Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов

(51)5 7/26 . ОСУДАРСТВЕННЪЙ . КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 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 %1071972,кл.001 й 27/26,1982, . демодулятор 6, блок 7 формирования йорАвторское свидетельство СССР мированных характеристик первой и второй М 1681278, кл, 6 01 В 27/26, 28.06.88. производных, формирователь 8 управляющих импульсов, времяамплитудный преоб)АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПА- разователь 9 и синхронный демодулятор 10, РАМЕТРОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТ- Введение частотно-кодового преобразова- РОЙСТВ 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 засчетральной частоты, полосы пропускания, до- преобразования достоверной аналоговой 3 бротности различных узкополосных и информациивцифровойкодспоследующей 1 широкополосных радиотехнических уст- его обработкой в вычислителе и практиче-ройств и элементов и может быть использо- ски полностью исключает основйые состав- вано для измерения . емкости, ляющие погрешности измерений, индуктивности, тангенса угла потерь и дру- обусловленные разрядом синхронных демо- Б гих 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.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 Оа для конкретных условий измерений,Получаемый на выходе первого компаратора 17 импульс (фиг.4 и) передается через подготовленный для передачи информации второй элемент И 21 на стробирующий вход второго кампаратора 18, подготавливая его к работе, и не проходит на стробирующий входтретьего компаратара 19 из-эа запрещающего сигнала, присутствующего в данный момент времени на . втором входе первого элемента И 20. Второй компаратар 18, получивший разрешение на выполнениеоперации сравнения и воспринимающий на себя, возможно, уже полностью установившееся значение нормированной характеристики второй производной, так как стробирующий импульс (фиг.4 и) образовался несколько позже момента времени т (Фиг.4 з), пока не формирует на своем выходе никакого импульса. И толька в момент времени. т, (Фиг,4 э), когда первая производная (фиг,4 ж) достигнет своега максимального значения, а вторая производная переходит через нуль, этот компаратор срабатывает, Формируя на своем выходе положительный перепад напряжения (фиг.4 к),. Перепад напряжения (фиг.4 к) полакительной полярности, получаемый на выходе второго компаратора 18, поступая непосредственно на Я-вход первого ВЯ-триггера 26 и через первый элемент 22 ИЛИ на Я-вход третьего ВЯ-триггера 28, опрокидывает первый 26 и третий 28 ВЯ-триггеры и передается на четвертый выход 36 форМирователя 8 управляющих импульсов, Низкий потенциал (фиг.4 б), полученный при этом на инвер.сном выходе третьего ВЯ-триггера 28, передается на второй выход 34 Формирователя 8 управляющих импульсов, а исчезнувший высокий потенциал на инверсном выходе первого ВЯ-триггера 26 исключает возможность дальнейшей передачи информации через второй элемент И 21 на страбирующий вход второго компаратара 18 и переводит управляемый усилитель 15 в режим инверсии фазы с коэффициентам пере. дачи-К; При этом полярность напряжения, прапарционального первой производной, навыходе управляемого усилителя 15 изменяется на отрицательную (кривая в виде штри 5 ховой линии, расположенная ниже нулевойоси на фиг.4 ж), и первый компаратор 17 прекращает формирование первого стробирующего импульса, показанного на фиг.4 исплошной линией. Если бы данной инвер 10 сии Фазы не происходило, то первый компаратор 17 сформировал бы более длительныйстробирующий импульс, заканчивающийсяв точке "2" характеристики первой производной, соответствующей уровню опорного15 напряжения Оа (фиг.4 ж), что отмечено нафиг.4 и штриховой линией. Несмотря на это,рассматриваемое приращение импульса настробирующий вход второго компаратора18 не прошло бы, так как второй элемент И20 21 уже прекратил передачу информации насвой выход,В результате быстротечности происходящих процессов переключения перепаднапряжения, едва появившийся на выходе25 второго компаратора 18, исчезает, заканчивая формирование импульса (Фиг.4 к) весьмамалой длительности (в сравнении с относительно медленным процессом формирования нормированных характеристик первой30 и второй производных), которая определяется временем распространения информа:ции в рассматриваемых функциональныхблоках, Одновременно с этим короткий импульс, возможно, появляющийся на выходе35 первого элемента И 20 из-за режима состязаний, когда единичный импульс (фиг.4 л) спрямого выхода первого ВЯ-триггера 26 может появиться на втором входе первого,элемента И 20 несколько раньше, чем исчезнет40 на ега первом входе импульс (Фиг.4 и) с выхода первого компаратара 17, может вызвать перевод третьего компаратора 19 врежим сравнения сигналов, однако значе ние второй производной (фиг.4 з) в данной45 ситуации несколько раньше становится ниже нулевого уровня и не вызывает появления на выходе третьего компаратора 19каких-либо сигналов (инверсный вход третьего компаратора соединен с общей шиной50 измерителя).