Устройство для контроля характеристик линейных усилителей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социалистических

Республик

«i>998980 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 271081 (21) 3350446/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 230283. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 23.02.83

t$1)hA Nn З

G01 Я 27/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. . 757 (088. 8) т

В.Р.Вавер, Б.А.Захаров, В.И.Кучковский и(В.А;ЯкОвЛЕв (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) iCTPOACTBO ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ЛИНЕЙНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для контроля коэффициента усиления, границ линейного динамического усиления и т.д.линейных усилителей в .процессе сборки, например усилителей датчиков систем автоматического управления.

Известно устройство для измерения линейности амплитудных характеристик четырехполюсников, в том числе в линейных усилителях, содержащее коммутатор, блок управления, преобразователь аналог-код, схему вычитания, индикатор, причем выход коммутатора подключен к первому входу ключевого расширителя импульсов, соединенного с селективным вольтметром, а выход блока управления, состоящего иэ формирователя стробирующих импульсов, схемы переключения и схемы задержки, подсоединен к одному иэ входов коммутатора, при этом выход схемы задержки соединен сагорым входом ключевого расширителя импульсов (11.

Недостатком этого устройства является невозможность проведения допускового контроля в .динамическом диапазоне характеристики,а также определения границ диапазона линейности коэффициента усиления.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее генератор линей- . но-изменяющегося напряжения, который соединен с генератором синусондального напряжения, коммутатор, блок сравнения, составленный иэ резисторов; операционный усилителей с параллельной отрицательной обратной связью, амплитудных детекторов, в измерительное плечо которого включен объект контроля, дифференциальный нуль-орган, имеющий временный и амплитудный каналы, причем в образцовое плечо цепи сравнения включен импульсный усилитель, подключенный к входу блока квантования по времени, выход которого подключен к управляющему входу временного канала диф ференциального нуль-органа, и входу сдвигателя, соединен с регулируемыми дискретными делителями, подключенными к сумматору и блоку индикации (23. Недостатком известного устройства является ограничение функциональных возможностеи из-за сложности контроля границ диапазона линейнос998980 ти коэффициента усиления по амплитуде и абсолютных измерений характеристик линейных усилителей, Целью изобретения явЛяется расширение функциональных возможностей эа счет контроля границ динамического диапазона абсолютных измерений коэффициента, усиления..

Цель достигается тем, что в устройство для контроля характеристик линейных усилителей, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора гармонического сигнала, коммутатор, входные клеммы устройства, блок сравнения и блок регистрации, введены второй коммутатор, второй блок сравнения, пульт управления, управляющий блок, аналого-цифровой преобразователь, два эмиттерных повторите20 ля, два запоминающих блока, делительный блок, блок уставок и вычислительный блок, при этом соответствующие выходы пульта управления соединены с управляющим входом блока уставок и с первым входом управляющего блока,а вход — с первым выходом управляющего блока, второй выход которого соединен с управляющим входом генератора линейно изменяющегося напряжения второй выход которого соединен с вторым входом управляющего блока, выход генератора гармонического сигнала через первый эмиттерный повторитель подключен к первой входной клем- 35 ме устройства, вторая входная клемма которого через последовательно соединенные второй эммиттерный повторитель, первый коммутатор, аналогоцифровой преобразователь, первый за- 40 поминающий блок, делительный блок и второй коммутатор подключена к сигнальному входу первого блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом управляющего блока, а первый опорный вход первого блока сравнения соединен с одним из выходов блока уставок, второй сигнальный выход второго коммутатора через последовательно соединенные второй блок сравнения и вычислительный блок подключен к входу блока регистрации, управляющий вход второго коммутатора соединен с третьим выходом управляющего блока, четвертый вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, первый опорный вход последнего соединен с вторым выходом блока уставок, информационный выход которого соединен с пятым входом управляющего блока, а 60 сигнальный выход - с первым информационным входом вычислительного блока, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу управляющего блока, информационный выход вычислительного блока соединен с шестым входом управляющего блока, пятый выход которого подключен к управляющему входу второго запоминающего блока, информационный вход последнего соединен с седьмым входом управляющего блока, а сигнальные выходы — с соответствующим вторым информационным входом вычислительного блока и с соответствующими вторыми опорными входами первого и второго блоков сравнения, сигнальные входы второго запоминающего блока подключены к соответствующим вторым выходам вычислительного, делительного и первого запоминающего блоков, управляющий вход последнего соединен с шестым выходом управляющего блока, а информационный выход - с восьмым входом управляющего блока, информационный вход аналого-цифрового преобразователя соединен с девятым входом управляющего блока, седьмой выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а восьмой выход — к управляющему входу первого коммутатора, второй сигнальный вход которого соединен с вторым выходом первого эмиттерного повторителя.

