Устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников

 

Оп ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и 946003 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.08.80 (21) 2976300/18-09 (5I jM. Кл. с присоединением заявки М

Н 04 В 3/46

9вударетаенай комитет

СССР

ЭФ веаам иэебретеиий н еткрытвй (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень РЙ 27 (53) УД К 621.395..664 (088.8) Дата опубликования описания23.07.82 (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение относится к технике из-т мерений и контропя и может испопьзовать. ся при проверке на соответствие нормам амппитудно-частотных характеристик каиапов и устройств связи.

Известно устройство для контропя амипитуднэ-частотных характеристик четы рехпопюсников, содержащее на передаюшей стороне генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому sxo- 0 ду перекшочатепя, второй вход которого соединен с выходом генератора качающейся частоты, а третий вход — с первым выходом первого блока управления, второй виход которого подключен к первому вхо- 5 ду первого ключа, выход перекпючатепя подкпючен ко входу четырехпопюсннка, выход которого на приемной стороне через согпасуюший усипитель подкпючен к первому входу второго кнюча и ко вхо-2в ду фильтра опорной частоты, выход которого подключен к первому входу бпока asтоматической регупнровкн уровня и ко входу второго блока управления, первый выход которого подкпючен ко второму входу второго ключа, выход которого подклю- чен ко входу блока преобразования напряжения, второй выход второго бпока управпения через блок автоматической р гупировки уровня подкпючен к другому входу согпасующего усипнтепя, счетчик, выход которого через поспедоватепьно соединенные первый дешифратор, первый блок памяти, первый преобраэоватепь кода, первый депитепь напряжения подкпючен к первому входу первого компаратора, второй дешифратор, вход которого соединен с выходом счетчика, а выход через поспедоватепьно соединенные второй блок памяти, второй преобразоватепь кода, второй депитепь напряжения подкпючен к первому входу второго компаратора, второй вход которого объединен со вторым входом первого компаратора, выходы первого и второгО компараторов поакпючеиы к соответствуюшим входам сумматора, выход которого подключен к йервому вхо ду:эпемента совпадения ) 1).

946003

Однако известное устройство имеет низкую точность .и длительное время конт- роля, Uem изобретения — повышение точности и сокращение времени контроля. 5

Поставленная пель достигается тем, что в устройство для контроля амплитудночастотных характеристик четырехполюсников введены на передающей стороне дополнительный блок преобразования напряжения, первый делитель частоты, первый формирователь импульсов, дополнительный счетчик, преобразователь код-аналог, третий дешифратор, на приемной стороне— формирователь модуля мгновенного значения сигнала, пиковый детектор, экстрематор, формирователь импульсов сброса, триггер, формирователь стробирующих импульсов, второй делитель частоты, второй формирователь импульсов, четвертый дешифратор, блок логической обработки сигнала, при этом на передающей стороне вы-, ход первого ключа через последовательно соединенные дополнительный блок преобразования напряжения, первый делитель частоты, первый формирователь импульсов, дополнительный счетчик и преобразователь код-аналог подкшочен ко входу генератора качающейся частоты, выход которого

ЭО подключен ко второму входу первого ключа, выход дополнительного счетчика через третий дешифратбр подключен к другому входу первого делителя частоты, на приемной стороне выход второго ключа через последовательно соединенные формирователь модуля мгновенного значения сигна а и пиковый детектор подключен к объ д единенным вторым входам первого и второго компараторов, другой выход пикового о детектора через экстрематор подключен к первому входу триггера, выход блока преобразования напряжения через последовательно соединенные второй делитель частоты и второй формирователь импульсов,подключен ко входу счетчика, к пер

45 вому входу формирователя стробирую . ших импульсов и к первому входу блока логической обработки сигнала и через формирователь импульсов сбросе подключен к другому входу пикового детектора и ко второму входу триггера, выход которого подкшочен ко второму входу фор мирователя стробируюших импульсов, выход которого через элемент совпадения подключен ко второму входу блоке логи- 55 ческой обработки сигнала, выход счетчика через четвертый дешифратор подключен к другому входу второго делителя частоты и к третьему входу формирователя стробируюших импульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для контроля амппитудночастотных характеристик четырехполюсников содержит на передающей стороне

1 переключатель 2, генератор 3 качающейся частоты, первый ключ 4, первый блок 5 управления, дополнительный блок

6 преобразования напряжения, первый делитель 7 частоты, первый формирователь

8 импульсов, дополнительный счетчик 9, третий дешифратор 10, преобразователь

11 код-аналог и генератор 1 2 опорной частоты, а на приемной стороне 13— второй ключ 14, фильтр 15 опорной частоты, второй блок 16 управления, блок

