесс (фиг.4з) вблизи уровня опорного напряжения Uo, который, не выходя за границу допуска, заканчивается, как правило, не позднее момента времени t, когда характеристика второй производной достигает первой экстремальной точки (максимума). В соответствии с этим процессом происходит изменение уровней сигналов, пропорциональных амплитудно-частотной характеристике (фиг.4е) и характеристике первой производной (фиг,4ж). Данные сигналы можно наблюдать соответственно на дополнительном выходе амплитудного демодулятора 6 и четвертом выходе блока 7, С момента времени t (фиг.4з) блок 7 в целом (по первому, третьему и четвертому выходам) и, следовательно, управляемый аттенюатор 3 переходят в режим фиксированного коэффициента передачи и в дальнейшем амплитудно-частотная характеристика и характеристика первой и второй производных приобретает нормированный вид (полный вид кованных

° дл нормированных характеристик, U u U показан на фиг.4е,ж,з шриховыми линиями, на которые наложены сплошные линии, отражающие изменение поведения данных характеристик при работе автоматического измерителя в динамическом режиме).

Образуемые на первом и четвертом выходах блока 7 сигналы, соответствующие нормированным характеристикам первой и второй производных, поступают соответственно на первый и второй информационные входы формирователя 8 управляющих импульсов, и в момент времени t> (фиг.4э), когда первая производная (фиг,4 ж) достигает

caoet.o максимальноro значения, а вторая производнэл (фиг.4з) переходит через нуль, на четвертом выходе формирователя 8 образуется импульс (фиг.4к) весьма малой длительности, а на втором выходе — низкий потенциал (фиг.4б). Короткий импульс, поступая на второй управляющий вход частотно-кодового преобразователя... 11, подготавливает его к работе, а низкий потенциал — переводит синхронный демодулятор 10 в режим хранения накопленной информации, Синхронный демодулятор 10, перешедший в рассматриваемый момент времени t> (фиг,4з) в режим хранения, сохраняет накопленную информацию в виде постоянного напряжения, что прекращает перестройку управляемого по частоте генератора 1 и вынуждает его формировать частоту f> (фиг.4д), в точности соответствующую первой координате перехода через нуль второй производной от амплитудно-частотной характеристики исследуемых радиотехн и1756833 ческих устройств или элементов 5. При этом амплитудно-частотная характеристика в течение некоторого интервала времени остается на неизменном уровне, соответствующем уо (фиг,4е), первая производная скачком изменяется от максимального до нулевого значения (фиг.4ж), а вторая производная остается на нулевом уровне (фиг.4э).

Частотно-кодовый преобразователь 11, непрерывно воспринимающий по информационному входу информацию от управляемого по частоте генератора 1 и получивший в рассматриваемый момент времени t1 (фиг.4з) разрешение на работу, формирует образцовый по длительности одиночный синхронизирующий импульс (фиг.4н), в течение которого осуществляется преобразование поступающей частоты f1 в цифровой код. Получаемый цифровой код на групповых выходах частотно-кодового преобразователя 11 передается на соответствующие информационные входы микроЭВМ 12.

По окончании формирования одиночного синхронизирующего импульса {фиг.4н) на первом и втором одиночных выходах частотно-кодового преобразователя 11 образуются соответственно остроконечный и прямоугольный импульсы (совмещенные импульсы, показанные на фиг,4о). Короткий импульс, передаваясь на уп равля ющий вход формирователя 8 управляющих импульсов, -вызывает появление на его втором выходе ,HQBa единичного потенциала (фиг.4б), переводящего синхронный демодулятор 10 в режим приема информации. Последний при этом скачком изменяет напряжение на своем выходедо уровня выходного напряжения времяамплитудного преобразователя 9, которое все зто время непрерывно возрастает по линейному закону (фиг.4д). Полученное приращение напряжения в синхронном демодуляторе 10 вызывает скачкообразное измененйе частоты управляемого по частоте генератора 1; что приводит к приращению напряжений на выходе амплитудного . демодулятора 6, а также на первом и четвер. том выходах блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных до значений нормального хода амплитудно-частотной характеристики (фиг.4е), первой и второй пр оиэводных (фиг.4ж,з соответственно), который в дальнейшем протекает без особенностей, Прямоугольный импульс (фиг.4о) опре. деленной длительности, получаемый на втором Одиночном выходе частотно-кодового преобразователя 11 и свидетельствующий о готовности данных в виде цифровой изме10 пульса на втором одиночном выходе частот15 но-кодового преобразователя l1

30 рительной информации, воспринимается управляющим входом микроЭВМ 12. При этом микроЭВМ 12 перезаписывает(осуществляет ввод частоты F1 в соответствии со структурной схемой алгоритма, показанной на фиг.5) хранящуюся в частотно-кодовом преобразователе 11 информацию о значении частоты

f< первой координаты перехода через нуль второй производной в соответствующую ячейку оперативной памяти, где и подлежит хранению для последующих вычислений

После выполнения данной операции и окончания действия прямоугольного иммикроЭВМ 12 снова осуществляет непрерывный опрос готовности данных до тех пор, пока не будет получена достоверная информация о второй координате перехода через нуль характеристики второй произ водной. Чтобы не было повторного ввода преж : IQA информации длительность упомя нутого прямоугольного импульса (фиг,4о) контролируется микроЭВМ 12, и только после прекращения его существования с последующим возобновлением возможен ввод новых данных (достигается программными средствами), Выходное напряжение (фиг.4д) времяамплитудного преобразователя 9, продолжая нарастать, активизирует работу подсистемы формирования аналоговой измерительной информации, и эта активизация будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на первом выходе блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных не достигнет требуемой точки перехода через нуль характеристикии второй производной (момента времени t2, показанного на фиг.4з).