Остраконечйый импульс (фиг,4 а), появляющийся на управляющем входе 31, передаваясь через третий элемент ИЛИ 24 наВ-вход, возвращает в исходное состояние55 третий ВЯ-триггер 28 с получением на егоинверсном выходе и, следовательно, на вто. ром выходе 34 формирователя 8 управляющих импульсов снова единичногопотенциала (Фиг.4 б). Эта активизирует работу автоматического измерителя и вызывает изменение сигналов, пропорциональных пряжение (фиг,4 з), соответствующее второй нормированным характеристикам первой и производной, на первом информационном второй производных, на втором 30 и первом входе 29 формирователя 8 управляющих им информационных входах формирователя пульсов остается на нулевом уровне, 8 управляющих импульсов, причем измене 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 Оо источника 16 (с ляемого усилителя 15 не преодолеет уро- точки "4" до точки "5", отмеченных на вень опорного напряжения Оо (фиг.4 ж) фиг,4 ж), 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.4 з), первый компаратор 17, возвращаного напряжения Оо (точка "3" на фиг.4 ж), ясь висходноесостояние, заканчиваетфорвторично срабатывает первый компаратор мирование второго стробирующего 17, формируя на своем выходе положитель импульса(4 и) на своем выходе, а это прекраный перепад напряжения, который затем щаетработутретьегокомпаратора 19. В репревращается, как о 1 мечено, в положитель- . зультате быстро происходящих процессов ный импульс(фиг.4 и), аналогичный первому. положительный перепад напряжения, едва Получаемый второй импульс (фиг,4 и) на вы- появившись на выходе третьего компаратоходе первого компаратора 17 беспрепятст ра 19, исчезает, заканчивая формирование венно проходит через подготовленный для импульса(фиг,4 п) весьма малой длительнопередачиинформации пероыйэлементИ 20 сти (в сравнении с интервалом времени на стробирующий вход третьего компарато- т 2-с 1, соответствующим полосе пропускания ра 19 и не проходит через закрытый для П.(фиг.4 е) исследуемого радиотехническо. передачи информации второй элемент И 21 25 гд устройства или элемента 5 на уровне уо, 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.4 з) 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,4 е,ж,з) соответстВ момент времени т 2(фиг 4 з), когда нор-" венно штриховыми линиями, мированная характеристика второй произ составляющими продолжение сплошных водной переходит через нуль, третий линий), то длительность импульсов на выхокомпаратор 19 срабатывает с образованием дах первого 17 и третьего 19 компараторов положительного перепада(фиг.4 п) на своем возросла бы и определялась бы временем выходе. Этот перепад поступает одновре- пребывания напряжения на выходе управменно через второй элемент ИЛИ 23 на Й ляемого усилителя 15 ниже уровня. Обозна вход второго ЯЯ-триггера 27 и третий выход ценного точками "3" и "6" на фиг.4 ж, 35 формирователя 8 управляющих импуль- Увеличение длительности второго импульса сов и через первый элемент ИЛИ 22 на Я- . на выходе первого компаратора 17 показа- вход третьего ВЗ-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 ВЯ-триггера 28 и, следовательно, другихфункциональныхблоковизмерителя.на втором выходе 34 формирователя 8 уп- Вторйчное поступление короткого имравляющих импульсов единичный потенци- пульса (фиг.4 о) на управляющий вход 31 и ал (фиг,4 б) исключается, Одновременно 50 далее через третий элемент ИЛИ 24 на В-.возвращается в исходное состояние и вто- взод снова возвращает третий ЙЯ-триггер рой ЙЯ-триггер 27 с образованием на его 28 в исходное состояние с образованием на прямом выходе и, следовательно, на первом . втором выходе 34 единичного потенциала выходе 33 формирователя 8 управляющих (фиг.4 б) и тем самым формирователь 8 упимпульсовнулевогопотенциала(фиг.4 г). 55 равляющих импульсов заканчивает свойВ связи с этим напряжение на выходе цикл работы. По приходу нового запускаю- управляемого усилителя 15, соответствую- щего импульса (фиг.4 а) на установочный щее инвертированной первой производной, вход 32 первый РЯ-триггер 26 заканчивает снова изменяется от максимального значе- формирование на своем прямом выходе ния (точка "4" на фиг.4 ж, до нулевого, а на23 1756833 25 пульсов, поступившее за образцовый35 интервал времени на С-входдвоичногосчетДифферейцирующий узел 42, реагирую. щий только на отрицательный перепад напряжения, хотя и может при самых неблагоприятных ситуациях возвращения в исходное состояние триггера 39 синхронизации образовать короткий импульс на сво ем выходе и вызвать срабатывание моностабильного элемента 43 и, тем самь м, создать прямоугольный импульс определенной длительности и на егб выходе, однако эти сигналы не могут повлиять на 4 состояние других функциональных блоков автоматического измерителя (Фиг.1). 50 действуют на первом 49 и втором 50 одиночных выходах частотно-кодового преобразователя 11,В дальнейшем процессы, происходя щие в частотно-кодовом преобразователе11, повторяются. Отличия состоят лишь в том, что в момент времени т 2 (фиг.4 з), когда нормированная характеристика второй производной переходит через нуль, короткий единичного потенциала (фиг.4 л) и формирователь 8 управляющих импульсов описанным образом устанавливается в исходное состояние с последующим возобновлением происходящих в нем процессов,Частотно-кодовый преобразователь 11 (фиг.З), применяемый в автоматическом измерителе (Фиг.1), работает следующим образом.Запускающий импульс (фиг,4 а), посту,пая раздельно на установочный вход 45 и первый управляющий вход 46 частотно-кодового преобразователя 11 (фиг,З) и, следовательно, на установочный входтриггера 39 сийхронизации и В-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 прямоугольные импульсы, которые непрерывно воздействуют на один из входов элементов И 40,Таким образом, в наиболее вероятной "ситуации практически сразу после воздействия запускающего импульса (Фиг.4 а) на выходах группы 48, а также на первой 49 и втором 50 одийочных выходах частотно-кодового преобразователя 11 (фиг.