Цифровая измерительная система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Б К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ верГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Вис 1 сзЬащв И.Н. Сошр 1 ейеСпЫе 2 о Вд 81 йа 1 Тези Ецц 1 ршепй,РгепС 1 се-На 11, 1977, р. 55.2. Авторское свидетельство СССУ 809187, кл, С 06 Р 15/00, 1981(54) (57) 1, ЦИФРОВАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯСИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЗВУ.КОВОСПРОИЗВОДЯЦЕИ АППАРАТУРЫ, содержащая последовательно соединен"ные первый коммутатор, измерительный блок и блок аналого-цифровогопреобразования, а также блок памяти и регистрирующее устройство,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения производстельностии точности измерений, измерительныйблок выполнен в виде последовательносоединенных управляемого блока филь- .тров, измерительного детектора и второго коммутатора, а в систему введены формирователь импульсов, таймер, Микропроцессорный блок, блокотображения, блок ввода данных склавиатуры, блок сопряжения и магистраль данных, при этом вход упраляемого блока фильтров является пвым входом измерительного блока,подключенным к выходу первого коммутатора, выход второго коммутатора является первым выходом измерительного блока, подключенным к входу блока аналого-цифрового преобразования, формирователь импульсов,.801117 44 А 3159 С 06 Р 15/00; С 11 В 27/Зб включен между входом измерительного, детектора и вторым входом второго коммутатора, второй вход формирователя импульсов соединен со счетным входом таймера и с входом блока сопряжения, первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая выходные шины которого соединены соответственно с входной шиной микропроцессорного блока, управляющими шинами блока аналого-цифрового преобразова" ния, второго коммутатора, управляемого блока фильтров, первого коммутатора и с входной шиной регистрирующего устройства, первая, вторая,третья и четвертая выходные шины микропроцессорного блока подключены соответственно к входной шине таймера, первой входной шине блока отображения, входной шине блока памятии первой входной шине блока со" пряжения, вторая входная шина которого соединена с выходной шиной блока аналого-цифрового преобразования, выходная шина блока памяти подключена к второй входной шине блока отображения, а двунаправленная шина данных блока сопряжения через магистраль данных связана с двуна.правленными шинами данных микропроцессорного блока, блока памяти, таймера и с выходной шиной блока ввода данных с клавиатуры.2, Система по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что блок аналого-цифрового преобразования выполнен.в виде последовательно сое" диненных блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя, выход которого является выходной шиной блока аналого-циФрового пре1117644 змерение и гармоники В каналеь и Я УО СВОЯ а ос чень пояаментянадеткности слеМами Находится голодко на ноюле дорожки на кладиатуре ночальн донные не искаженли сигнал .е УО НетУО Расчет Знакаактискейтинга Аа ет Секта В о данных;инициализация т, Я д ткГцг 1,Я = зт 5 Гц Нет да нет бпоа НгтУОНет аа калибра каизмерителяЯ=515 ОГц Аа измерение сигнала немой исигиольнои кан-и Влючениеатильтра Р 7 Включение трильтра Р 5 Нет Расчет коэпр. игнап/помеха змереиие и роспорамеВРОВ резонанса пюнарма Измерение ярщкимной силыУО УО УО число печатаемых Копий 17,5 Е Изиеоение сигнала д каналепри 7,"70 кГц Нет Измерение Опорногродня при lкГц б к.и лемехи В канапе хдг е искажен Ли СигналИзмерение сигнала б кон, Я при 77 дхгк Печать рЕЗупЬтатобСтоп УО- дстройсптдо отображения А лфаочение грильтра изм. опорного уродил Вкл. атильтра Рт УО ВнццПИ Заказ 7221/33 Тираж 698 Подписное Филиал ППП Патентт, г, Уагородь ул.Проектнаяь 4 Стяарт3 Резупьпюпхсо чоконтооллПтчтожитЕПЕН З Аамеются лиАа али ро анли измерительПритниМттой СипУО Аа СВО пен ли измерительПяижиМНтой СиЛЫ Юахо ится яа яи солодка на ачало дорожки иепг УОИЗМЕОЕЗиЕ Олорного уродня при тКГИ бхопале т, и помехи д канале Я РОС Ет порамЕВчаст, харокпг розде-,ения и балансако малое МВерна лиатазиродказ Не искоАажен ли, сигналИзмерение скорости брошеная и детонаиии и расчет Нохо 4 ЪВся ли солодка на Аа мочале дотвтткки Щ1117644 образования, а управляющая шина подключена к управляющим входам блока выборки-хранения и аналого"цифрового преобразователя.3. Система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что управляемый блок фильтров выполнен в виде последовательно соединенных Фильтров, третьего коммутатора и управляемого аттенюатора, выход которого является выходом управляемого блока Фильтров, а управляющая шина последнего соединена с управляющими шинами третьего коммутатора и управляемого аттенюатора. 