17 автоматической регулировки уровня, блок 18 преобразования напряжения, формирователь 1 9 модуля мгновенного значения сигнала, пиковый детектор 20, первый и второй компараторы 21 и 22 соответственно, сумматор 23, элемент 24 совпадения, блок 25 логической обработки сигнала, второй делитель 26 частоты, формирователь 27 импульсов сброса, триггер 28 формирователь 29 стробируюших импульсов, экстрематор 30, второй формирователь 31 импульсов, счетчик

32, первый и второй дешифраторы 33 и

34 соответственно, четвертый дешифратор 35, первый блок 36 памяти, первый преобразователь 37 кода, первый делитель 38 напряжения, второй блок 39 памяти, второй преобразователь 40 кода, второй депитепь 41 напряжения, согласующий усилитель 42, четырехполюсник 43, Устройство работает следующим об« разом, Перед началом измерений на вход исследуемого четырехполюсника 43 по команде первого блока 5 управления через переключатель 2 подается сигнал опорной частоты с выхода генератора 12 опорной частоты. С выхода исследуемого четырехполюсника 43 через согласующий усилитель 42 и фильтр 15 опорной частоты сигнал опорной частоты поступает одновременно на входы блока 17 автоматической регулировки уровня и второго блока 16 управления. Второй блок 16 управления включает блок 17, изменяющий коэффипиент передачи согласующего усилителя 42 до получения номинального уровня опорного сигнала на выходе последнего.

946003

Для того, чтобы сократить время измерений при заданной их точности, коэффициент деления первого делителя 7 частоты изменяется и зависимости от час55

Процесс автоматического регулирования коэффициента передачи согласующего усилителя 42 (калибровка) избавляет от необходимости ручной установки номинального значения остаточного затухания исследуемого четырехпопюсника 43 на опорной частоте перед началом измерений.

11литепьность калибровки задается времязадаюшими цепями первого блока 5 ул- 10 равпения (обычно не превышает 0,30,4 с).

После окончания калибровки на передающей стороне 1 по команде первого блока 5 управления одновременно перекпю- 15 чается переключатель 2 и замыкается первый ключ 4. Испытательный сигнал с постоянным уровнем и с частотой, равной минимальной частоте частотного диапазона исследуемого четырехполюсника 43, с выхода генератора 3 качающейся частоты поступает одновременно на вход исследуемого. четырехполюсника 43 через переключатель 2 и на вход дополнительного блока 6 через первый ключ 4.

Через заданное количество периодов частоты испытательного сигнала, зависящее от длительности переходных процессов в исследуемом четырехпопюснике

43 и определяющееся коэффициентом деления первого делитепя частоты 7, появляются импульсы на выходе первого формирователя импульсов 8, которые суммируются дополнительным счетчиком 9. На кодовые входы преобразователи код-ана-

35 лог 11 с выходов дополнительного счет— чика 9 поступает нарастающий код. С выхода преобразователя код-аналог 11 на моду пирующий вход генератора качающейся частоты 3 поступает нарастающее

40 равным ступеньками напряжение. При линейной модуляционной характеристике генератора 3 качающейся частоты частота испытательного сигнала ступенькой модулируюшего напряжения увеличивается на одну и ту же величину. Величина приращения частоты генератора 3 качающейся частоты зависит от выбранного количества контролируемых точек амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехпопюсника 43 и задается при заданной крутизне модуляционной характеристики генератора 3 качающейся частоты, величиной приращения напряжения на выходе преобразователя код-аналог 1 1. тоты испытательного сигнала с помощью третьего дешифратора 10, подключенного к выходам дополнительного счетчика

9, код на выходе которого соответствует текущей частоте испытательного сигнала.

На приемной стороне 13 по команде второго блока 16 управления выключается блок 17 (при этом величина коэффициента передачи согласующего усилителя 42, установленная во время калибров ки, поддерживается неизменной в течение всего периода измерений) и замыкается второй ключ 14. Теперь испытательный сигнал с выхода исследуемого четырехполюсника 43 через откалиброванный согласующий усилитель 42, через второй ключ 14 поступает одновременно на вход формирователя 19 модуля мгновенного значения сигнала и на вход блока 18 преобразования напряжения, пребразующего синусоидапьное напряжение испытательного сигнала в прямоугольные импульсы.

Сигнал с выхода формирователя 19 поступает на сигнальный вход пикового детектора 20. Пиковый детектор 20 запоминает амплитудное значение каждого полупериода напряжения испытательного сигнала и хранит его до момента поступления импульса сброса, вырабатываемого формирователем 27 импульсов сброса из прямоугольных импульсов, поступающих с выхода блока 18 преобразования напряжения. Сигнал с выхода пикового детектора 20 поступает на входы первого и вто-. рого компара торов.