З) устанавливаются нулевые потенциалы.В момент времени 1, когда нормированная характеристика второй производной переходит чеРе нуль (фиг.4 з), на второй управляющий вход 47 частотно-кодового преобразователя 5 10 15 20 2411 поступает короткий импульс (фиг.4 к), 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.4 м) и получивший в рассматриваемый момент времени разрешение на работу, ждет прихода ближайшего полного тактового импульса (импульса, помеченного номером "1" на фиг.4 м), из последовательности импульсов формирователя 38. В момент прихода данного импульса на выходе триггера 39 синхронизации образуется образцовый по длительности одиночный синхронизирующий импульс (фиг.4 н), который разрешает элементу И 40 передачу на С-вход двоичного счетчика 41 информации в виде частоты 11, соответствующей первой координате перехода через нуль характеристики второй производной, с выхода узла 37 формирования импульсов. По окончании тактового импульса под номером "1" (фиг.4 м) 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 триггер 39 синхронизации воэвращается в исходное состояние. Количество имчика 41 (показано на фиг,4 н в виде вертикальной штриховки), оказывается точно соответствующим частоте и. преобраэованным в цифровой код, который передается на соответствующиевыходы группы 48 частотно-кодового преобразователя 11.В момент прекращения действия импульса 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.4 о в совмещенном виде,1756833 импульс (фиг,4 п), поступая одновременно на первый 46 и второй 47 управляющие входь 1 частотно-кодового преобразователя 11, производит полное стирание хранимой в двоичном счетчике 41 цифровой измери 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,4 м). .15 Кроме того, максимальное время задержки срабатывания триггера 39 синхронизации, как следует из диаграммы; и редставлен н ых на фиг.4 м, 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 хронномдемодуляторе 10 автоматического измерителя (фиг,1) составляет полтора периода, а минимальное- полпериода колебаний узла 38 формирования образцовых интервалов времени, 30 По приходу импульса (фиг,4 м) под номером "2" от узла 38 формирования образцовых интервалов времени на . синхронизирующий вход триггера 39 синх ронизации на его выходе снова образуется образцовый по длительности одиночный импульс (фиг.4 н), За время действия этого импульса через элемент И 40 на С-вход двоичного счетчика 41 поступает такое количе ство импульсов от узла 37 формирования импульсов, которое в точности соответствует искомой второй частоте 12 перехода через нуль нормированной характеристики вто- рой производной. Код этой частоты, палуча 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 преобразова теля 11. При этом триггер 39 синхронизацйи снова возвращается а исходное состояние,Короткий импульс фиг.4 о), получаемый в тот же момент времени в дифференцирующем узле 42, и прямоугольный импульс, 55 формируемый моностабильным элементом 43, снова передаются на пероьй 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. Ф о р мула изобретен ия 1. Автоматический измеритель параметров радиотехнических устройств и элементов, содержащий . формирователь управляющих импульсов, аремяамйлитудный 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 саади нен с входом времяамплитудного преобразователя, выход которого соединен с информационным входом синхройного демодулятора, выход управляемого по частоте генератора соединен с входом частотного модулятора, выход котброгб 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 щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений без сниженияих быстродействия, в него введены частотно-кодовый преобразователь, вычислитель, блок отображения информации и монОстабильный элемент, причем выход управляемого по частоте генератора 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 моно- стабильного элемента, вход которого соединен с первым выходом вычислителя, второй выход которого соединен с входом блока отобракения 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,Измерительпоп,1,отлича ющийс я тем, что в нем формирователь управляющих импульсов содеркит управляемый усилйтель, источник опорного напряжения, первый, второй и третий компараторь 1, первый и второи элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, дифференцирующий узел, первый, второй и третий ЙЯ-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 ЙЯ-триггера, второй вход второго элемента И соединен с управляющим входом управляемого усилителя и с инверсным выходом первого ЙЯ- триггера, Я-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 В-входом второго ВЯ-триггера и является третьим выходом формирователя, Я-вход второго ЙЯ- триггера подключен к выходу дифференцирующего узла, выход первого 5 элемента ИЛИ соединен с Я-входом третьего ВЯ-триггера и является четвертым выходом формирователя, Й-вход третьего ВЯ-триггера подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй вход второго и пер вый вход третьего компараторов объединены и являются первым информационным входом формирователя, информационный вход управляемого усилителя является вторым информационным входом формирова теля, первый вход третьего элемента ИЛИявляется управляющим входом формирователя, объединенные вторые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с входом дифференцирующего блока, с В-входом 20 первого ВЯ-триггера и являются установочным входом формирователя, прямой выход второго ЙЯ-триггера и инверсный выход третьего ЙЯ-триггера являются соответственно пероь 1 м и вторым выходом формиро оателя управляющих импульсоо. 3, Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в нем частотно-кодовый преобразователь содержит узел формирования 30 импульсов, узел формирования образцовыхинтервалов времени, триггер синхронизации, элемент И; двоичный счетчик, дифференцируюьций узел и моностабильный элемент, причем вход моностабильного эле 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 выходуэле-.мента И, первый вход которого подключен к выходу узла формирования импульсов, вход которого является информационным вхо 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, В-входдвоичного счетчика и управлгпощий вход триггера синхронизации являются соотоетственно 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 30 29 30 йасщтабныд коэффициент Ия, соответств уеааид полосе частот на уровне )аОг 707Ълоса частот Пу соответствующая уровню ьа,г(асщтабныикоэффициент д угсоотаетстеугэайдполосе частот пэпоса частотПуа соотеетствукгаая произаопьноиууровню Г Тнп радиатехнических элеиен"тое и устройств ггид аппроксимации норнироеан"ных АЧХКГ - Ка С одиночнымреэонанснымконтурон 21 -т) одиночнымиконтурами, на.строенныни на однучастоту(а гу ) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХУСТРОЙСТВ И ЭЛЕМЕНТОВ 5 10 ВЕМ ПРОГРАММА ВЫЧИСЛЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ АЧХ РТУ И ЭЛЕМЕНТОВ 20 1 ИРОТ /ВВЕДИТЕ ТИП РТУ ИЛИ ЭЛЕМЕНТА ОТ 1 ДО 5 ВКЛ 1 ОЧИТГЛЬНО/; К301 ИРОТ/ВВЕДИТЕ ЧИСЛО КАСКАДОВ й, 10 УРОВЕНЬ ОТСЧЕТА 6 АММА/; И, 640 РОКЕ (-24574), 0150 РОКЕ (-24574), 0060 А = РЕЕК (-24574)70 1 Р А 32 6 ОТО 60 15 80 Р 1 = РЕЕК (-24575)82 ЕЗ = РЕЕК (-24576)84 Р 1 = Г 1+ 256+ РЗ86 А = РЕЕК(-24574)881 Г А= 32 6 ОТО 8690 А = РЕЕК (-24574) 20 100 1 Р А 32 6 ОТО 90110 Р 2 = РЕЕК (-24575)112 Р 4 = РЕЕК(-24576)114 Г 2 = Р 2 + 256 т Р 4120 ГО = 0.5(Р 1+ Р 2) 25 130 Е = Р 2 - Р 1140 Ой К 60 ЯОВ 320,350,370,390,410 150 РВ 1 йТ /ТИП РТУ ИЛИ ЭЛЕМЕНТА - /; К160 РВГИТ /ЧИСЛО КАСКАДОВ - /; й 170 РВ 1 ЙТ /УР О В Е Н Ь ОТСЧЕТА - /; 6 180 РВ 1 ИТ /ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТОТА - /; ГО190 РВ 1 ИТ /ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ - /; Р 2001 Р К = 1 ТНЕИ РВ(ИТ /ДОБРОТНОСТЬ - /;0210 РВ 1 ИТ /ЕЩЕ СЧИТАЕМ 0 - НЕТ/ 220 РВ 1 ИТ / 1 - ДА (ПРИ ТЕХ ЖЕ ДАННЫХ)/230 РВ 1 ИТ 2 - ДА (ТОЛЬКО ПРИ НОВОМ 3 НАЧ Е Н И И 6 АММА)2401 И РОТ 3 - ДА(ПРИ ВСЕХ НОВЫХ ДАННЫХ)/; 32501 Е су =ОТНЕИ ЯТОН260 1 Р Я = 1 6 ОТО 40270 11= Я = 2 6 ОТО 300280 1 Р Я = 60 ТО 20290 60 ТО 210300 1 ИРОТ /ВВЕДИТЕ НОВЫЙ УРОВЕНЬ ОТСЧЕТА 6 АММА/; 6310 60 ТО 140320 Р = 2(1/6 2-1 0,5)Р330 0 =- РО/2 0.5)Р340 ВЕТОВИ350 Р = И+1)1/6 2) (1/й)-1 0.5)Р 360 ВЕТОВИ370 Р = И+1)/З)1/6 4) (1/И)-1 0.25)Р 380 ВЕТОВИ390 Р = И+1)/5)+1 /6 6) (1/й) 1 (1 /6 Р 400 ВЕТОВИ410 Р = 2 И+1)/3)1/6 2) (1/й)-1 0.25)Р420 ВЕТОВИ430 ЕИО1756833 Техред М.Моргентал Корректор Л;Ливринц Редактор А.Козор Производстаенно-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-ЗБ, Раушская наб 4/бИзобретение 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.), имеющихклассический 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 фор 20 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.З - структурная схема частотно-кодового преобразователя; на фиг.4 - диаграм 30 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 дляподключения исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5, амплитудный демодулятор 6 и блок 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, формирователь 8 управляющих импульсов, вреляамплитудный 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 уси 50 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 24элементы ИЛИ, дифференцйрующий узел25, первый 26, второй 27 и третий 28 ВЗтриггеры. На фиг.1 представлена структурная схема автоматического йзмерителя параметГ 1 ри этом соободные входы второго 18 итретьего 19 компаратороо и информационный вход управляемого усилителя 15 являются соответстве, гно первым 29 и вторым 30информационными входами формирователя 8 управляющих импульсов, а один из входоо третьего элемента ИЛИ 24 - егоуправляющим входом 31. Объединенныевторые входы второго 23 и третьего 24 элементов ИЛИ, вход дифферен цирующего узла 25 и В-вход первого ВЯ-триггера 26яолгнотся установочным числом 32 формиропателя 8 управляюших импульсов, прямой выход второго ВЯ-триггера 27,инверсный выход третьего ВЯ-триггера 28,выход второго элемента ИЛИ 23 и выходпервого элемента ИЛИ 22 - его соответственно первым 33, вторым 34, третьим 35 ичетвертым 36 выходами.Частотно-кодовый преобразователь 11(фиг.З) содержит узел 37 формирования импульсов, узел 38 формирования образцо- .вых интероалоо времени, триггер 39синхронизации, элемент И 40, двоичныйсчетчик 41, дифференцирующий узел 42 моностабильный элемент 43, информационный 44, установочнь 1 й 45, управляющие 46 и47 входы и одиночные выходы 48-50.Автоматический измеритель параметроо радиотехнический устройств и элементов работает следующим образом.