Если амплитудно-частотная характеристика исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 имеет вид многогорбой кривой, например такой, которая показана на фиг.4е, то нормированные характеристики первой и второй производных (фиг.4ж,э) могут иметь ряд экстремальных точек и переходить через нуль несколько раз. В случае идеально плоской вершины исследуемых амплитудно-частотных характеристик нормированные характеристики первой и второй производных дополнительных экстремальных точек и точек перехода через нуль не имеют. Независимо от .этого, благодаря выбору рационального режима работы формирователя.8 управляющих импульсов, удается отыскать требуе лую вторую координату перехода через нуль нормированной характеристики второй производной при

1756833

14 практически произвольной форме амплитудноо-частотных характеристик исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5.

В момент т2 (фиг.4з), когда нормирован- 5 ная характеристика второй производной переходит через нуль, одновременно на третьем и четвертом выходах формирователя 8 управляющих импульсов появляется импульс (фиг.4п) весьма малой длительно- 10 сти, а на первом и втором выходах устанавливаются низкие потенциалы (фиг.4б,г).

Короткий импульс, поступая одновременно на первый и второй управляющие входы, осуществляет в частотно-кодовом преобра- 15 зователе 11 полное стирание хранимой цифровой измерительной информации, приводя его к исходному состоянию, и подготавливает его к очередному циклу работы.

Низкий потенциал (фиг.4б), воздействуя на 20 управляющий вход, переводит синхронный демодулятор 10 в режим хранения накопленной информации, а низкий потенциал (фиг.4г) с первого выхода формирователя 8 управляющих импульсов переводит время- 25 амплитудный преобразователь 9 в режим саморазряда собствейного накопительного элемента интегратора, при котором напряжение на его выходе начинает убывать по экспоненте (экспонента в виде штриховой 30 линии, изображенная фиг.4д).

Переход синхронного демодулятора 10 . в момент времени т2(фиг.4з) в режим хранения информации в аиде постоянного напря.- жения сопровождается снова 35 прекращением перестройки управляемого по частоте генератора 1 и формированием на его выходе сигнала с частотой f2 (фиг.4д), в точности соответствующей искомой второй координате перехода через нуль норми- 40 рованной характеристики второй производной. В связи с этим амплитудночастотная характеристика в течение некото- . рого интервала времени остается на неизменном уровне, соответствующем ф 45 (фиг.4е), при котором первая и вторая производные приобретают нулевые значения.

Если бы напряжение на выходе время. амплитудного преобразователя 9 продолжала непрерывно нарастать по линейному 50 закону (штриховая линия, составляющая продолжение сплошной, показанная на фиг.4д), а синхронный демодулятор 10 находится в режиме приема информации, тО форма амплитудно-частотной характери- 55, стики, а также характеристик первой и вто-. рой производных приобрела бы нормальный вид (обсуждаемые части харак: теристик изображены на фиг.4е,ж,з штриховыми линиями, составляющими продолжение сплошных линий).

Подготовленный коротким импульсом (фиг,4п) с четвертого выхода формирователя

8 управляющих импульсов к очередному циклу работы частотно-кодовый преобразователь 11 спустя некоторый интервал времени снова формирует образцовый по длительности одиночный .синхронизирующий импульс (фиг.4н), в течение которого осуществляется описайным образом преобразование в цифровой код поступающей от управляемого по частоте генератора 1 частоты f2, соответствующей второй координате перехода через нуль нормированной характеристики второй производйой. Код этой частоты, получаемый на групповых выходах частотно-кодовоЮ йреобразователя

11 в момент прекращения действия синхронизирующего импульса; в дальнейшем сохраняется и передается в микроЭВМ 12.

Короткий импульс (фиг.4о), получаемый в тот же момент времени.йа первом одиночном выходе частотно-кодового преобразователя 11, воздействуя на управляющий вход, образует на втором выходе формирователя 8 управляющих импульсов единичный потенциал (фиг.4б), который переводит синхронный демодулятор 10 в режим приема информации. Вместе с этим на втором одиночном выходе частотйо-кодового преобразователя 11 формируется прямоугольный импульс (второй прямоугольный импульс, совмещенный с остроконечным и показанный на фиг.4о), который поступает на управляющий вход микроЭВМ 12. При этом микроЭВМ 12 перезаписывает(осуществляет ввод частоты F2 в соответствии со структурной схемой алгоритма, представленной на фиг,5) хранящуюся в частотно-кодовом преобразователе 11 цифровую информацию о значении частоты f2 второй координаты перехода через нуль второй производной в соответствующую ячейку своей оперативной памяти и приступает к выполнению программы по непосредственному вычислению искомых параметров исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 в соответствии с заданным алгоритмом (фиг.5).

Переход синхронного демодулятора 10 в режим приема информации сопровождается быстрым саморазрядом собственного накопительного элемента:, и напряжение на его выходе снижается по экспоненте от уровня, соответствующего частоте fz (фиг.4д), до уровня выходного напряжения времяамплитудного преобразователя 9, которое, возможно, еще не успело уменьшиться до нулевого значения (экспонента в виде

1756833

15

40

50 штриховой линии, показанная на фиг.4д), Убывающее выходное напряжение синхронного демодулятора 10 вызывает автоматическое уменьшение частоты управляемого по частоте генератора 1, и следовательно, возвращение в исходное состояние подсистемы формирования аналоговой измерительной информации, что сопровождается изменением сигналов на выходах амплитудного демодулятора 6 и четвертом и первом выходах блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, вид которых с точностью до масштабного коэффициента; учитывающего скорость перес ройки частоты несущей частотно-модулированного испытательного сигнала, представляет собой зеркальное отобра>кение полученных ранее нормированных характеристик: амплитудно-частотной (фиг.4е), первой (фиг,4ж) и второй (фиг,4з) производн ых