4. Система по пп. 1 - Э, о т л ич а ю щ а я с я тем, что блок памя" ти содержит оперативное запоминающее устройство и последовательно соединенные мультиплексор, постоянное запоминающее устройство и буферный блок, причем двунаправленная шина данных блока памяти соединена с числовой шиной оперативного запоминающего устройства, с первой входной шиной мультиплексора и с выходной шиной буферного блока, входнаяшина блока памяти подключена к второй входной шине мультиплексора и к адресной шине оперативного запоминающего устройства, а входная шина буферного блока - к выходной шине блока памяти.1Изобретение относится к цифровой измерительной .технике и может быть использовано для проектирования автоматических измерительных систем для комплексного определения параметров звуковоспроизводящей аппаратуры, например, магнитофонов, злектропроигрывателей, диктофонов, кинематографической аппаратуры и других устройств подобного назначения. 1 ОИзвестна цифровая измерительная система, содержащая соединенные определенным образом коммутатор,.измерительный блок, блок аналого-цифрового преобразования и устройство 15 отображения данных 11 .Данная система предназначена для использования в цифровом мультиметре, измеряющем ток, напряжение :или сопротивление, и не позволяет 20 производить комплексные измерения и контроль параметров различной звуковоспроизводящей аппаратуры.1Наиболее близкой по технической 25 сущности к предлагаемой системе является цифровая измерительная система, содержащая коммутатор, выход которого подключен к информационному входу измерительного блока, соединенного выходом с входом блока аналого-цифрового преобразования, атакже блоки памяти и регистрирующее устройство 2 2Недостаток известной системы заключается в том, что она не может обеспечить комплексных автоматических измерений параметров звуко- . воспроизводящей аппаратуры, поскольку в ней отсутствуют программно организованный контроль параметров и диалоговый режим работы с использо,ванием клавиатуры и устройства отображения.Целью изобретения является повышение производительности и.точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что цифровая измерительная система для контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры, содержащая последовательно соединен" ные первый коммутатор, измерительный блок и блок. аналого-цифрового преобразования, а также. блок памяти и регистрирующее устройство, измерительный блок, выполнен в виде последовательно соединенных управляемого блока фильтров, измерительного детектора и второго коммутатора, а в систему введены формирователь импульсов, таймер, микропроцессорный блок, блок отображения, блок ввода данных с клавиатуры, блок сопряжения и магистраль данных, при этом вход управляемого блока Фильтров является первым входом измерительного блока, подключенным к выходу1117644 первого коммутатора, выход второгокоммутатора является первым выходомизмерительного блока, подключенным квходу блока аналого-циФрового преобразования, формирователь импульсоввключен между входом измерительногодетектора и вторым входом второгокоммутатора, второй выход формирователя импульсов соединен со счет:ным входом таймера и с входом блока 10сопряжения, первая, вторая, третья,четвертая, пятая и шестая выходныешины которого соединены соответственно с входной шиной микропроцессорного блока,. управляющими шинами блока аналого-цифрового преобразования,второго коммутатора, управляемогоблока фильтров, первого коммутатора и с входной шиной регистрирующегоустройства, первая, вторая третьяи четвертая выходные шины микропроцес"сорного блока подключены соответст"венно к входной шине таймера, первой входной шине блока отображения,входной шине блока памяти и первой 25входной шине блока сопряжения, вторая входная шина которого соединенас .