В таблице приведеныгеоретические соотношения, описывающие метод измеренияпараметроо различных типов радиотехнических устройств и элементов.Все подсистемы и функциональные блоки автоматического измерителя (фиг.1) приводятся в исходное состояние отвычислителя 12 посредством моностабильного элемента 14 при подключенном к клеммам 4 исследуемом радиотехническомустройстве или элементе 5, представляемомо ниде четырехполюсника, вход которого соединяется с первой клеммой, общая шина -с второй клеммой, а выход - с третьей клеммой,Для подготовки к работе вычислителя12 необходимо выполнить ряд общеизвестных операций, Первоначально отредактированная программа вычислений параметрооисследуемых радиотехнических устройств иэлементов (фиг.5) (текст программы прилагается) совместно с алгоритмическим языком, на котором работает вычислитель,нагример БЭЙСИК, записывается в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), вданном случае на магнитную ленту, где иподлежит хранению, При этом отладка программы может производиться с помощью30 вателя 8 управляющих импульсов единично-. 35 40 50 элемента памяти, независимо от наличия в 55 больших ЭВМ 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 клавиатурь 1 осуществляется ввод типа К радиотехнического устройства или элемента 5, числа Й каскадов в нем и уровня 6 отсчета полосы пропускания. После ввода данной информации на первом выходе вычислителя 12 появляется короткий импульс, который запускает в работу моностабильный элемент 14. Импульс(фиг.4 а) 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 образооанием на втором выходе формирого потенциала (фиг,4 б), а на всех остальнь 1 х егс выходах, за исключением третьего, -нулевых потенциалов, На третьем выходе формирователя 8 управляющих импульсов импульс(фиг.4 а) 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 непрерывный 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.4 а) 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 5 10 15 данного блока 7 напряжение, поступая на управляющий вход, переводит управляемый аттенюатор 3 в режим максимального коэффициента передаЧи,Единичный потенцйал (фиг,4 б), образованный на втором выходе формирователя 8 управляющих импульсов переводит синхронный демодулятор 10 в режим информации с выхода времяамплитудно го 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 стем, 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 его 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 модуляторе 2 с синусоидальным напряжением, поступающим на модуляционный вход с второго 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 10 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 не- которогЬ интервала времени, даже и после окончания действия запускагощего импульса (фиг.4 а).В рассматриваемой ситуации сигнал на первом выходе блока 7 формироваггггл 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 синусоиддльное модулирующее напряжение для подсистемы формирования аналоговой измерительной информацгги (операция частотной модуляции с малой девиацией реализуется путем подачи сигнала с второго выхода блока 7 на модуляционный вход частотного модулятора 2) и осуществляет синхронную селекциго первой и второй гармонических составляющих этого модулирующего сигнала независимо от его фазы(первая и вторая гармонические образуготся 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 фазовуго компоненту первой и второй гармонических составлягогцих 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-чдстотной характеристики и характеристики первой производной осуществляются косвенно, благЬдаря Реализации хдрактеристи ки управления управляемого аттенюатора 3 с постоянньм 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 нд информационном входе блока 7 формирования нормированньгх характеристик первой и второй производных отсутствуют сигналы также и ггд его первом и четвертоМ выходах несмотрл на то, что коэффициенты передачи данного блока и управляемого дттенюатора остдютсл максимальными, Зто определлет неизменность установивгдихся сигналов на выходах формирователя 8 управллющих импульсов и, следовательно, на выходах частотно-кодового преобразователя 11. По окончании переходных процессов в рассматриваемых подсистемах и функциональных блоках и истечении длительности импульса (фиг.4 а) блок 7 формирования нормированньгх характеристик первой и второй производньгх, возвращаясь в исходное состояние, разрывает соответствующую цепь разряда собственного емкостного элемента памлти и подготавливается к приемуинформации, Одновременно с этим в момент окончания действия запускающего импульса (фиг,4 д) в формирователе 8 управляющих импульсов формируетсл остроконечный импульс (фигов), который приводит к образованиго нд его первом выходе единичного потенциала (фиг.4 г). Данный единичный потенциал, подвергаясь преобразовдниго во времламплитудном преобразователе 9 в линейно нарастающее напряжение (фиг,4 д), через открытый длл приема информации синхронный демодулятор 10 передается на вход управляемого по частоте генератора 1, По иере возрастанил линейно нарастающего напряжения (фиг.4 д) 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 дттенюатор 3 на вход исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5, подклгоченного в клеммам 4, приступает к работе подсистема формирования аналоговой измерительной информации, При приближении частоты несущей