При данных условиях вторая производная может достигать своего экстремального (выше нулевого) значения, что может вызвать срабатывание подсистемы нормирования блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных и осуществление описанной операции подстройки коэффициентов передачи блока 7 и управляеглого аттенюатора 3, однако этот процесс не имеBY никакого значения, так как происходит эа пределами рабочего интервала времени, когда подсистема формирования аналоговой измерительной информации по существу возвращается в исходное состояние, Кроме того, на временном Ml.ггервале t2-t1, соответствующем полосе и ропускания Г1 .(фиг;4е), в пределах которой вторая производная имеет ряд максимумов, срабатывание подсистемы нормирования не происходит за счет выбора соответствующей постоянной времени функциональнь1х блоков, входящих в состав подсистемы нормирования блока 7..

По истечении определенного интервала времени, когда выходное напряжение синхp0HHorO деглодулятора 10 и напряжение на первом выходе блока 7 формирования HDpмированных характеристик первой и второй производных приблизятся к нулевому значению, частота несущей управляемого по частоте генератора 1 возвратится в область нижней границы частотного диапазона ра-. боты измерйтеля, а коэффициейты передачи блока 7 и управляемого аттенюатора 3 начнут постепенно увеличиваться по мере того, как будет происходить собственный разряд (в ожидании принудительного) элемента памяти подсистемы нормирования и изменение напряжения на третьем выходе блока 7 (на диаграммах, представленных на фиг.4, этот процесс не отражен), Процессы, протекающие в микроЭВМ

12, в дальнейшем сводятся к непосредственному вычислени1о искомых параметров по запрограмгиированным формулам (текст программы) с учетом соотношений, приведенных в таблице, для ранее введенных данных в виде соответствующих констант и данных, полученных в результате измерений, После окончания вычислений на экран блока 13 отобра>кения информации микроЭВМ 12 выводит величины введенных констант (тип радиотехнического устройства или элемента К; число каскадов И, используемых в исследуемом устройстве или элементе, уровень отсчета G полосы пропускания), а также значения вычисленных параметров в соответствуюгцих единицах измерения: центральной частоты 1=>э, полосы пропуска- ния Р и добротности Q — только для К =1. На этом цикл измсрений и вычислений заканчивается и микроЭВМ 12 переводится в режим Останов

В случае необходимости процесс вычислений и измерений может быть продал>кен при тех же данных, только при новом значении уровня отсчета полосы пропускания 6, при всех новых данных. В соответствии со струк урной схемой (фиг.5) реализации алгоритма работы при прежних данных микроЭВМ 12 на своегл первом одиночном выходе формирует единичный импульс и запускает описанным образом автоматический измеритель в работу с возобновлением измери- . тельной информации. Такой режим работы ; вычислителя 12 и автоматического измерителя в целом полезен при исследовании влияния различного рода факторов (температуры, влаги, давления и т.д.) на параметры радиотехнических устройств или элементов 5..

При всех новых данных рабата автоматического измерителя начинается с ввода этих данных, включая замену типа исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5, с последующим повторением всех рассмотренных операций. В случае необходимости получения информации только при новом значении уровня отсчета полосы пропускания автоматический измеритель в работу не запускается, а лишь вводится новое значение уровня отсчета G и вычислитель 12 при ранее полученной измерительной информации о координатах точек перехода через нуль характеристики второй производной; сохраняемой в ОЗУ, вычисляет новые значения параметров и вы17

1756833

5

35

55 водит их на экран блока 13 отображения информации, Формирователь 8 управляющих импульсов (фиг.2), используемый в предлагаемом автоматическом измерителе (фиг.1), работает следующим образом.

Первоначально запускающий импульс (фиг.4а) с выхода моностабильного элемента 14 (фиг.1), воздействуя на установочный вход 32 формирователя 8 управляющих импульсов (фиг.2) и поступая далее непосредственно íà R-вход первого RS-триггера 26 и через второй 23 и третий 24 элементы ИЛИ на R-входы второго 27 и третьего 28 RS-триггеров, своим передним фронтом устанавливает эти триггеры в исходное состоянйе с образованием на их прямых выходах нулевых потенциалов, а на инверсных выходахединичных. При этом на первом 33 и втором

34 выходах формирователя 8 управляющих импульсов образуются соответственно нулевой и единичный потенциалы (фиг.4г,б), на третьем выходе 35 дублируется запускающий импульс (фиг.4а), а на четвертом выходе 36 — потенциал отсутствует.

Из-за отсутствия в исходном состоянии автоматического измерителя (фиг,1) сигналов на первом 29 и втором 30 информационных входах формирователя 8 управляющих импульсов отсутствует сигнал и на выходе управляемого усилителя 15, формирующего в данный момент времени коэффициент передачи+К под влиянием единичного потенциала с инверсного выхода первого

RS-триггера 26. При этом первый компаратор 17 под действием только опорного напряжения источника 16 формирует на своем выходе также нулевой потенциал; который, передаваясь на первые входы первого 20 и. второго 21 элементов И, исключает возможность работы как второго 18, так и третьего

19 компараторов, несмотря на присутствие единичного потенциала с инверсного выхода первого RS-триггера 26 на втором входе второго элемента И 21. Находясь в нерабочем состоянии второй 18 и третий 19 компараторы не могут повлиять непосредственно или через первый 22 и второй 23 элементы

ИЛИ на состояние первого 26, второго 27 и третьего 28 RS-триггеров даже в том случае, если бы на их соответствующих входах Имелась информация.

