Устройство для измерения фазоамплитудных характеристик четырехполюсников

.Н.Попо ие м омат СЬ О ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 07. 11.86. Бюл. Мф 4 1 (7 1) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) Авторское свидетельство СССР В 1002980, кл. С 01 К 25/00, 1981.Витмаер Г.А. и др. Об автоматизации комплексных испытаний Фазоста бильных устройств. - Труды 1 Ч Всесо юэной конФеренции по радиоизмерениям, Каунас, 197 1, т, 3, с,65-68. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОАМПЛИТУДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛ 1 ОСНИКОВ .(57) Изобретен ожет быть использовано для авт ического измерени зависимости джазового сдвига на выходе исследуемого четырехполюсника отизменения амплитуды гармоническогосигнала на его выходе, Цель изобретения - повьппение точности измерения при ограниченном времени измерения, Устройство содержит регулятор1 уровня, генератор 2 синусоидальныхсигналов, индикатор 3, счетчик 4,преобразователь 5 Лаза - интервал времени, генератор 7 тактовых импульсов.Введение делителей 8 и 9 частоты спеременным коэффициентом деления,блока 1 О квантования, счетчика 11 собразованием новых связей между элементами устройства изменяет длительность измерения каждой точки фазоамплитудной характеристики исследуемого четырехполюсника 6 при изменяемой амплитуде сигнала на входе этого четырехполюсника. 1 ил.10 К, =К+2 ш,люсника. номер ячейки;начальный коэффициент передачирегулятора 1уровня (коэффициент передачи первой ячейки), дБ;шаг квантования уровня испыта 30сс Рг., -2 г . 35 с:2 40 45 50 55 Изобретение относится к рц иоизме -рительной технике и может быть цс -пользовано для автоматическогоизмерения зависимости Фазового сЛвига ца выходе исследуемого четырехполюсцика от изменения амплитуды гармонического сигнала ца его входе.Цепь изобретения - говышецие точности измерения фазоамплитулгх характеристик четырехполюсциков при ограниченном времени измерения за счет изменения длительности измерения каждой точки Фазоамплитудной характеристики исследуемого четырехполюсцика при изменяемой амплитуде сигнала на входе того же четырехпоНа чертеже представлена схемапредлагаемого устройства,Устройство для измерения фазоамплитудных характеристик четырехполюсников содержит регулятор 1уровня, генератор 2 синусоидальныхсигналов, индикатор 3, первый счетчик 4, преобразователь 5 фаза - интервал времени, исследуемьгй четырехполюсник 6, генератор 7 тактовыхимпульсов, первый 8 и второй 9 делители частоты с переменным коэффициентом деления, блок 10 квантования ивторой счетчик 11, Сигнальный входрегулятора 1 уровня подключен к выходу генератора 2 синусоидальцыхсигналов, а управляющий вход объединен с первым входом индикатора 3,управляющими входами делителей 8 и9 частоты спеременным коэффициентомделения и подключен к выходу первогосчетчика 4, вход которого объединенс установочным входом второго счетчика 11 и подключен к выходу второгоделителя 9 частоты с переменным коэффициентом деления, импульсный входкоторого, в свою очередь, подключенк выходу генератора 7 тактовых импульсов. Один из входов преобразователя 5 фаза - интервал времени подключен к одному из выходов регулятора 1 уровня непосредственно, другойподключен к другому выходу регулятора 1 уровня через исследуемый четырехполюсник 6, а выход преобразователя 5 Фаза - интервал времени черезблок 10 квантования соединен с импульсным входом первого делителя 8частоты с переменным коэффициентомделения, выход которого соединен симпульсным входом счетчика 11, Выход счетсгика 11, ц свою очередь, соединен с вторым входом индикатораРегулятор 1 уровня представляет собой управляемый кодом четырехполюсник с изменяемым коэс 1 фццетом передачи. Наилучшие результаты обеспечиваются при выполнении регулятора 1 уровня в вцле последовательного соединения ячеек ослабления (усиления), включение и выключение которых производится в двоичной системе по выходному коду счетчика 4. Коэффициент передачи каждой ячейки, начиная со второй, определяется из выражения гле= 2,3 пКтельного сигнала, дБ.