Прямоугольные импульсы с частотой испытательного сигнала с выхода блока

18 преобразования напряжения поступают на второй делитель 26 частоты, коэффициент деления которого на текущей час тоте испытательного сигнала равен коэффициенту деления первого делителя 7 частоты. Через заданное количество nepuoAos частоты испытательного сигнала, определяюшееся коэффициентом деления второго депитепя 26 частоты на выходе второго формирователя 31 импульсов появляются импульсы, которые суммируются счетчиком 32. Поскольку появление импульсов на выходе формирователя импуль сов 31 совпадает с изменением частоты испытательного сигнала, а частота испытательного сигнала с каждым импуль- сам увеличивается на одну и ту же величину, то количество импульсов, зарегистрированное счетчиком 32, пропорционально частоте испытательно сигнала и яв ляется цифровым кодом текущей частоты.

946003

Коэффициент деления второго делителя .

26 частоты изменяется в зависимости от частоты испытательного сигнала синхронно с коэффициентом деления первого делителя 7 частоты с помощью четвертого дешифратора 35, подключенного к вы- ходу счетчике 32.

Первый и второй блоки 36 и 39 памяти, подключенные к соответствующим выходам первого и второго дешифраторов 33 и 34, запоминают, в пределах какой допусковой границы находится текущая частота испытательного сигнала. Эти дешифраторы предназначены дпя распознавения кодовых комбинаций счетчика 32, 15 соответствующих частотам переключения допусковых границ. Количество входных шин каждого дешифратора равно количеству элементов кодовой комбинации счетчика (количеству триггеров счетчика). Ко- 20 личество выходных шин каждого дешифратора и соответственно количество триггеров каждого блока памяти равно числу частот переключения допусковых границ.

В соответствии с текущей частотой ис- 25 пытатепьного сигнала на выходах первого и второго делителей 38 и 41 напряжения с помощью первого и второго преобразователей 37 и 40 кода устанавливаются напряжения, соответствующие верхней и 30 нижней допусковым границам на денной частоте, удерживающиеся благодаря блокам памяти, Преобразователи кода осуществляют преобразование кодов на выходах блоков памяти, хранящих информе- 35 цию о том, в пределах какой из допусковых границ находится частота испытательного сигнала," в код, необходимый для установления соответствующих напряжений .на выходах первого и второго делителей 4р

38 и 41 напряжения.

С выходов обоих делителей напряжений напряжения, соответствующие верхней и нижней допусковым границам, подаются на первые входы первого и второго комле- 45 раторов 21 и 22.

Сравнение амплитудных значений испытательного сигнала, хранящихся пиковым детектором 20, и напряжений, соответствующих верхней и нижней допусковым границам, поступающих с выходов обоих делителей напряжения, осуществляется первым и вторым компараторами 21 и 22, Результат сравнения через сумматор 23 поступает не первый вход элемен55 та 24 совпадения. Считывание результата сравнения осуществляется с помощью стробируюших импульсов, вырабатываюшихся формирователем 20 стробируюших импульсов и поступающих на второй вход элемента 24 совпадения, Стробируюшие импульсы вырабатываются из последовательности импульсов ца прямом выходе триггера 28. Каждый импульс на прямом выходе триггера 28 начинается после запоминания пиковым детектором 20 амплитудного значения испытательного сигнала в момент прохождения последнего через экстремум. Выделение момента прохождения через экстремум осуществляется с помощью экстрематора 30. Импульсы с выхода экстрематора поступают на вход триггера 28 и переводят его в единичное состояние. Заканчиваются импульсы на выходе триггера 28 каждый раз в момент начала следующего полупериода испытательного сигнала. Возвращение триггера 28 в исходное состояние осушествпяется с помошью импульсов, поступающих с выхода формирователя 27 импульсов сброса.

Л пя повышения помехозашишенности устройства вывод о соответствии ипи несоответствии установленным нормам амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехполюсника на данной частоте делается лишь после совпадения результатов сравнения амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехпопюсника 43 с допусковыми границами в нескольких полупериодах испытательного сигнапа подряд с помощью блока 25 логической обработки сигнала, имеющего в своем составе устройства хранения результатов сравнения во всех рассматриваемых полупериодах испытательного сигнала. Перед началом измерений в каждой контролируемой точке амплитудно-частотной характеристики осуществляется стирание информации, хранящейся в устройст вах хранения результатов сравнения блока 25 логической обработки с помощью импульсов, поступающих с выхода второго формирователя 31 импульсов, Elm устранения ошибки, которая может возникнуть из-аа сбоя в работе вто- . рого делителя 26 частоты (импульсная помеха, кратковременное пропадание сигнала в результате действия помехи или кратковременного увеличения остаточного затухания в исследуемом четырехполюснике), считывание результатов сравнения осуществляется в полупериодах испытательного сигнала, отстоящих во времени от начала и конца измерений в каждой контролируемой точке на интервал, обеспечиваюший установившийся режим колебаний в исследуемом четырехпопюснике

4 3 при импу льсной помехе (пос педняя приводит к сдвигу момента сравнения к началу измерений в данной контролируемой точке ), достоверность резу пьтата сравнения при кратковременном пропадании сигнала (приводит к сдвигу момента сравнения к концу измерений в данной контролируемой точке).