частотно-модулированного испытательного сигнала к полосе пропускания исследуемогорадиотехнического 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 6, образует постоянную составляющую и ряд гармонических составляющих модулирующего сигнала, в том числе первую и вторую, пропорциональные соответственно первой и второй производным от амплитудно-частотной характеристики, которые беспрепятственно передаются с основного выхода демодулятора 6 на вход блока 7 формирования нормированных характеристик первой и второй производных, Постоянную состав- ля 1 ощую, пропорциональную амплитудночастотной характеристике исследуемых 20 рациотехнических устройств или элементов5, можно наблюдать на дополнительном выходе (не показан) амплитудного демодулятора 6. Блок 7 формирования нормированных вительную селекцию первой и второй гармонических составляющих, образует синусоидальные сигналы в виде отфильтро 30 ванных копий первой и второй гармонических составляюгцих 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,пропорциональная второй производной,приводит в действие блок 7 по выполнению операции нормирования 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,устанавливался независимо от величины параметров исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 вблизи зйачения опорного напряжения Оо (фиг,4 з),задаваемого внутри блока 7. В результате выполнения операции нормирования образуемый на первом выходе блока 7 сигнал может совершать колебахарактеристик первой и второй производных, осуществляя синхронную фазонечувсттельный процесс (фиг.4 з) вблизи уровня опорного напряжения Оо, который, не выходя за границу допуска, заканчивается, как правило, не позднее момента времени т, когда характеристика второй производной достигает первой экстремальной точки (максимума), В соответствии с этим процессом происходит изменение уровней сигналов, пропорциональных амплитудно-частотной характеристике (фиг.4 е) и характеристике первой производной (фиг,4 ж). Данные сигналы можно наблюдать соответственно на дополнительном выходе амплитудного демодулятора 6 и четвертом выходе блока 7,С момента времени 1(фиг,4 з) 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 поаный видхааанныхЛа дц нормированных характеристик, О и О" показан на фиг.4 е,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 11(фиг,4 э), когда первая производная (фиг,4 ж) достигаетсвоего максимального значения, а втораяпроизводная (фиг.4 з) переходит через нуль, на четвертом выходе формирователя 8 образуется импульс (фиг.4 к) весьма малой длительности, а на втором выходе - низкийпотенциал (фиг.4 б). 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 накопленнойинформации,Синхронный демодулятор 10, перешедший в рассматриваемый момент времени т 1 (фиг,4 з) в режим хранения, сохраняет накопленную информацию в виде постоянного напряжения, что прекращает перестройку управляемого по частоте генератора 1 и вынуждает его формировать частоту т 1(фиг.4 д), в точности соответствующую первой координате перехода через нульвторой производной от амплитудно-частотной характеристики исследуемых радиотехнических устройств или элементов 5. При этом амплитудно-частотная характеристика в течение некоторого интервала времени остается на неизменном уровне, соответствующем уО (фиг,4 е), первая производная скачком изменяется от максимального до нулевого значения (фиг.4 ж), а вторая производная остается на нулевом уровне (фиг.4 э).Частотно-кодовый преобразователь 11,непрерывно воспринимающий по информационному входу информацию от упраоляемого по частоте генератора 1 и получивший в рассматриваемый момент времени 11 (фиг.4 з) разрешение на работу, формирует образцовый па длительности одиночный синхронизирующий импульс (фиг.4 н), в течение которого осуществляется преобразование поступающей частоты 11 о цифровой код. Получаемый циФровой код на групповых выходах частотно-кодового преобразователя 11 передается на соответствующие информационные входы микроЭВУ 12,По окончании формирований одиночного синхронизирующего импульса (фиг.4 н) на первом и втором одиночных выходах частотно-кодового преобразователя 11 образуются соответственно остроконечный и прямоугольный импульсы (совмещенные импульсы, показанные на фиг,4 о), Короткий импульс, передаваясь на уп равля ощий вход . формирователя 8 управляющих импульсов, -вызывает появление на ега втором выходе снова единичного потенциала (фиг.4 б), 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 это время непрерывно возрастает по линейному закону (фиг.4 д). Полученное приращение напряжений о 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.4 е), первой и второй производных (фиг,4 ж,з соответственно), который и дальнейшем протекает без особенностей,Прямоугольный импульс (фиг.4 о) опре. деленной длительности, получаемый на втором Одиночном выходе частотно-кодового преобразователя 11 и свидетельствующий о готовности данных в виде цифровой изме 10 пульса на отаром одиночном выходе частот 15 но-кодового преобразователя 11 35 40 20 25 30 рительнай информации, воспринимается управляющимм входом микроЭ ВМ 12. При этом микраЭВУ 12 переэаписыоает(осуществляет ввод частоты Р 1 о соответствии со структурной схемой алгоритма, показанной на фиг.5) хранящуюся в частотна-кодовом преобразователе 11 инфармацию о значении частоты 11 первой координаты перехода через нуль второй производной в соответствующую