В момент окончания действия запускающего ймпульса (фиг.4а) на выходе дифференцирующЬго узла 25 формируется остроконечный импульс (фиг.4в), который опрокидывает второй RS-триггер 27 с образованием на его прямом выходе и,-следовательно, на первом выходе 33 формирователя 8 управляющих импульсов единичного потенциала (фиг.4г).

Получаемый на первом информационном входе 29 формирователя 8 управляющих импульсов (фиг.2) сигнал (фиг.4э), пропорциональной нормированной характеристике второй производной, поступает далее на соответствующие информационные входы второго 18 и третьего 19 компараторов. В свою очередь, поступающий на второй информационный вход 30 сигнал, пропорциональный йормированной характеристике первой производной, после усиления без изменения фазы в управляемом усилителе 15, воздействует на один из входов первого компаратора 17 и непрерывно сравнивается в нем с опорным напряжением Uo источника 16. При достижении этим сигналом точки "1" нормированной характеристики первой производной, соответству1 ющей уровню опорного напряжения Uo (фиг.4ж), первый компаратор 17 срабатывает, формируя на своем выходе перепад напряжения положительной полярности, который впоследствии превращается в пря-. моугольный импульс (фиг.4и) с длительностью, равной времени пребывания первой производной на выходе управляемого усилителя 15 выше уровня опорного напряжения Uo .

t уровень опорного напряжения Uo источника 16 выбирают исходя из компромиссных соображений. С одной стороны, он должен быть несколько ниже самых максимальных по модулю значений первой производной, образуемых, как правило, на спадах амплитудно-частотной характеристики исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5. С другой стороны, он должен

40 быть несколько выше максимальных по модулю значений первой производной, возможно, образуемых внутри полосы пропускания исследуемых радиотехнических устройств или элементов при многогорбой амплитудно-частотной характеристике, например, такой, которая изображена на фиг.4е. Воэможность такого выбора существует всегда, так как крутизна скатов амплитудно-частотной характеристики, как правило, выше крутизны неравномерности в полосе пропускания исследуемых радиотехнических устройств или элементов, в противном случае определение параметров любыми методами,-в-том числе и исйользуемым в предлагаемом измерителе, становится проблематичным.

Для таких неординарных характеристик необходимо проводить дополнительные исследования и решать вопрос о правомерности использования тех или иных методов

1756833

20 оценки искомых параметров. В связи с вышеизложенным и тем, что уровень первой производной и других характеристик зависит от параметров исследуемых радиотехнических устройств или элементов, исключительную актуальность приобретает операция нормирования характеристик, используемая в предлагаемом измерителе, так как позволяет оптимальным образом выбрать требуемый уровень опорного напряжения 0о для конкретных условий измерений.

Получаемый на выходе первого компаратора 17 импульс (фиг.4и) передается через подготовленный для передачи информации второй элемент И 21 на стробирующий вход второго компаратора 18, подготавливая его к работе, и не проходит на стробирующий входтретьего компаратора 19 из -эа запрещающего сигнала, присутствующего в данный момент времени на . втором входе первого элемента И 20. Второй компаратар 18, получивший разрешение на выполнение операции сравнения и воспринимающий на себя, возможно, уже полностью установившееся значение нормированной характеристики второй производной, так как стробирующий импульс (фиг.4и) образовался несколько позже момента времени t (фиг.4з), пока не формирует на своем выходе никакого импульса. И толька в момент времени. t (фиг,4э), когда первая производная (фиг.4ж) достигнет своего максимального значения, а вторая производная переходит через нуль, этот компаратор срабатывает, формируя на своем выходе положительный перепад напряжения (фиг.4к).. Перепад напряжения (фиг.4к) пола>ки тельной полярности, получаемый на выходе второго компаратора 18, поступая непосредственно íà S-вход первого RS-триггера

26 и через первый элемент22 ИЛИ íà S-вход третьего RS-триггера 28, опрокидывает первый 26 и третий 28 RS-триггеры и передается на четвертый выход 36 форМирователя 8 управляющих импульсов. Низкий потенциал (фиг.4б), полученный при этом на инверсном выходе третьего RS-триггера 28, передается на второй выход 34 формирователя 8 управляющих импульсов, а исчезнувший высокий потенциал на инверсном выходе первого RS-триггера 26 исключает возможность дальнейшей передачи информации через второй элемент И 21 на страбирующий вход второго компаратора 18 и переводит управляемый усилитель 15 в режим инверсии фазы с коэффициентом пере. дачи-К;

При этом полярность напряжения, пропорционального первой производной, на выходе управляемого усилителя 15 изменяется на отрицательную (кривая в виде штри5 ховой линии, расположенная ниже нулевой оси на фиг.4ж), и первый компаратор 17 прекращает формирование первого стробирующего импульса, показанного на фиг.4и сплошной линией. Если бы данной инвер10 сии фазы не происходило, то первый компаратор 17 сформировал бы более длительный стробирующий импульс, заканчивающийся в точке "2" характеристики первой производной, соответствующей уровню опорного

15 напряжения Up (фиг.4ж), что отмечено на фиг.4 и штриховой линией. Несмотря на это, рассматриваемое приращение импульса на стробирующий вход второго компаратора

18 не прошло бы, так как второй элемент И

20 21 уже прекратил передачу информации на свой выход.

