Устройство для автоматического измерения коэффициента шума четырехполюсника

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 6 01 ЕТЕНИ ЕЛЬСТ ахотню кий тво СССР1971.о СССР отип) . МАТИжащ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ВТОРСНОМЪГ СВ(56) 1. Авторское свидетельВ 299809, кл. С 01 К 29/00,2. Авторское свидетельстпо заявке В 3505581/21,кл. С 01 К 29/26, 1982 (про(54)(57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФфИЦИЕШУМА ЧЕТЫРЕХПОЛ 10 СНИКА, соде последовательно .соединенные делительнапряжения, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, атакже последовательно соединенныенакапливающий сумматор и индикатор,причем управляющие выходы микропроцессора соединены с соответствующими входами делителя напряжения инакапливающего сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в неговведен дешифратор, вход которогосоединен с информационным выходоммикропроцессора, а выход - с информационным входом накапливающего сумматора.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения. коэффициента шума четырехполюсника с расширенным диапазоном 5величины измеряемых сигналов,Известно устройство для измерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее источник опорного напряжения, полосовой усилитель, пороговую схему, счетчикимпульсов, генератор калибровочного напряжения, интегратор, формирователь импульсов и измеритепьвременных интервалов 1115Данное устройство, по существу,не измеряет коэффициент шума,а лишь сравнивает его с определенным значением, т,е, осуществляетразбраковку,что связано с квантованием шумового сигнала всего надва уровня.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для автоматического иэмерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее последовательно соединенные делитель напряжения,аналого-цифровой преобразователь,микропроцессор, накапливающий сум- З 0матор и индикатор, причем управляющие выходы микропроцессора соединены с соответствующими входамиделителя напряжения и накапливающего сумматора 2.Недостатком этого устройства35является относительно низкое быстродействие, обусловленное значительнымвременем, необходимым для организации в микропроцессоре возведения вквадрат числе, соответствующих мгновенным значениям шумового напряжения, а также умножения этих чисел накоэффициент, учитывающий изменениекоэффициента передачи делителя напря жения.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Цель достигается тем, что в устройство для автоматического измерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее последовательно .соединенные делитель напряжения, .аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, а также последовательно соединенные накапливающий сумматор и индикатор, причем управляющие выходы микропроцессора соединены с соответствующими входами делителя напряжения и накапливающего сумматора, введен дешифратор, вход которого соединен с информационным выходом микропроцессора, а выход " с информационным входом накапливающего сумматора.На чертеже изображена структурная схема устройства.Устройство содержит делитель 1 напряжения, вход которого соединен с клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 2, микропроцессор 3, дешифратор 4, накапливающий сумматор 5 и индикатор 6.Устройство работает следующим образом.На вход делителя 1 напряжения подается шумовое напряжение, соответствующее коэффициенту шума исследуемого четырехполюсника. Коэффициент передачи делителя 1 напряжения дискретно изменяется по управляющим командам микропроцессора 3. В начальный момент времени коэффициент передачи делителя 1 напряжения максимален. Сигнал с делителя 1 напряжения поступает иа аналого-цифровой преобразователь 2, где преобразует-, ся в цифровой код, поступающий на обработку в микропроцессор 3. Если напряжение на входе аналого-цифрового преобразователя 2 превышает его максимальный порог, микропроцессор 3 подает команду на делитель 1 напряжения, коэффициент передачи которого при этом уменьшается в 12 раза (в течение процесса измерения может быть подано несколько таких команд), благодаря чему сигнал на входе аналого-цифрового преобразователя 2 приводится в диапазон, в котором погрешность измерения минимальна, При этом коэффициент передачи делителя 1 напряжения равен1 К : -где п - число управляющих команд, поступающих на делитель 1 напряжения.Так как характеристика квантования аналого-цифрового преобразователя 2 нелинейна с отношением соседних уровней квантования, равным .2 цифровой код М 1 на его выходе пропорционален логарифму по этому осноЭ 11 б 1 где ЦВх дцр 15 ХО М=Юо 42 Овх 35 ванию напряжения на его выходе иотличается от логарифма напряженияна входе делителя 1 напряжения навеличину и М,: Е.Г 2 О=ЕоГ О В, КьЛ =(вх 11Ба 42 у а 1=6 а 42 Бах-а у- напряжение на входеаналого-циФровогопреобразователя 2,ЦВ - напряжение на входеделителя 1 напряжения,Для. учета изменения коэффициен.та передачи делителя 1 напряжениямикропроцессор 3 суммирует число,соответствующее мгновенному значению шумового напряжения, с числом,равным количеству управляющих команд, поступающих на делитель 1.напряжения, поэтому цифровой код М,на выходе микропроцессора 3 пропорционален логарифму напряжения навходе делителя 1 напряжения Цифровой код с выхода микропро-Зо цессора 3 поступает на дешифратор 4, который осуществляет преобразование вида т.е, цифровой код М .на выходе дешифратора 4 пропорционален квадратору входного сигнала.С выхода дешифратора 4 цифровой код поступает на накапливающий сумматор 5, который по команде микропроцессора 3 суммирует его со своим содержимым (в начале цикла измерения по команде микропроцессора 3 содержимое. накапливающего сумматора 5 приравнивается О) . В конце процесса измерения, т.е. после обработки заданного количества отсчетов шумового сигнала, по команде микропроцессора 3 число, пропорциональное коэффициенту шума исследуемого четырехполюсника, поступает 903 4с накапливающего сумматора 5 на индикатор 6.В силу свойств шумового сигналапри обработке большого количествавыборок точность результата измерения весьма высока даже при маломколичестве разрядов аналого-цифрового преобразователя 2 (так, при изменении измеряемых значений коэффициенташума в 10 раз при использовании3-разрядного аналого-цифрового преобразователя 2 погрешность не превышает 27. при неизменном коэффициенте передачи делителя 1 напряжения).Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить быстродействие, так как в связи с низкимбыстродействием микропроцессорапри выполнении операции умножения впредлагаемом устройстве указаннаяоперация вынесена из микропроцессора и фактически выполняется дополнительно введенным дешифрагором ианалого-цифровым преобразователемс нелинейной характеристикой квантования, а эти блоки обрабатываютсигнал практически мгновенно (таккак оба устройства комбинационныеи быстродействие их ограниченолишь внутренней задержкой распространения сигнала)., Кроме того,применение аналого-цифрового преобразователя с нелинейной характеристикой квантования позволилозаменить операцию умножения приучете изменения коэффициента передачи делителя напряжения однократным суммированием, которое выполняется в указанной программе втечение 9 тактов, а вся часть программы, обрабатывающая один отсчетсоставляет 147 тактов, что значительно меньше,чем в устройствепрототипе, в котором длина частипрограммы, обрабатывающей одинотсчет, составляет 711 тактов, изкоторых операции возведения в квадрат и умножения на коэффициент,учитывающий изменение коэффициента передачи делителя напряжения, занимает от 342 до 552 тактов (в зависимости от числа коррекций коэффици-ента передачи делителя),