Необходимое число ячеек ослабления или усиления п определяется заданным рабочим динамическим Диапазоном Р из выражения Делители 8 и 9 частоты с переменным коэФфициентом деления могут быть выполнены на основе счетчика с управляемой емкостью, счетчика с предварительной записью заданных чисел (ко,дов), совокупности последовательно или параллельно соединенных триггеров делителей частоты. В последнем случае делитель 8 или 9 частоты с переменным коэффициентом деления содержит собственно триггерные делители 12(13) частоты с отдельными выходами и коммутатор (селектор-мультиплексор) 14(15), входы которого соединены с выходами делителя 12(13), В общем случае число выходов делителя 12(13) равно числу уровней квантования (ступеней) М испытательного сигнала, Соотношеция коэффициентов деления по выходам делителей 12(13) должны отвечать условиюЛ где Р - коэффициент деления;1 = 1,2;5И - номер ступени испытательного сигнала;Л - уровень испытательногосигнала.Гри шаге квантования 1 дБ коэффи Оциенты деления по соседним выходамделителя 12(13) должны отличатьсяпримерно в 1,2 б раза, что соответствует ряду; 10, 13, 1 б,20,25,32,40 ит.д. Указанные коэффициенты деления 15по выходам делителя 12 (13) могутбыть получены комбинацией последовательного и параллельного соединениятриггерных делителей частоты. В любом случае входы делителей 12 и 13 20частоты образуют импульсные входыделителей 8 и 9 частоты с переменным коэффициентом деления, адресныевходы мультиплексоров (коммутаторов)14 и 15 образуют управляющие входы 25делителей 8 и 9, выходы коммутаторовВ14 и 15 образуют выходы делителей8 и 9.Устройство работает следующимобразом. 30На выходах управляемого регулятора 1 уровня формируются синусоидальные испытательные сигналы, уровень(амплитуда) которых. однозначно определяется состоянием счетчика 4.35Длительность ступени квантованногоиспытательного сигнала, в свою очередь, зависит от периода тактовых импульсов на выходе генератора 7 и коэффициента деления делителя 9 частоты, определяемого также значениемвыходного кода счетчика 4 (номеромступени), и равнаГ,;: Р г,где , " период тактовых импульсовГна выходе генератора 1,Фазовые сдвиги, возникающие в исследуемом четырехполюснике 6 при воздействии на него испытательного сигнала, преобразуются в прямоугольныеимпульсы (фазовые интервалы), длительного которых по отношению к периоду пропорциональна разности фазсигналов на входе. преобразователя 5фаза - интервал времени. Полученныетаким образом фазовые интервалы вблоке 10 квантования заполняютсясчетными квантующими импульсами, когциестно которых в пределах длительности ступени исштательцого сис цала после "нормировки" в делителе 8 частоты с переменным коэффициентом деле. - ния подсчитывается счетчиком 11, по выходному коду которого производится вертикальное смещение (отклонение)световой метки на экране ццдикатора 3. Горизонтальное перемещение метки производится в соответствии с уровнем (номером ступени) испытательного сигнала по выходному коду, счетчика 4. Начальная установка счетчика 11 производится по выходному сигналу (импульсу) делителя 9 частоты одновременно со сменой кода (цомера) ступени испытательного сигнала, что позволяет обеспечить однозначность показаний индикатора 3 и разности фаз сигналов на входе преобразователя 5.