В результате быстротечности происходящих процессов переключения перепад напряжения, едва появившийся на выходе

25 второго компаратора 18, исчезает, заканчивая формирование импульса (фиг.4к) весьма малой длительности (в сравнении с относительно медленным процессом формирования нормированных характеристик первой

30 и второй производных), которая определяется временем распространения информа:ции в рассматриваемых функциональных блоках. Одновременно с этим короткий импульс, возможно, появляющийся на выходе

35 первого элемента И 20 из-за режима состязаний, когда единичный импульс (фиг.4л) с прямого выхода первого RS-триггера 26 может появиться на втором входе первого weмента И 20 несколько раньше, чем исчезнет

40 на ега первом входе импульс (фиг.4и) с выхода первого компаратара 17, может вызвать перевод третьего компаратора 19 в режим сравнения сигналов, однако значе ние второй производной (фиг.4з) в данной

45 ситуации несколько раньше становится ниже нулевого уровня и не вызывает появления на выходе третьего компаратора 19 каких-либо сигналов (инверсный вход третьem компаратора соединен с общей шиной

50 измерителя).

Остроконечйый импульс (фиг.4о), появляющийся на управляющем входе 31, передаваясь через третий элемент ИЛИ 24 на

R-вход, возвращает в исходное состояние

55 третий RS-триггер 28 с получением на ега инверсном выходе и, следовательно, на вто. ром выходе 34 формирователя 8 управляющих импульсов снова единичного потенциала (фиг.46). Эта активизирует работу автоматического измерителя и вызыва2t

1756833

22 ет изменение сигналов, пропорциональных пряжение (фиг.4з), соответствующее второй нормированным характеристикам первой и производной, на первом информационном второй производных, на втором 30 и первом входе 29 формирователя 8 управляющих им29 информационных входах формирователя пульсов остается на нулевом уровне, 8 управляющих импульсов, причем измене- 5 Быстрое иэменеййе напряжения на выние этих сигналов будет продолжаться до ходе управляемого усилителя 15 до уровня тех пор, пока напряжение на выходе управ- опорного напряженйя Uo источника 16 (c ляемого усилителя 15 не преодолеет уро- точки "4" до точки "5", отмеченных на вень опорного напряжения Оо (фиг.4ж) фиг.4ж), приводит к тому, что практически источника 16. 10 сразу или спустя некоторое непродолжиПри достижении выходным напряжени- тельное время после момента времени 12 ем управляемого усилителя 15 уровня опор- (фиг.4з), первый компаратор 17, возвращаного напряжения 0о (точка "3" на фиг.4ж), ясь в исходное состояние, заканчиваетфорвторично срабатывает первый компаратор мирование второго стробирующего

17, формируя на своем выходе положитель- 15 импульса(4и) на своем выходе, а это прекраный перепад напряжения, который затем щаетработу третьего компаратора 19. В репревращается, как отмечено, в положитель- . зультате быстро происходящих процессов ный импульс(фиг.4и), аналогичный первому. положительный перепад напряжения, едва

Получаемый второй импульс (фиг.4и) на вы- появившись на выходе третьего компаратоходе первого компаратора 17 беспрепятст- 20 ра 19, исчезает, заканчивая формирование венно проходит через подготовленный для импульса(фиг.4п) весьма малой длительнопередачи информации первый элемент И 20 сти (в сравнении с интервалом времени на стробирующий вход третьего компарато- tz-t1, соответствующим полосе пропускания ра 19 и не проходит через закрытый для П „.{фиг.4е) исследуемого радиотехническопередачи информации второй элемент И 21 25 го устройства или элемента 5 на уровне у0, на стробирующий вход второго компарато- которая определяется временем распростра 18, что не может вызвать срабатывание ранения информации в рассматриваемых последнего, несмотря на присутствие в дан- функциональных блоках. ный момент времени отрицательного на- Если бы форма нормированных амплипряжения второй производной (фиг.4з) на 30 тудно-частотной характеристики и характеегоинверсном входе,итемсамымповлиять ристик первой и второй производных на состояние функциональных блоков фор- приобрела нормальный вид (характе "истимиравателя 8 управляющих импульсов. ки, изображенные на фиг.4е,ж,з) соответстВ момент времени 12(фиг4э), когда нор- венно штриховыми линиями, мированная характеристика второй произ- 35 составляющими продолжение сплошных водной переходит через нуль, третий линий), то длительность импульсов на выхокомпаратор19 срабатывает с образованием дах первого 17 и третьего 19 компараторов положительного перепада(фиг.4п) на своем возросла бы и определялась бы временем выходе. Этот перепад поступает одновре- пребывания напряжения на выходе управменно через второй элемент ИЛИ 23 Hà R- 40 ляемого усилителя 15 ниже уровня. обозна вход второго RS-триггера 27 и третий выход ченного точками "3" и "6" на фиг.4ж, 35 формирователя 8 управляющих импуль- Увеличение длительности второго импульса сов и через первый элемент ИЛИ 22 на S- . на выходе первого компаратора 17 показавход третьего RS-триггера 28 и четвертый но на фиг.4, и также штриховой линией. Одвыход 36 формирователя 8 управляющих 45 нако это не отразилось бы на состоянии импульсов, При этом на инверсном выходе формирователя 8 управляющих импульсов и третьего RS-триггера 28 и, следовательно, другихфункциональныхблоковизмерителя. на втором выходе 34 формирователя 8 уп- Вторйчное поступление короткого имравляющих импульсов единичный потенци- пульса (фиг.4о) на управляющий вход 31 и ал (фиг,4б) исключается, Одновременно 50 далее через третий элемент ИЛИ 24 íà R-. возвращается в исходное состояние и вто-. вэод снова возвращает третий RS-триггер рой RS-триггер 27 с образованием íà его 28 в исходное состояние с образованием на прямомвыходеи,следовательно,напервом . втором выходе 34 единичного потенциала выходе 33 формирователя 8 управляющих (фиг.4б) и тем самым формирователь 8 упимпульсов нулевого потенциала(фиг.4г). 55 равляющих импульсов заканчивает свой

В связи с этим напряжение на выходе цикл работы. По приходу нового запускаюуправляемого усилителя 15, соответствую- щего импульса (фиг.4а) на установочный щее инвертированной первой производной, вход 32 первый RS-триггер 26 заканчивает снова изменяется от максимального значе- формирование на своем прямом выходе ния (точка "4" на фиг.4ж, до нулевого, а на23

1756833

10

35 единичного потенциала (фиг.4л) и формирователь 8 управляющих импульсов описанным образом устанавливается в исходное состояние с последующим возобновлением происходящих в нем процессов, Частотно-кодовый преобразователь 11 (фиг.3), применяемый в автоматическом измерителе (фиг.1), работает следующим образом.

