Устройство для автоматического контроля приемников частотно- модулированных сигналов

 

Сущность изобретения: устройство содержит генератор опорной частоты 1, фазовый детектор 2, модулятор 3, генератор высокой частоты (ГВЧ) 4, делитель частоты 5, аттенюатор 6, клеммы для подключения объекта контроля 7, аналого-цифровой преобразователь 8, регистр 9, контроллер 10, постоянное запоминающее устройство 11, счетчик 12, цифроаналоговый преобразователь 13, усилитель 14, вольтметр среднеквадратического значения 15, блок индикации 16, блок управления и синхронизации 17 с соответствующими связями. 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля параметров приемников частотно-модулированных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности является "Устройство для автоматического измерения приемников частотно-модулированных сигналов", содержащее блок индикации, первый компаратор, первый генератор синусоидальных сигналов, первый переключатель, соединенный первым входом с первым выходом блока синхронизации, выходом - с первым входом контролируемого приемника, второй вход которого соединен через блок манипуляторов с вторым выходом блока синхронизации, первый выход - с первым входом второго переключателя, соединенного вторым входом с третьим выходом блока синхронизации, первым выходом - с первым входом третьего переключателя, соединенного вторым входом с четвертым выходом блока синхронизации, первым выходом через первый блок памяти - с первым входом второго компаратора, соединенного вторым входом с вторым выходом третьего переключателя, выходом - с первым входом блока синхронизации, пятый и шестой выходы которого соединены с соответствующими первыми входами генератора тактовых импульсов и блока цифропечати.

Однако в известном устройстве для автоматического измерения приемников частотно-модулированных сигналов точность измерения ограничена точностью настройки контура на частоту сигнала, кроме этого устройство имеет ограниченное быстродействие, так как настройка генератора входного сигнала на частоту приемника производится в широком диапазоне частот.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия контроля. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического контроля приемников частотно-модулированных сигналов, содержащем аттенюатор, выход которого соединен с первым входом объекта контроля, блок управления и синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом аттенюатора, блок индикации, введены модулятор, генератор высокой частоты, фазовый детектор, аналого-цифровой преобразователь, регистр, контроллер, постоянное запоминающее устройство, счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель, вольтметр среднеквадратического значения напряжения, причем вход модулятора соединен с вторым выходом блока управления и синхронизации, третий выход которого соединен с первым входом делителя частоты, второй вход которого соединен с первым выходом генератора высокой частоты, первый вход которого соединен с выходом модулятора, второй вход генератора высокой частоты соединен с выходом фазового детектора, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, второй выход генератора высокой частоты соединен с вторым входом аттенюатора, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом объекта контроля и с первым входом усилителя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом регистра, выход которого соединен с первым входом контроллера, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления и синхронизации, первый выход контроллера соединен с входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с третьим входом контроллера, второй выход контроллера соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий выход контроллера соединен с входом счетчика, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выходом соединенного с вторым входом объекта контроля, второй вход усилителя соединен с пятым выходом блока управления и синхронизации, шестой выход которого соединен с блоком индикации, выход усилителя соединен с входом вольтметра среднеквадратического значения напряжения, выход которого соединен с входом блока управления и синхронизации.

Отличительные признаки предлагаемого устройства, обеспечивающие достижение в нем положительного эффекта, не выявлены из известного уровня техники, что обеспечивает соответствие предлагаемого решения критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображена блок-схема устройства автоматического контроля приемников частотно-модулированных сигналов; на фиг.2 - блок-схема вольтметра среднеквадратического значения напряжения; на фиг.3 - блок-схема блока управления и синхронизации.

Устройство содержит генератор опорной частоты 1, фазовый детектор 2, модулятор 3, генератор высокой частоты (ГВЧ) 4, делитель частоты 5, аттенюатор 6, объект контроля 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, регистр 9, контроллер 10, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 11, счетчик 12, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, усилитель 14, вольтметр среднеквадратического значения напряжения (СКЗ) 15, блок индикации 16, блок управления и синхронизации 17.