ha чертеже представлена структурная схема устройства.

fl

Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, генератор 2 гармонического сигнала первый эмиттерный повторитель 3, управляющий блок 4, контролируемый объект 5, второй эмиттерный повторитель 6, первый коммутатор 7„ аналого-цифровой преобразователь 8, пульт управления 9, первый и второй запоминающие блоки 10 и 11, делительный блок 12> второй коммутатор

13, первый блок сравнения 14, блок уставок 15, второй блок сравнения

16, вычислительный блок 17, блок регистрации 18 и входные клеммы 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый линейный усилитель 5 своими входом и выходом подключает к соответствующим входным клеммам устройства 19 и 20. С пульта управления 9 вводят в блок уставок 15 необходимое значения числовых коэффициентов 1 2Р1i 2Я Ф4 k i 2 где ЬК вЂ” граничные значения выходного сигнала на линейном участке зависимости коэффициента усиления от входного напряжения, а именно предельно допустимая разность двух последовательных значений коэффициента усиления на начале линейного участка (ее значения зависят от

998980 точности измерений коэффициента усиления, скорости нарастания входного напряжения, быстродействия аналого-цифрового преобразователя), dK > — граничные значения выходного сигнала вне пределов линейного участ

5 ка, а именно: предельно допустимая разность между текуцим значением коэффициента усиления и его средним значением; 01,,0 - минимальное и максимальное значение входного напряжения на начальном участке диапазона, которому соответствует номинальный коэффициент усиления; 0, U4 соответствующие напряжения на границах линейного участка диапазона, 15

K„, K2 . — нижний и верхний пределы

Z:,oëóñòHìûõ значений коэффициента усиления на линейном участке д)()апазона.

С выхода пульта 9 на управляющий блок 4 выделяется команда на проведение измерений. Управляющий блок 4 подключает через первый коммутатор

7 аналого- цифровой преобразователь 9 к первому эмиттерному повторителю 3, обнуляет ячейки запоминающих блоков

10 и 11, подключает через второй коммутатор 13 делительный блок 12 к первому блоку сравнения 14, после че

ro запускает генератор 1 линейно из- 30 меняющего напряжения. На выходе генератора 2 гармонических сигналов формируется синусоидальный сигнал с плавно нараста(сшей амплитудой, который измеряется аналого-цифровым пре- 35 образователем 8. Носле завершения замера U аналого-цифровой преобразователь .выдает на управляющий блок 4 команду по которой управляюШий блок 4 разрешает записать изме- 4П ренного значения О(), в первый запоминающий блок 10 и переключает первый коммутатор 7 для измерения О(")„

После окончания замера 0() аналогоцифровой преобразователь (} выдает 45 команду на управляющий блок 4, по которой управляющий блок 4 разрешает повторную запись измеренного значения U (" в первом запоминаю()..ем блоке 10, за-..ись значений О „ и U()„„