Запускающий импульс (фиг.4а}, посту,пая раздельно на установочный вход 45 и первый управляющий вход 46 частотно-кодового преобразователя 11 (фиг.3) и, следовательно, на установочный вход триггера 39 сийхронизации и R-вход двоичного счетчика

41, своим передним фронтом устанавливает названные функциональные блоки в исходное состояние с образованием на йх выходах нулевых потенциалов.

Нулевой потенциал, полученный на выходе триггера 39 синхронизации, препятствует передаче информации посредством элемента И 40 на С-вход двоичного счетчика

41 с выхода узла 37 формирования импульсов, на вход которого, а также и на информационный вход 44 частотно-кодового преобразователя 11 непрерывно поступает синусоидальный сигнал, Этот сигнал с помощью узла 37 формирования импульсов превращается в нормализованные прямо- 30 угольные импульсы, которые непрерывно воздействуют на один из входов элементов

И 40.

Дифференцирующий узел 42, реагирующий только на отрицательный перепад напряжения, хотя и может при самых неблагоприятных ситуациях возвращения в исходное состояние триггера 39 синхронизации образовать короткий импульс на сво- 40 ем выходе и вызвать срабатывание моностабильного элемента 43 и, тем самым, создать прямоугольный импульс определенной длительности и на егб выходе, однако эти сигналы не могут повлиять на состояние других функциональных блоков автоматического измерителя (фиг.1).

Таким образом, в наиболее вероятной ситуации практически сразу после воздей- 50 ствия запускающего импульса (фиг.4а) на выходах группы 48, а также на первой 49 и втором 50 одийочных выходах частотно-кодового преобразователя 11 (фиг.3) устанав ливаются нулевые потенциалы. В момент 55 времени tt, когда нормированная характеристика второй производной переходит через нуль (фиг.4з), на второй управляющий вход 47 частотно-кодового преобразователя

24

11 поступает короткий импульс (фиг.4к), который, передаваясь на управляющий вход, подготавливает триггер 39 синхронизации к работе. Триггер 39 синхронизации, непрерывно воспринимающий по синхрониэирующему входу информацию от узла 38 формирования образцовых интервалов времени в виде последовательности импульсов (фиг.4м) и получивший в рассматриваемый момент времени разрешение на работу, ждет прихода ближайшего полного тактового импульса (импульса, помеченного номером "1" на фиг.4м), из последовательности импульсов формирователя 38. В момент прихода данного импульса на выходе триггера 39 синхронизации образуется образцовый по длительности одиночный синхронизирующий импульс (фиг.4н), который разрешает элементу И 40 передачу на

С-вход двоичного счетчика 41 информации в виде частоты f<, соответствующей первой координате перехода через нуль характеристики второй производной, с выхода узла 37. формирования импульсов.

По окончании тактового импульса под номером "1" (фиг.4м) узла 38 формирования образцовых интервалов времени заканчивается формирование и образцового подлительности импульса на выходе триггера 39 синхронизации, что прекращает передачу информации через элемент И 40. При этом сам трикстер 39 синхронизации возвращается в исходное состояние. Количество импульсов, поступившее за образцовый интервал времени на С-входдвоичногосчетчика 41 (показано на фиг.4н в виде вертикальной штриховки), оказывается точно соответствующим частоте и. преобразованным в цифровой код, который передается на соответствующие выходы группы 48 частотно-кодового преобразователя 11.

В момент прекращения действия импульс; на выходе триггера 39 синхронизации в дифференцирующем узле 42 образуется остроконечный импульс, который, запуская в работу моностабильный элемент 43, формирует на его выходе прямоугольный импульс. Эти импульсы, показанные на фиг.4о в совмещенном виде, действуют на первом 49 и втором 50 одиночных выходах частотно-кодового преобразователя 11, В дальнейшем процессы, происходящие в частотно-кодовом преобразователе

11, повторяются. Отличия состоят лишь в том, что а момент времени t2 (фиг.4з), когда нормированная характеристика второй производной переходит через нуль, короткий

1756833

25 импульс (фиг.4п), поступая одновременно на первый 46 и второй 47 управляющие входы частотно-кодового преобразователя 11, производит полное стирание хранимой в двоичном счетчике 41 цифровой измери- 5 тельной информации, приводя в исходное состояние, и подготавливает триггер 39 синхронизации к очередному циклу работы. После этого триггер 39 синхронизации ожидает момента времени, при котором от 10 узла 38 формирования образцовых интервалов времени поступит очередной полный тактовый импульс(импульс под номером "2" из последовательности импульсоа, представленной на фиг,4м). ".15

Кроме того, максимальное время задер>кки срабатывания триггера 39 синхронизации, как следует из диаграммы; и редставлен н ых на фиг.4м, н, составляет в 20 пределе один период колебаний узла 38 формирования образцовых интервалов времени, а минимальное — а пределе стремится к нулю. В связи с этим требуемое максимальное время хранения информации в син- 25 хронном демодуляторе 10 автоматического измерителя (фиг.1) составляет полтора периода, а минимальное- полпериода колебаний узла 38 формирования образцовых интервалов времени. 30