выходной шиной блока аналого-цифрового преобразования, выходная шинаблока памяти подключена к второйвходной шине блока отображения, адвунаправленная шина данных блока сопряжения через магистраль данныхсвязана с двунаправленными шинамиданных микропроцессорного блока,блока памяти, таймера и с выходнойшиной блока ввода данных с клавиатуры.Кроме того блок аналого-цифрового преобразования может быть выполнен в виде последовательно сое- .4 Одиненных блока выборки-хранения ианалого-цифрового преобразователя,выход которого является-выходнойшиной блока аналого-цифрового преобразования, а управляющая шина подключена к управляющим входам блока ,выборки"хранения и аналого-цифровогопреобразователя,1Управляемый блок фильтров можетбыть выполнен в виде последова 50тельно соединенных фильтров, третьего коммутатора и управляемого аттенюа"тора, .выход которого является выходом управляемого блока фильтров, ауправляющая шина последнего соединена с управляющими шинами третьегокоммутатора и управляемого аттенюатора. 4Блок памяти содержит оперативное запоминающее устройство и последовательно соединенные мультиплексор, постоянное запоминающее устройство и буферный блок, причем двунаправленная шина данных блока памяти соединена с числовой шиной оперативного запоминающего устройства, с первой входной шиной мультиплексора и с выходной шиной буферного блока, входная шина блока памяти подключена к второй входной шине мультиплексора ик адресной шине оперативного запоминающего устройства, а выходная шина .буферного блока - к выходной шине блока памяти.Возможность комплексного автоматического контроля параметров звуковоспроизводящей аппаратуры обес печивается введением программногоизмерения параметров аппаратуры с использованием микропроцессорной техники.Ввод данных с использованием блока ввода данных с клавиатуры и при регистрации данных на экране дисплея может обеспечить диалоговый режим обмена данными и расширение функциональных возможностей использования аппаратуры для регистрации полученных данных, обеспечивается автоматическое измерение параметров аппаратуры по заранее заданной программе. Тем самым ускоряется процесс контроля параметров аппаратуры.На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой измерительной системы; на фиг. 2 и 3 - то же, варианты выполнения: на фиг. 4 - одна из возможных программ расчета параметров звуковоспроизводящей аппаратуры (включая определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики тракта, детонации, параметров лентопротяжного механизма к т.п.);Система содержит (фиг. 1-3) последовательно соединенные первый коммутатор 1, измерительный блок 2, блок 3 аналого-цифрового преобразования, а также блок 4 памяти, регистрирующее устройство 5, формирователь 6 импульсов, таймер 7, микропроцессорный блок 8, блок 9 отображения, блок 10 ввода данных с клавиатуры, блок 11 сопряжения, управляемый блок 12 фильтров, измерительный детектор 13, второй коммутатор 14, двунаправленную магистраль 15 данных, связанную1117644 1 О 20 30 через блок 11 сопряжения с блоком 16 выборки-хранения, аналого-цифровым преобразователем 17, фильтры 18, третий коммутатор 19 и управляемый аттенюатор 20, подключенные к одной 5 из выходных шин блока 11 сопряжения, последовательно соединенные мультиплексор 21, постоянное запоминающее устройство 22 (хранящее коды программ и отображаемых символов), а также оперативное запоминающее устройство 23 и;буферный блок 24 (с тремя устойчивыми состояниями), кото рые подключены соответственно к входной шине блока памяти и к выходу постоянного запоминающего устройства 22.Использование в составе системы микропроцессора 8 и связь последнего через блок 11 сопряжения с различными по функциональному назначению управляемыми блоками (1,4,5,6,16,17,19 и 20) обеспечивают полностью автоматизированное выполнение всего комплекса измерений25 параметров звукозаписывающей аппаратуры по программе (фиг. 4), хранимой в блоке 4 памяти.Устройство работает следующим образом.После включения питания системыследует автоматический самоконтроль параметров, Подпрограммы самоконтроля охватывают тесты оперативной памяти и подсчет контрольной35 суммы для программной памяти. Результаты самоконтроля отображаются на экране блока 9 отображения, причем при возникновении неисправности дальнейшее выполнение программы прекра щается. При положительных результатах самоконтроля производится дальнейшее выполнение программы, и устройство переходит в режим принятия начальных инструкций или данных от45 оператора при помощи блока 10 ввода данных с клавиатуры. Диалог оператора с системой сопровождается выдачей соответствующей алфавитно-цифровой или графической информации на экран блока 9 отображения, При этом могут выдаваться параметры выполняемых програмй измерений, список граничных параметров, указания для.