ячейку оперативной памяти, где и подлежит хранению для последующих вычислений После выполнения данной операции иокончания действия прямоугольного иммикраЗВМ 12 снова осущестоляет непрерывный опрос готовности данных до тех пор, пока не будет получена достоверная информация а второй координате перехода через нуль характеристики второй произ- водной. Чтобы не было повторного ввода прежней информации дитеность упомянутого прямоугольного импульса (фиг,4 о) контролируется микроЗВМ 12, и только после прекращения ега существования с последующим возобновлением возможен ввод новых данных (дастигается программными средствами),Выходное напряжение (фиг,4 д) время- амплитудного 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 отарой производных не достигнет требуемой точки перехода через нуль характеристикии второй производной (момента времени и 2, показанного на фиг.4 з).Если амплитудно-частотная характеристика исследуемого радиотехнического устройства или элемента 5 имеет вид мнагогарбой кривой, например такой, которая показана на фиг.4 е, то нормированные характеристики первой и второй производных (фиг.4 ж,э) могут иметь ряд экстремальных точек и переходить через нуль несколько раэ. В случае идеально плоской вершины исследуемь 1 х амплитудно-частотных характеристик нормированные характеристики первой и второй производных дополнительных экстремальных точек и точек перехода через нуль не имеют. Независимо от этого, благодаря выбору рациональнога режима работы формирователя.8 управлващих импульсов, удается отыскать требуелуа вторую координату перехода через нуль нормированной характеристики второй производной припрактически произвольной форме амплитудно-частотных характеристик исследуемых радиотехнических устройств илиэлементов 5,В момент т 2(фиг.4 з), когда нормированная характеристика второй производной переходит через нуль, одновременно натретьем и четвертом выходах формирователя 8 управляющих импульсов появляетсяимпульс (фиг.4 п) весьма малой длительности, а на первом и втором выходах устанавливаются низкие потенциалы (фиг.4 б,г),Короткий импульс, поступая одновременнона первый и второй управляющие входы,осуществляет в частотно-кодовом преобразователе 11 полное стирание хранимой цифровой измерительной информации,приводя его к исходному состоянию, и подготавливает его к очередному циклу работы.Низкий потенциал (фиг.4 б), воздействуя на 20управляющий вход, переводит синхронныйдемодулятор 10 в режим хранения накопленной информации, а низкий потенциал(фиг.4 г) с первого выхода формирователя 8управляющих импульсов переводит времяамплитудный преобразователь 9 в режимсаморазряда собствейного накопительногоэлемента интегратора, при котором напряжение на его выходе начинает убывать поэкспоненте (экспонента в виде штриховой 30линии, изображенная фиг.4 д).Переход синхронного демодулятора 10. в момент времени т 2(фиг,4 з) в режим хранения информации в аиде постоянного напря.-жения сопровождается снова 35прекращением перестройки управляемогопо частоте генератора 1 и Формированиемна его выходе сигнала с частотой 12 (фиг,4 д),в точности соответствующей искомой второй координате перехода через нуль нормированной характеристики второйпроизводной. В связи с этим амплитудночастотная характеристика в течение некото- .рого интервала времени остается нанеизменном уровне, соответствующем уб 45(фиг.4 е), при котором первая и вторая производные приобретают нулевые значения.Если бы напряжение на выходе время. амплитудного преобразователя 9 продолжало непрерывно нарастать по линейному 50закону (штриховая линия, составляющаяпродолжение сплошной, показанная нафиг.4 д), а синхронный демодулятор 10 находится в режиме приема информации, тОформа амплитудно-частотной характери, стики, а также характеристик первой и второй производных приобрела бынормальный вид (обсуждаемые части харак теристик изображены на фиг.4 е;ж,з штриховыми линиями, составляющимипродолжение сплошных линий).Подготовлбнный коротким импульсом (фиг,4 п) 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.4 н), в течение которого осуществляется описайным образом преобразование в цифровой код поступающей от управляемого по частОТе генератора 1 частоты т 2, соответствующей второй координате перехода через нуль нормированной характеристики второй производйой, Код этой частоты, получаемый на групповых выходах частотно-кодового"йреобразователя 11 в момент прекращения действия синхронизирующего импульса; в дальнейшем сохраняется и передаетсяв микроЭВМ 12,Короткий импульс (фиг.4 о), пОлучаемый в тот же момент времени.на первом одиночном выходе частотно-кодового преобразователя 11, воздействуя на управляющий вход, образует на втором выходе формирователя 8 управляющих импульсов единичный потенциал (фиг.4 б), 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.4 о), который поступает на управляющий вход микроЭВМ 12. При этом микроЭВМ 12 перезаписывает(осуществляет ввод частоты Р 2 в Соответствии со структурной схемой алгоритма, представленной на фиг,5) хранящуюся в частотно-кодовом преобразователе 11 цифровую информацию о значении частоты б 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). фПереход 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 12 (фиг,4 д), до уровня выходного напряжения времяамплитудного преобразователя 9, которое, возможно, еще не успело уменьшиться до нулевого значения (экспонента в виде10 15 20 