Пусть измерение фазоамплитудной характеристики (ФЛХ) начицается сминимального уровня испытательного сигнала Тогда в соответствии с выходным кодом счетчика 4 выход коммутатора 15(14) связан с выходом делителя 13(12) частоты, по которому коэффициент деления максимален (например Р ). Через интервал времени 1 С = ц 1; на выходе Р, появляется импульс, который проходит через коммутатор 15 на вход счетчика 4, Выходной код счетчика 4 изменяется, изменяя тем самым уровень испытательных сигналов на выходах регулятора 1 уровня и положение световой метки на экране индикатора 3 (по горизонтали). Одновременно коммутаторы 14 и 15 переключаются на выходы делителей 12 и 13, по которым коэффициент деления меньше ( Р,), Через интервалвремени Гсн= Рь-Гтина выходе делителя 13 появляется импульс, который через коммутатор 15 проходит на вход счетчика 4, вызывая очередную смену кода на его выходе и связанные с этим явления в других узлах и блоках измерителя ФАХ. Указанные процессы продолжаются до тех пор, пока счетчик 4 не заполнится, что соответствует максимальному уровню испытательных сигналов, после чего цикл измерения ФАХ возобновляется.Таким образом, в предлагаемом устройстве одновременно с изменением уровня с помощью делителя 9 с переменным (управляемым) коэффициентом деления производится изменение дли+ а + а 2("-1 : Тмскп А, Аггде аАг Аз А; А,+, Ац,Аи тельности ступени квантованного испытательного сигнала, соответствующее изменение (с помощью управляемого делителя 8 частоты) значения (веса") импульса, поступающего на вход счетчика 11, что позволяет обеспечить однозначное соответствие показаний индикатора 3 и фазовых сдвигов в исследуемом четырехполюснике б.1 ОВремя наблюдения ФАХ в предлагаемом устройстве при равномерном шаге квантования уровня испытательного сигнала (ИС) мч 6ЦОСТатО 1 НО 1 МЕПВ п В ;1 ЦПСПМОСТИ От фуровня пс ип и тел 1.п 1(х сип 1 алов длите 11 ьност 1 пе 11 вых де сят)1 цвая 1 цати ступеней.Фор м ула и з и б р е т е и и яУстройство цля измерения фазоамплитудных характеристик четырехполюсников, содержащее регулятор уровня, генератор синусоицальных сигналов, индикатор, первый счетчик, преобразователь фаза - интервал времени, клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, и генератор тактовых импульсов причем сигнальный вход регулятора уровня подключен к выходу генератора синусоицальных сигналов, а управляющий вход регулятора уровня объединен с первым входом индикатораи подключен к выходу первого счетчика, один вход преобразователя фаза интервал времени подключен к одному55 При заданном времени наблюдения 25ФАХ ( 1 и =и) выигрьпп по точностиизмерения составляет где б - погрешность известногоустройства;и - погрешность предлагаемогоустройства.В динамическом диапазоне испытательных сигналов Д = 80 дБ, при шаге квантования уровняИС ш= дБ ит81- (О 89)бии 45 а при заданной погрешности измерения ФАХ ( "1 = 1,цц Выигрьш 1 по быстродействии составляет При Р 80 дБ, ш= 1 дБииМ(1-а) = 16.1 ип Для достаточно полного испопьзования потенциальных возможностей предлагаемого устройства практически из выходов регулятора уровня непосредственно, а другой вход - к второй клемме для подключения исследуемого четырехполюсника, при этом егопервая клемма соединена с другим выходом регулятора уровня, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введень 1 первый и второйделители частоты с переменным коэффициентом деления, блок квантованияи второй счетчик таким образом, чтоимпульсный вход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен к выходу преобразователя фаза - интервал времени черезблок квантования, а управляющий входпервого делителя частоты с переменным коэффициентом деления объединенс управляющим входом второго делителячастоты с переменным коэффициентомделения и подключен к выходу первогосчетчика, выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен с импульсным входом второго счетчика, установочный вход которого соединен с входом первогосчетчика и подключен к выходу второго делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а выход - с вторым входом индикатора, причем импульсный вход второго делителя частотыс переменным коэффициентом деленияподключен к выходу генератора тактовых импульсов.