Вольтметр среднеквадратического значения напряжения 15 содержит квадратор 18, интегратор 19, извлекатель квадратного корня 20, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21.

Блок управления и синхронизации 17 содержит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 22, центральный процессор 23, блок интерфейсов 24.

Устройство работает следующим образом: сигнал высокой частоты с выхода ГВЧ 4 поступает на вход делителя частоты 5, осуществляющего деление частоты с переменным коэффициентом деления, который изменяется в соответствии с программой, помещенной в ПЗУ 22, по командам центрального процессора 23. Цифровой код, соответствующий требуемому коэффициенту деления делителя частоты 5, поступает на второй вход делителя частоты 5 через блок интерфейсов 24. С выхода делителя частоты 5 сигнал поступает на вход фазового детектора 2, на второй вход которого приходит сигнал с генератора опорной частоты 1. В фазовом детекторе 2 происходит сравнение двух частот. Результат сравнения этих частот с выхода фазового детектора 2 поступает на регулирующий элемент ГВЧ 4. С помощью этого сигнала частота ГВЧ 4 поддерживается постоянной с большой точностью, так как она определяется параметрами опорной частоты, источник которой представляет собой кварцевый генератор. Для получения частотно-модулированного сигнала на вход регулирующего элемента ГВЧ 4 приходит синусоидальный сигнал с малыми нелинейными искажениями с модулятора 3. Изменение девиации частоты происходит по программе, заложенной в ПЗУ 22, по командам центрального процессора 23. Цифровой код, соответствующий требуемой девиации частоты, поступает на второй вход модулятора 3 через блок интерфейсов 24. Сигнал с выхода ГВЧ 4 поступает на управляемый аттенюатор 6, осуществляющий ослабление сигнала до требуемой величины и обеспечивающий точное поддержание амплитуды сигнала, что очень важно для проведения измерений. Изменение ослабления аттенюатора осуществляется по программе, заложенной в ПЗУ 22, по командам центрального процессора 23. Цифровой код, соответствующий ослаблению сигнала при измерении максимальной или реальной чувствительности, поступает на второй вход управляемого аттенюатора 6 через блок интерфейсов 24. С выхода аттенюатора 6 сигнал поступает на вход объекта контроля 7.

Для точной настройки резонансного контура (контура гетеродина) объекта контроля 7 на частоту входного сигнала, запускается контроллер 10 командой с центрального процессора 23 через блок интерфейсов 24. Контроллер 10 запускает АЦП 8, с выхода которого цифровой код, соответствующий значению сигнала на выходе объекта контроля 7, заносится в регистр 9 и считывается контроллером 10. В результате обработки цифрового кода по программе, заложенной в ПЗУ 11, контроллер 10 определяет момент настройки объекта контроля 7 на частоту входного сигнала и выдает импульсы на счетчик 12, если объект контроля 7 не настроен на частоту входного сигнала. С выхода счетчика 12 цифровой код, соответствующий числу поступивших импульсов с выхода контроллера 10, приходит на вход ЦАП 13, осуществляющий преобразование цифрового кода в напряжение, которое подается на управляемый элемент контура гетеродина объекта контроля 7, за счет чего происходит настройка контура гетеродина на частоту входного сигнала. В момент настройки объекта контроля 7 на частоту входного сигнала импульсы с выхода контроллера 10 не поступают на вход счетчика 12. Такой принцип настройки объекта контроля 7 на частоту входного сигнала позволяет снизить время настройки по сравнению с прототипом более чем в три раза, увеличить точность настройки и сравнительно прост в реализации за счет использования однокристальной микроЭВМ в качестве контроллера 10 и ПЗУ 11.