По приходу импульса (фиг,4м) под номером "2" от узла 38 формирования образцовых интервалов времени на: . синхронизирующий вход триггера 39 синх- 35 ронизации на его выходе снова образуется образцовый по длительности одиночный импульс (фиг.4н), За время действия этого импульса через элемент И 40 на С-вход дво ичного счетчика 41 поступает такое количе- 40 ство импульсов от узла 37 формирования импульсов, которое в точности соответствует искомой второй частоте fz перехода через нуль нормированной характеристики вто-.. рой производной. Код этой частоты, палуча- 45 емый в двоичном счетчике 41 в момент прекращения действия импульса на выходе .триггера 39 синхронизации, в дальнейшем сохраняется а нем и передается на выходы группы 48 частотно-кодового преобразоаа- 50 теля 11. При этом триггер 39 синхронизацйи снова возвращается а исходное состояние.

Короткий импульс (фиг.4oj, получаемый в тот же момент времени в дифференцирующем узле 42, и прямоугольный импульс, 55 формируемый моностабильным элементом

43, снова передаются на первый 49 и второй

50 одиночные выходы частотно-кодового преобразователя 11, который на этом заканчивает свою работу.

Существенное повышение точности измерений без снижения их быстродействия достигнуто в основном за счет преобразования достоверной аналоговой измерительной информации, сОсредоточенной в координатах точек перехода через нуль нормированной характеристики второй производной, в цифровой код, с последующей его обработкой в микроЭВМ, позволившему практически полностью исключить основные составляющие погрешности измерений, обусловленные саморазрядом синхронных демодуляторов, а также нелинейностью характеристики управления управляемого по частоте генератора.

Формула изобретения

1. Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов, содержащий формирователь управляющих импульсов, времяамплитудный преобразователь, синхронный демодулятор, управляемый по частоте генератор, частотный модулятор, уйравляемый аттенюатор, клеммы для подключения исследуемых радиотехнических устройств и элементов, амплитудный демодулятор и. блок формирования нормированных характеристик первой и второй производных, второй и третий выходы которого соединены соответственно с модуляционным входом частотного модулятора и управляющим входом управляемого аттенюатора, первый и четвертый выходы блока формирования нормированных характеристик первой и второй производных соединены соответственно с первым и вторым информационными входами формирователя управляющих импульсов, первый выход которого соеди нен с входом времяамплитудного преобразователя, выход которого соединен с информационным входом синхройного демодулятора, выход управляемого по частоте генератора соединен с входом частотного модулятора, выход которогб соединен с входом управляемого аттенюатора, выход которого соединен через клеммы. для подключения исследуемых радиотехнических устройств и элементов с входом амплитудного демодулятора, выход которого соединен с входом блока формирования нормированных характеристик первой и второй производных, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью:повышения точности измерений без снижения их быстродействия, в него введены частотно-кодовый преобразователь, вычислитель, блок отображения информации и монбстабильный элемент, причем выход управляемого по частоте re27

1756833 нератора соединен с информационным входом частотно-кодового преобразователя, установочный вход которого объединен с одноименными входами формирователя управляющих импульсов и блока формирования характеристик первой и второй производных и соединен с выходом моностабильного элемента, вход которого соединен с первым выходом вычислителя, второй выход которого соединен с входом блока отобра>кения информации, информационные входы вычислителя соединены соответственно с группой выходов частотно-кодового преобразователя, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами формирователя управляющих импульсов, управляющий вход которого соединен с первым одиночным выходом частотно-кодового преобразователя, второй одиночный выход которого соединен с управляющим входом вычислителя, управляющий вход синхронного демодулятора соединен с вторым выходом формирователя управляющих импульсов, а выход синхронного демодулятора соединен с входом управляемого по частоте генератора.

2, Измеритель по п.1, отл и ча ю щи йс A тем, что в нем формирователь управляющих импульсов содер>кит управляемый усилйтель, источник опорного напряжения, первый, второй и третий компараторы, первый и второи элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, дифференцирующий узел, первый, второй и третий RS-триггеры, причем выход управляемого усилителя соединен с первым входом первого компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход первого компаратора соединен с пер; выми входами первого и второго элементов

И, второй вход первого элемента И подключен к прямому выходу первого RS-триггера, второй вход второго элемента И соединен с управляющим входОм управляемого усилителя и с инверсным выходом первого BSтриггера, S-вход которого соедийен с первым входом первого элемента ИЛИ и с выходом второго компаратора, первый вход второго и второй вход третьего компараторов соединены с общей шиной формирователя, стробирующие входы второго и третьего компаратаров подключены соответственно к выходам второго и первого элементов И, выход третьего компаратора соединей с вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с R-входом второго RS-триггера и является третьим выходом формирователя, S-вход второго RSтриггера подключен к выходу дифференцирующего узла, выход первого

5 элемента ИЛИ соединен с S-входом третьего RS-триггера и является четвертым выходом формирователя, R-вход третьего

RS-триггера подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй вход второго и пер10 вый вход третьего компараторов объединены и являются первым информационным входом формирователя, информационный вход управляемого усилителя является вторым информационным входом формирова15 теля, первый вход третьего элемента ИЛИ является управляющим входом формирователя, объединенные вторые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с входом дифференцирующего блока, с R-входом

20 первого RS-триггера и являются установочным входом формирователя, прямой выход второго BS-триггера и инверсный выход третьего RS-триггера являются соответственно первым и вторым выходом формиро25 вателя управляющих импульсов.