& х

r 1) (1} во втором эапоминаюшем блоке 11 и вычисление значения коэффициента усиления в начальной точке К(4 в делительном блоке 12. После чего значение М)) поступает в память второго запоминающего блока 11 и на вход первого блока сравнения 14, где происходит сравнение К ")с нулевым уровнем. После сравнения К(эапоминар} ется в ячейке второго запоминающего блока 11, соответствующей информации Ы от первого блока сравнения 14. Затем пульт выдает команду на проведение измерений второго значения коэффициента усиления. К соответствуюшего входному значению " х . При этом уп- 55 равляющий блок 4 подключает вход аналого-цифрового преобразователя 8 к выходу первого эмиттерного повторителя 3. После замера 0 э(х2) аналого-цифровой преобразователь 8 выдает управляюшему блоку 4 сигнал, получив который управляющий блок 4 пере(2). сылает измеренное зна ение 0>)(в первый запоминающий блок 10 и переключает первый коммутатор 7 для измерения О,„ . После окончания за(< мера()(2 ) аналого-цифровой преобразователь 8 выдает сигнал управляющему блоку 4, получив который управляющий блок 4 пересылает измеренное значение 0 „,„ в первый запоминаю(ций блок 10, из которого значения

Ь и U „,„ пересылаются во второй (2) (1) зайоминающий блок 11 в-место U())(и

0э,„и в делительный блок 12, кото(1) рый вычисляет К . Полученное зна(2) чение К пересылается во второй запоминающий блок 11 вместо К(" и на первый блок сравнения 14, где происходит сравнение К() с пересланным из второго запоминающего блока

11 значением К(" . Если 1 K(-К It dK,, что соответствует .начальному участку значений коэффициента усиления, цикл вычислений будет повторяться.

При этом во втором запоминающем блске 11 запоминаю;ся послед))ие значения О» и ),)„ . При выполнении (1 i.. ) неравенства /K" -K(")I üÊ, что соответствует линейному участку коэффициента усиления, происходит запоминание К(+ )и соответству)(ших зна(1+, <(+()

ЧЕНИй 0э„= }) х (и "))))х= Ussr ы1и ) а также выдается команда второму коммутатору 13 на подключение второго блока сравнения 15 и сигнал на управля)(.ший блок 4 о эавер))ении начального этапа измерений (значение К(" переносится в ячейку второго запоминающего блока 11, связан- ную с вторым блоком сравнения). После получения сигнала управляющий блок подключает аналого †цифров преобразователь 8 для измерения О „..После получения от аналого-цифрового . преобразователя 8 сигнала-об око (-„ чании измерения U „ значение О х (1+1) (+Î пересылается в первый эапомина)аций блок 10, а на первый коммутатор 7 выдается команда подключить аналогоцифровой преобразователь 8 для измерения . О "+ ). После окончания эа,. (1+2)Э " мера, аналого-цифровой преобразователь 8 выдает сигнал управляющему блоку 4, получив который управляющий блок 4 пересылает измеренное значение О< ) в первый запоминающий блок 10, из которого значение О(+2) и 0(+2) пересылаются во зь) х ех второй запокинаюший блок 11 на место О + и О() и в *елительный блок гк Ьх (м-л)

12, который вычисляет К(. Значе998980 ние К " )пересылается во второй за- . поминающий блок 11 и во второй блок сравнения 16, где происходит сравнение с K(".. При условии /K("-К()/ ЬК»

К« ")-К (" Ь К, что соответствует участку линеййости коэффициента усиления, управляющий блок 4 пересылает знаЧения K("+") и К(" ) в вычислительный блок 17 для определения К вЂ” среднего значения K "+ и ср

К« ), а полученное среднее значе ние К „ пересылает в ячейку второго запомййающего блока 11, связанную с вторым блоком сравнения 16. Затем управляющий блок 4 выдает команду на измерение К, которое измеря((+г7 ется аналогично К(+ ). После чего происходит сравнение К(1Фъ) с Кср . При условии, что ) К(" - Kcp/ +ь К, управляющий блок 4 пересылает значе-. ния Кс и К("+ для нахождения ново- 20 го среднего значения, которое пересылают в ячейку второго запоминающего устройства 11 на место старого значения К . Вычисление текущего значения к выполняют по следующей 25 ср формуле Kcpv=Кcpn < "— „"+К где Е р — "старое" значение среднеCÐè-

ro значения коэффициента усиления, Кср„ — соответствующее новое значе- ЗО ние, и = 1,2,... Аналогично вычисляются величины, характеризующие неравномерность коэффициента усиления на линейном участке, а именно: сред/р у+н)ф+и <)g З5 ние значения ср ср

Эти значения пересылаются во второй запоминающий блок 11 на место "ста4О кср Кср мерение К . производится до тех пор, пока не будет заполняться условие (K(" -К 7ibK, соответствующее предельно допустимому отклонению коэффи- 45 циента усиления от среднего значения, т.е. "завалу" коэффициента усиления при больших значениях входного напряжения ((2 „ „„). В этом случае второй блок сравнения 16 выдает управляющему блоку 4 сигнал об окончании измерений коэффициента усиления.