После настройки объекта контроля 7 на частоту входного сигнала осуществляется контроль максимальной чувствительности. Сигнал с выхода объекта контроля 7 поступает на вход усилителя 14 с переменным коэффициентом усиления. Коэффициент усиления усилителя 14 изменяется по программе, заложенной в ПЗУ 22, по командам центрального процессора 23. Цифровой код, соответствующий коэффициенту усиления при контроле максимальной чувствительности, поступает на второй вход усилителя 14 через блок интерфейсов 24. С выхода усилителя 14 сигнал поступает на вход вольтметра СКЗ 15. Вольтметр СКЗ 15 осуществляет возведение величины выходного сигнала в квадрат с помощью квадратора 18, интегрирование - с помощью интегратора 19, извлечение квадратного корня - с помощью извлекателя квадратного корня 20, преобразование полученного среднеквадратического значения напряжения сигнала в цифровой код - с помощью АЦП 21. За счет включения вольтметра СКЗ 15 в схему измерения повышается точность измерения, так как исключается зависимость результата измерения от формы сигнала. С выхода АЦП 21 цифровой код, соответствующий измеряемому значению выходного сигнала объекта контроля 7, поступает на вход центрального процессора 23 через блок интерфейсов 24, который осуществляет сравнение значения цифрового кода с цифровым кодом, соответствующим требуемому значению выходного напряжения при максимальной чувствительности приемника, заложенному в ПЗУ 22. Результат сравнения, соответствующий годности или браку объекта контроля по максимальной чувствительности, поступает с выхода центрального процессора 23 через блок интерфейсов 24 на вход блока индикации 16.

Аналогичным образом измеряется реальная чувствительность объекта контроля при подаче на вход объекта контроля требуемого сигнала, параметры которого изменяются в соответствии с программой, заложенной в ПЗУ 22 по командам центрального процессора 23 через блок интерфейсов 24.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает значительное повышение быстродействия и снижение погрешности контроля по сравнению с прототипом за счет: а) снижения погрешности установки частоты сигнала ГВЧ; б) увеличения скорости настройки контура гетеродина на частоту входного сигнала; в) снижения погрешности настройки контура гетеродина на частоту входного сигнала; г) преобразования напряжения любой формы в среднеквадратическое значение напряжения.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными устройствами обладает повышенным быстродействием и точностью.

Прототип позволяет контролировать параметры приемников за время 0,5 - 1 с, с погрешностью 3 %.

Устройство для автоматического контроля приемников частотно-модулированных сигналов контролирует параметры приемников за время 100 - 300 мс с погрешностью контроля не более 1 %, что позволяет получить значительный экономический эффект при массовом контроле за счет быстродействия и достоверности контроля.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРИЕМНИКОВ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее аттенюатор, выход которого соединен с первым входом объекта контроля, блок управления и синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом аттенюатора, блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности контроля, в него введены модулятор, генератор опорной частоты, генератор высокой частоты, делитель частоты, фазовый детектор, аналого-цифровой преобразователь, регистр, контроллер, постоянное запоминающее устройство, счетчик, аналого-цифровой преобразователь, усилитель, вольтметр среднеквадратического значения напряжения, причем вход модулятора соединен с вторым выходом блока управления и синхронизации, третий выход которого соединен с первым входом делителя частоты, второй вход которого соединен с первым выходом генератора высокой частоты, первый вход которого соединен с выходом модулятора, второй вход генератора высокой частоты соединен с выходом фазового детектора, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, второй вход фазового детектора соединен с выходом делителя частоты, второй выход генератора высокой частоты соединен с вторым входом аттенюатора, первый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом объекта контроля и с первым входом усилителя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом регистра, выход которого соединен с первым входом контроллера, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления и синхронизации, первый выход контроллера соединен с выходом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен с третьим входом контроллера, второй выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий выход контроллера соединен с входом счетчика, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом объекта контроля, второй вход усилителя соединен с пятым выходом блока управления и синхронизации, шестой выход которого соединен с блоком индикации, выход усилителя соединен с входом вольтметра среднеквадратического значения напряжения, выход которого соединен с входом блока управления и синхронизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3