выполнения различных режимов измерений, изменяться число или последовательность отдельных этапов измерений, вводиться новые начальные условия и т.п. (Фиг. 4). По окончании подготовительногодиалога на экране дисплея 9 появляется указание о готовности системыдля выполнения комплекса измерений,после чего включается Испытуемыйобъект (магнитофон или проигрыватель),снабженный специальной контрольно-измерительной лентой или пластинкой,Для выполнения комплекса автоматических измерений указанные лентыили пластинки содержат также участкисигнала идентификации, которые расположены впереди пакетов испытательных сигналов. Например, пакету измерения неравномерности частотнойхарактеристики предшествует сигналограмма идентификации с длительностью 1 с и с частотой 1 кГц ит.п. Данная осциллограмма обеспечивает возможность автоматическогоопознавания определенного измери-тельного цикла, что обеспечиваетполностью автоматический процесс.дальнейших измерений.Работу системы более подробно рассмотрим на примере измерения неравномерности частотной характеристики,уровня выходного сигнала, балансаи разделения стереоканалов в стереоФонических магнитофонах или электропроигрывателях,Опознавание сигнала идентификации обеспечивается формирователем6 импульсов и таймером 7 Формирователь 6 импульсов преобразует синусоидальный сигнал идентификации впрямоугольные импульсы, подаваемыена счетный вход таймера 7, работающегов режиме измерения частоты. Состояние счетчиков таймера контролируется по программе микропроцессорным блоком 8 и при нахождении сигналограммы с определенной частотой(например, 1 кГц) система переходитв режим измерения соответствующих .параметров звуковоспроизводящего устройства. Программа измерений можетсодержать также подпрограмму дляопределения искажений сигнала. Дляэтого измеряемый сигнал коммутируется на второй вход коммутатора14, и микропроцессорный блок можетблокировать дальнейшую работу системы при наличии значительных искажений сигнала (например, обусловленныхзапыленностью звукоснимателя). При автгматическом продолжениипрограммы микропроцессорный блок 87 1117 переключает первый коммутатор 1 на определенный (например, левый) входной канал, производится выбор соответствующего данному измерению фильтра (корректирующего частотную ха 5 рактеристику в области высоких частот согласно требованиям ГОСТА) и осуществляет управление работой аттенюатора 20, блока 16 выборки- хранения (если он используется в системе) и аналого-цифрового преобразователя 17. Измеряемые сигналы (например, левого канала), которые в процессе данных измерений обычно меняются в частотном диапазоне 0,5- 20 кГц, анализируются микропроцессорным блоком 8, причем за основу расчетов принимается, как правило уровень сигнала .на частоте 1 кГц. На последней производится переключение на соседний (например, правый) канал и измерение соответствующего паразит- ного сигнала с целью определения степени разделения стереоканалов. Далее по заданной программе производится измерение уровня сигнала (например, левого) канала на других принятых частотах (2, 5, 10, 15 и 20 кГц), а затем каналы меняются, и выполняется измерение уровня сиг 30 нала на тех же частотах, но в другом канале (например, в правом). На частоте 1 кГц происходит также обратное переключение каналов для определения степени разделения по стереоканалам. На основании двух измерений на частоте 1 кГц определяется наихудшее разделение каналов, величина которого не должна превышать 20 дБ. По данным измерений на частоте 1 кГц при стандартной40 колебательной скорости записи (5 см/с) определяется также уровень выходного сигнала и баланс каналов, величина которого не должна превышать 2 дБ. На основании предыду 45 щего цикла измерений рассчитывается и неравномерность частотной характеристики относительно уровня сигнала на частоте 1 кГц. Программа измерения указанных параметров заканчивается выводом результатов расчетов на регистрирующее устройство (печатающее устройство), а также на индикатор блока 9,.