Поскольку число полупериодов испытательного сигнала в каждой контролируемой точке неодинаково и зависит от частоты испытательного сигнала,то и моменты считывания результатов сравнения зависят от частоты испытательного сигнала.

Поэтому в формирователь 29 введен делитель частоты с временным коэффициентом деления, изменяющийся синхронно с изменением коэффициента деления второго делителя 26 частоты и управляюшийся также с помощью четвертого дешифратора 35. Информация о начале измерений в каждой контролируемой точке поступает на формирователь 29 стробирующих импульсов от второго формирователя 31 импульсов.

Таким образом, положительный эффект

Ф F от внедрения предложенного устройства заключается в следующем.

Поскольку частота частотномодулированного колебания, используемого в качестве испытательного сигнала, изменяется дискретно и длительность измерений в каждой контролируемой точке амплитудно-частотной характеристики превышают длительность переходного процесса, последний практически не влияет на форму получаемой амплитудно-частотной характеристики, что значительно повышает точность контроля. Кроме того, время контроля амплитудно-частотной характеристики с ломошью предложенного устройства существенно меньше.

Форму ла изобретения

Устройство для контроля амплитудночастотных характеристик четырехпопюсников, содержащее на передающей стороне генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому входу перекшочателя, второй вход которого соединен с выходом генератора качающейся частоты, а третий вход — с первым выходом первого блока управления, второй выход которого подключен к первому входу первого ключа, выход переключателя подключен ко входу четырехполюсника, выход кото10 рого на приемной стороне через согласующий усилитель подключен к первому входу второго ключа и ко входу фильтра опорной частоты, выход которого подключен к первому входу блока автоматичесI кой регулировки уровня и ко входу второго блока управления, первый выход которого подключен ко второму входу второго ключа, выход которого подключен ко входу блока преобразования напряжения, второй выход второго блока управления через блок автоматической регулировки уровня подключен к другому входу согласущего усилителя, счетчик, выХод которого через последовательно соединенные первый дешифратор, первый блок памяти, первый преобразователь кода, первый делитель напряжения подключен к первому входу первого компаратора, вто20 рой дешифратор, вход которого соединен с выходом счетчика, а выход через последовательно соединенные второй блок памяти, второй преобразователь кода, второй делитель напряжения подключен к пер25 вому входу второго компаратора, второй вход которого объединен со вторым входом первого компаратора, выходы первого и второго компараторов подключены к соответствующим входам сумматора, выЗО ход которого подключен к первому входу элемента совпадения, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с цепью повышения точности и сокрашения времени контроля, в него введены на передающей стороне дополнительный блок преобразования на» пряжения, первый депитень частоты, пер» вый формирователь импульсов, дополнительный счетчик, преобразователь код-аналог, третий дешифратор, на приемной сто4р роне формирователь модуля мгновенного значения сигнала, пиковый детектор, экс- . трематор, формирователь импульсов сброса, триггер, формирователь стробируюших импульсов, второй делитель частоты, второй формирователь импульсов, четвертый дешифратор, блок логической обработки сигнала, при этом на передающей стороне выход первого ключа через последовательно соединенные дополнительный блок

50 преобразования напряжения, первый делитель частоты, первый формирователь импульсов, дополнительный счетчик и преобразователь код-аналог подключен ко входу генератора качающейся частоты, выход которого подключен ко второму входу первого ключа, выход дополнительного счетчика через третий дешифратор подключен к другому входу первого делителя частоты, на приемной стороне выход

11.946003 второго ключа через последовательно соединенные формирователь модуля мгновенного значения сигнала и пиковый детек тор подключен к объединенным вторым входам первого и второго компараторов,. другой выход пикового детектора через экстрематор подключен к первому входу триггера, выход блока преобразования напряжения через последовательно соединенные второй делитель частоты и второй формирователь импульсов подключен ко входу счетчика, к первому входу формирователя стробируюших импульсов и к первому входу блока логической обработки сигнала, и через формирователь импульсов сброса подключен к другому входу пикового детектора и ко второму входу триггера, выход которого подключен ко второму входу формирователя стробирующих импульсов, выход которого через элемент совпадения подключен ко второму входу блока логической обработки сигнала, выход счетчика через четвертый дешифратор подключен к другому входу второго делителя частоты и к третьему входу формирователя стробируюших импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 649.143, кл. Н 04 В 3/46, 1977 (прототип ).