3, Измеритель по п.1, о т л и ч à «о щ и йс я тем, что в нем частотно-кодовый преобразователь содержит узел формирования

30 импульсов, узел формирования образцовых интервалов времени, триггер синхронизации, элемент И; двоичный счетчик, дифференцирующий узел и моностабильный элемент, причем вход моностабильного эле35 мента соединен с выходом дифференцирующего узла и является первым одиночным выходом преобразователя, синхронизирующий вход триггера синхронизации подключен к выходу узла формирования

40 образцовых интервалов времени, С-вход . двоичного счетчика подключен к выходу эле- . мента И, первый вход которого подключен к выходу узла формирования импульсов, вход которого является информационным вхо45 дом преобразователя, второй вход элемента И соединен с выходом триггера синхронизации и входом дифференцирующего узла, установочный вход триггера синхронизации является установочным входом

50 частотно-кодового преобразователя, R-вход двоичного счетчика и управлгпощий вход триггера синхронизации являются соответственно первым и вторым управляющими входами преобразователя, группа выходов

55 двоичного счетчика является группой выходов частотно-кодового преобразователя, выход моностабильного элемента,является . вторым одиночным выходом частотно-кодового преобразователя.

1756833

29

Насщтабмый коэффициент Ия, соотввтств у(щий

renoce частот на .уровне g 0,707

Ълоса частот йу„ соответствукицая уров" ню ы

t ç ñøò à áíûé коэффициент д„, соответстеукьайй полосе частот и ° дэлоса частот и ; соответствукщая про» извольноиу уровню Г

Тнп радиотехнических элеиенtoe и устройств

Вид аппроксинации норнированных АЧХ

К

Г

Ке

С одиночнын реэонансныи контурон г f,-т) одиночныии контура ни, на.строенныни на одну частоту ()" и т и+1 (n+ f) ф2-1) одиночными попарно рас- строенными контурами при

5-.о- 1

Iß- (л- ) P2 fl, )(- ь- 1 () (Vs- ) одиночными кентурани>на» строенными нв три частоты при

6 „, 3 гп,,РД 1 (q.у2 > (Pg ) ((" Я- ) С дауна сеяавнными коптураии в каялом .. каскаде при, л ка. л (4 ) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ПАРАМЕТРОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХУСТРОЙСТВ И ЭЛЕМЕНТОВ

10 REM ПРОГРАММА ВЫЧИСЛЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ АЧХ РТУ И ЭЛЕМЕНТОВ

20 INPUT /ВВЕДИТЕ ТИП РТУ ИЛИ ЭЛЕМЕНТА ОТ 1 ДО 5 ВКЛ1ОЧИТГЛЬНО/; К

30 INPUT/ВВЕДИТЕ ЧИСЛО КАСКАДОВ N, 10

УРОВЕНЬ ОТСЧЕТА GAMMA/; И, 6

40 РОКЕ (-24574), 01

50 РОКЕ (-24574), 00

60 А = РЕЕК (-24574)

70 i F А <>32 GOTO 60 15

80 F1 = РЕЕК -24575)

82 FÇ = РЕЕК (-245763

84 F1 = Г1+ 256+ FÇ

86 А = РЕЕК -24574)

88 1Г А = 32 GOTO 86

90 А = РЕЕК {-24574) 20

100 IF А <>32 GOTO 90

110 F2 = РЕЕК (-24575)

112 F4 = РЕЕК (-24576)

114 F2 = F2 + 256 т F4

120 FO = 0.5*(F1 + F2) 25

130 F = F2 — F1

140 ON К GOSUB 320,350,370,390,410

150 PRINT /ТИП РТУ ИЛИ ЭЛЕМЕНТА — /;

К

160 PRINT /ЧИСЛО КАСКАДО — /; М

170 PRINT /УРОВЕНЬ ОТСЧЕТА — /; G

180 PRINT /ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТОТА — /;

F0

190 PRINT /ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ вЂ” /; Р

200 IF К = 1 THEN PRINT /ДОБРОТНОСТЬ—

/;0

210 PRINT /ЕЩЕ СЧИТАЕМ? 0 — НЕТ/

220 PRINT / 1 — ДА (ПРИ ТЕХ ЖЕ

ДАННЫХ)/

230 PRINT 2 — ДА (ТОЛЬКО ПРИ НОВОМ

3 НАЧ Е Н И И GAMMA)

240 INPUT 3 - ДА (ПРИ ВСЕХ НОВЫХ ДАННЫХ)/; S

250 IF S =ОTHEN STOH

260 IF S = 1 GOTO 40

270 IF $ = 2 GOTO 300

280 IF S = GOTO 20

290 GOTO 210

300 INPUT /ВВЕДИТЕ НОВЫЙ УРОВЕНЬ

ОТСЧЕТА ОАММА/; G

310 GOTO 140

320 Р = ({2*(1/G 2-1)) 0,5)*F

330 0 =- FO/((2 0.5)*F

340 RETURN

350 Р = (({N+1)*((1/G 2) (1/й)-1)) 0.5)*F

360 RETURN

370 Р = ({(()"ч+1)/3)*((1/G 4) (1/N)-1)) 0.25)*F

380 RETURN

390 Р = ((((N+1)/5)*((1 /6 6) (1/М)-1)) (1 /6))*F

400 ВЕТЦВК

410 P = ((((2*И+1)/3)*((1/G 2) (1/N)-1))

0.25)*F

420 RETURN

430 END

1756833 аи г1

6ц

0 ги

0 дц

О еи зи

0 к и ли о

Ф и 1 о I и ц оц пц

1756833

Ъ

ФЬЮ

Корректор Л;Ливринц

Редактор А.Козориз

Техред M.Моргентал

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3086 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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