40 50 штриховой линии, показанная на фиг.4 д), Убывающее выходное напряжение синхронного демодулятора 1 О вызывает автоматическое уменьшение частоты управляемого по частоте генератора 1, и следовательно, возвращение в исходное состояние подсистемы формирования аналоговой измерительной информации, что сопровождается изменением сигналов ца 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 пересройки частоты несущей частотно-модулированного испытательного сигнала, представляет собой зеркальное отображение полученных ранее нормированных характеристик; амплитудно-частотной (Фиг.4 е), первой (Фиг,4 ж) и второй (фиг,4 з) производн ых При данных условиях вторая производная может достигать своего экстремального(выше нулевого) знацения, 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 имеет 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 интервале 12-11, соОтветствующем полосе пропускания Г .(Фиг;4 е), в пределах которой вторая производная имеет ряд максимумов, срабатывание подсистемы нормирования не происходит за счет выбора соответствующей постоянной времени Функциональньх блоков, входящих в состав подсистемы нормирования блока 7 По истечении определенного интервала времени, когда выходное напряжение синхронного деглодулятора 10 и напряжение ца первом выходе блока 7 Формирования нормированных характеристик первой и пто 1 эой производных приблизятся к нулевому значению, частота несущей управляемого по частотегенератора 1 возвратится в область нижней границы частотного диапазона ра" боты измерйтеля, акоэффициентыпередачи блока 7 й управляемого аттецюатора 3 начнут постепенно увеличиваться па 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, о дальнейшем сводятся к непосредственному вычислению искомых параметров по запрограмгиировацнь м 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 отображения информации микро- ЭВМ 12 выводит величины введенных констант (тип радиотехницеского устройства или элемента К; число каскадов И, используемых в исследуемом устройстве или элементе, уровень отсчета 8 полосы пропускания), а также значения вычисленных параметров в соответствующих единицах измерения: центральной частоты Г, полосы пропуска- ция Р и добротности 0 - только для К =1. На этом цикл измсреций и вычислений заканчивается и микроЭВМ 12 переводится в режим ОстановВ случае необходимости процесс вычислений и измерений может быть продолжен при тех же данных, только при новом значении уровня отсчета полосы пропускания О, при всех новых данных. В соответствии сострукурной схемой (Фиг.5) реализации алгоритма работы при прежних данных микро- ЭВМ 12 на своем 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 разлиццого рода Факторов (температуры, влаги, давления и т.д.) на параметры радиотехницеских устройств или элементов 5 При всех новых данных работа автоматического измерителя нацинается 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 8 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 18 5 10 15 20 25 30 35 50 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.4 а) с выхода моностабильного элемента 14 (фиг.1), воздействуя на установочный вход 32 формирователя 8 управляющих импульсов (фиг.2) и поступая далее непОсредственно на В-вход первого ВБ-триггера 26 и через второй 23 и третий 24 элементы ИЛИ на В-входы второго 27 и третьего 28 ВЗ-триггеров, своим передним фронтом устанавливает эти триггеры в исходное состоянйе с образованием на их прямых выходах нулевых потенциалов, а на инверсных выходах- единичных. При этом на первом 33 и втором 34 выходах формирователя 8 управляющих импульсов образуются соответственно нулевой и единичный потенциалы (фиг.4 г,б), на третьем выходе 35 дублируется запускающий импульс (фиг.4 а), а на четвертбм 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 пе- редачи+К под влиянием единичного потенциала с инверсного выхода первого В-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 ВЗ-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 ВЗ-триггеров даже в том случае, если бы на их соответствующих входах имелась информация. В момент окончания действия запускающего ймпульса (фиг,4 а) на выходе дифференцирующЬго узла 25 формируется остроконечный импульс (фиг,4 в), который опрокидывает второй ВЗ-триггер 27 с образованием на его прямом выходе и,-следовательно, на первом выходе 33 формирователя 8 управляющих импульсов единичного потенциала (фиг,4 г).Получаемый на первом информационном входе 29 формирователя 8 управляющих импульсов (фиг.2) сигнал (фиг.4 э), 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 нормированной 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 Оо источника 16. При достижении этим сигналом точки "1" нормированной характеристики первой производной, соответству 1 ющей уровню опорного напряжения Оо (фиг.4 ж), первый компаратор 17 срабатывает, формируя на своем выходе перепад напряжения положительной полярности, который впоследствии превращается в пря-. моугольный импульс (фиг.4 и) с длительностью, равной времени пребывания первой производной на выходе управляемого усилителя 15 выше уровня опорного напряжения Оо .уровень опорного напряжения Оо 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 должен40 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.4 е. 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-томчисле 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