Получив сигнал, управляющий блок 4 передает в вычислительный блок 17 полученные значения

g(j+ и ), U ЩсЯ р

ы = ev, a)t ь,(т ии "ср, к„, и производится выключение генератора линейного напряжения 1. В вычисли- 60 тельном блоке 17 производится оценка наличия К в пределах допуска, U „1;„ и U „ „ â пределах допуска, r.е. оценивается выполнение неравенства К Кср К,, и О w 0 8 „ И,, 65

0 „ „ U4 . После чего производится выдача всей полученной информации на регистрирующий блок 18.

На пульт управления 9 поступает сигнал об окончании измерений и проводится индикация измерений "норма" или

"не норма".

Формула изобретения

Устройство для контроля характеристик линейных усилителей, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора гармонического сигнала, коммутатор,. входные клеммы устройства, блок сравнения, блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет контроля границ динамического диапазона и абсолютных измерений коэффициента усиления, в него введены второй коммутатор, второй блок сравнения, пульт управления, управляющий блок, аналого-цифровой преобразователь, два.эмиттерных повторителя, два запоминающих блока, делительный блок, блок уставок и вычислительный блок при этом соответствующие выходы пульта управления соединены с управляющим входом блока уставок и с первым входом управляющего блока, а вход — с первым выходом управляющего блока, второй выход которого соединен с управляющим входом генератора линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен.с вторым входом управляющего блока, выход генератора гармонического сигнала через первый эмиттерный повторитель подключен к первой входной клемме устройства, вторая входная клемма которого через последовательно соединенные второй эмиттерный повторитель, первый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь первый запоминающий блок, делительный блок и второй коммутатор подключена к сигнальному входу первого блока сравнения, выход которо1

ro соединен с третьим входом упр;вляюшего блока, а первый опорный вход первого блока сравнения соединен с одним из выходов блока уставок, второй сигнальный выход второго коммутатора через последовательно соединенные второй блок сравнения и вычислительный блок подключен к входу блока регистрации, управляющий вход второго коммутатора соединен с третьим выходом управляющего блока, четвертый вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, первый опорный вход последнего соединен с вторым выходом

998980

Составитель Л.Муранов

Редактор В.Иванова Техред К.Мыцьо Корректор В.Бутяга

Заказ 1149/bs Тираж 708 Подписное

""ÍÈÈÏÈ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 блока уставок, информационный выход. которого соединен с пятым входом управляющего блока, а сигнальный выход — с первым информационным входом вычислительного блока, управляющий вход -которого подключен к четвертому выходу управляющего блока, информационный выход вычислительного блока соединен с шестым входом управляющего блока, пятый выход которого подключен к управляющему вхо- 10 ду второго запоминающего блока, информационный выход последнего соединен с седьмым входом управляющего блока, а сигнальные выходы — с соответствующим вторым информационным 35 входом вычислительного блока и с соответствующими вторыми опорными входами первого и второго блоков сравнения, сигнальные входы второго запоминающего блока подключены к 20 соответствующим вторым выходам вычислительного делительного и первого запоминающего блоков, управляющий вход последнего соединен с шестым выходом управляющего блока, а информационный выход — c восьмым входом управляющего блока, информационный выход аналого-цифрового преобразователя соединен с девятым входом. управляющего блока, седьмой выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а восьмой выход — к управляющему входу первого коммутатора, второй сигнальный вход которого соединен с вторым выходом первого эмиттерного повторителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 311207, кл. G01 Й 27/28, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

te 550593, кл. 0011 27/28, 1975 (прототип).