Аналогично продолжается измерение других параметров при других параметрах сигналов идентификации. Для повышения точности измерений 644е 8программы могут содержать дополнительные алгоритмы (например, усреднение результатов многократный измерений), а также возможны различные аппаратурные модификации в пределах объема предлагаемой системы (например, изменение. постоянной времени детектора при определении отношения сигнал - шум тракта).При необходимости вмешательства оператора для выполнения последующих измерений (напрнмер, при замене испытательной грампластинки или установке датчика для определения прижимной силы иглы звукоснимателя) на экране индикатора 9 появляется соответствующее указание.На фиг. 2 и 3 показаны варианты реализации управляемого блока 12 фильтров и блока 4 памяти.Коммутаторы системы могут быть реализованы на микросхемах типа К 561 Й 11 (двойной 4-канальный коммутатор), аттенюатор - на микросхеме К 572 ПА 2, а фильтры 18 состоят из активных фильтров, соответствующих по параметрам тем, которые должны быть измерены. При этом характеристики отдельных фильтров регламентированы соответствующими стандартами, Например, при измерении неравномерности частотной характеристики требуется фильтр с коррекцией в высокочастотной области, при измерении детонации - фильтр с линейной передаточной характеристикой, при измерении надежности следования иглы по канавкам грампластинки - фильтр, пропускающий сигналы с частотами в . диапазоне 1,5-2,2 кГц и т.п. Аналого-цифровой преобразователь 17 может быть также реализован на микросхемах (например, 10-разрядный преобразователь типа К 1113 ПВ 1), причем добавление блока 16 выборки- хранения позволяет повысить точность преобразования тем, что уровень входного сигнала фиксируется в процессе преобразования его значе; ния в цифровой код. Измерительный детектор 13 является измерителем эффективного среднеквадратичного) значения входного периодического сигнала, при этом с учетом логарифмической характеристики возможно сжатие диапазона изменения сигнала для обеспечения работы аналого-цифровых преобразователей с ограниченным9 1117644ю 10 числом разрядов и для упрощения развертки телевизиснного индикаторасчетов логарифмического отношения ра) постоянное запомийающее устрой- двух напряжений, требуемого в по- ство 22 адресуется через мультиплек " добных измерительных системах (рас- сор 21 от адресных выходов микро" чет в дБ). процессорного блока 8, а выходныеНа фиг. 3 представлен вариант реа- сигналы передаются через открытый бу лизации системы, позволяющей сов" ферный блок 24 в двунаправленную мещать функции программной памяти магистраль данных. Если микропрои знакогенератора устройства отобра- цессорный блок обращается для чтежения (электроннолучевого дисплея) 1 О ния к оперативному запоминающемминающему в одной микросхеме постоянного за- устройству 23, то выходы буферного поминающего устройства, что суще- блока 24 находятся в третьем выходственно упрощает реализацию предла- ном состоянии (высокое выходное согаемой системы. В блок 22 (например, противление). репрограммируемом полупостоянном 1 Для реализации мультиплексора 21 запоминающем устройстве типа 573 РФ 2) могут быть использованы две микро- . записываются как коды программ (на- схемы типа К 555 КП 11, а в буферном блопример, в одной половине кнлобай- ке 24 - микросхема типа 589 ИР 12.Блок . та), так и коды отображаемых симво сопряжения может быть реализован лов (вторая половина килобайта), 20 на микросхемах программируемого интерфейса (например, на микросхемах тиВ режиме отображения информа- па К 580 ИК 55). ции лок 9 (включающий индикатор на Реализация предлагаемой системыб (Фэлектроннолучевой трубке) получает 1 обеспечивает значительиый технико- информацию от постоянного запоминаю экономический эффект поскольку щего устройства 22. При этом она ад- ,сих пор отсутствовала возможность ресуется через мультиплексор 21 с комплексного автоматического изме- выхода оперативного запоминающего рения.параметров эвуковоспроизводяустройства 23, а буферный блок 24 . щей айпаратуры. Использование систеизолирует выход постоянного зало- ЗО мы значительно повышает производиминающего устройства 22 от магист- тельность измерений, точность,.снижарали 15 данных. ет общую стоимость измерительногоВ режиме обработки данных (на- комплекса, а также упрощает"его зкспример, в промежутках между кадрами плуатацию.