Устройство дискретной регулировки величины входного сигнала

(515 Н 03 С 3/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДИСКРЕТНОЙ РЕГУЛИРОВКИ ВЕЛИЧИНЫ ВХОДНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения - увеличеие диапазона регулирования и повышение точности, Устрво содержит регистры 1, 6 и 9 памяти, блок 2 сравнивания кодов. эл-ты И 3, 4, 15, 17, 21 и ОПИСАН И К АВТОРСКОМУ СВ,п).Ы 2 и ) 1 б 2 б 332 А 1 и 26, реверсивный счетчик 5, коммутатор 7 кодов, постоянный запомиающий блок 8, блок 10 с дискретно регулируемым коэффициентом усиления, состоящий из двух управляемых усилителей, выполненных на операционных усилителях 11 и 12 и перемножающих ЦАП 13 и 14, а также эл-т ИЛИ 16, одновибратор 18, эл-ты задержки 19, 24 и 27, инверторы 20 и 22, г-р 23 тактовьх импульсов, сумматор 25 и О-триггер 28, Цель достигается за счет обеспечения управления установкой коэффициентов усиления управляемых усилителей блока 10 с помощью регулируемых цифровых экспоненциальных кодов блока 8 и регистра 9, 2 ил.Изобретение относится крадиотехнике и может быть использовано для автоматической калибровки измерительных трактов спектроанализаторов и для регулировки коэффициента передачи тракта.Цель изобретения - увеличение диапазона регулирования и повышение гочности,На Фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства дискретной регулировки величины входного сигнала; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство дискретной регулировки величины входного сигнала содержит третий регистр 1 памяти, блок 2 сравнения кодов, перьый и второй элементы И 3 и 4, реверсивный счетчик 5, первыи регисгр б памяти, коммутатор 7, постоянный запоминающий блок 8, второй регистр 9 памяти, блок 10 с дискретно регулируемым коэффициегпом усиления, выполненный в виде операционных усилителей 11 и 12 и цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 13 и 14, третий элемент И 15, элемент ИЛИ 16, четвертый элемент И 17, одновибратор 18, первый элемент 19 задержки, первый инвертор 20, пятый элемент И 21, второй инвертор 22, генератор 23 тактовых импульсов, второй элемент 24 задержки, сумматор 25, шестой элемент И 26. третий элемент 27 задержки и О-триггер 28,Устройство работает следующим образом Цепи начальной установки не показаны, В исходном состоянии регистры б и 1 памяти и реверсивный счетчик 5 находятся в нулевом состоянии, а во второй регистр 9 памяти занесен экспоненциальный цифровой код, соответствующий коэффициенту усиления О дБ,Усилители с управляемым коэффициентом усиления выполнены по идентичным схемам на базе перемножающего ЦАП, включенного в цепи обратной связи операционного усилителя, при этом выход усилителя соединен с входом опорного напряжения ЦАП, Код коэффициента усиления первого усилителя находится в первом регистре б памяти, выходы которого через коммутатор 7 кодов (цифровой, мультиплексор) подключены к адресным входам постоянного запоминающего блока (ПЗБ) 8, Цифровой экспоненциальный код с выхода ПЗБ 8 управляет установкой коэффициента усиления первого управляемого усилителя, состоящего из ЦАП 13 и операционного усилителя 11, На время длительности импульса одновибратора (фиг, 2 м) коммутатор 7 кодов подключает к адресным входам ПЗБ 8, вместо кодов с выхода первого регистра 6 па 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мяти, коды с выхода сумматора 25. Импульсом, задержанным в первом элементе 19 задержки (фиг, 2 н), цифровой экспоненциальный код с выхода ПЗБ 8, соответствующий коду адреса с выхода сумматора 25, заносится во второй регистр 9 памяти, Этот регистр 9 памяти управляет установкой коэффициента второго управляемого усилителя, состоящего из ЦАП 14 и операционного усилителя 12, Длительность импульса одновибратора 18 находится в секундном диапазоне, и первый управляемый усилитель не успевает отработать изменение кода на его входах во время занесения кода из ПЗБ 8 во второй регистр 9 памяти для второго управляемого усилителя, В исходном состоянии в первом регистре 6 памяти нулевой код, а во втором регистре 9 памяти экспоненциальный цифровой код, соответствующий О дБ, поэтому общий коэффициент усиления блока 10 равен ОдБ, На входах блока 2 сравнения кодов нулеаье коды, поэтому на выходе "Равно" (А =- В) будет "лог, 1" и через инвертор 22 блокируется генератор 23,По сигналу "Пуск" (фиг, 2 а) осуществляется занесение управляющего кода коэффициента усиления. поступающего, например, от ЭВМ в третий регистр 1 памяти, Код с выхода третьего регисгра 1 памяти превышает код с выхода реверсивного счетчика 5, поэтому на выходе "Равно" (А =- В) блока 2 сравнения кодов будет "лог 0" (фиг, 2 г) и блокировка с генератора 23 импульсов снимается, На выходе " Больше " (СВ) блока 2 сравнения кодов будет "лог,1" (фиг,2 е) и импульсы генератора 23 импульсов проходят через первый элемен 1 И 3 на вход "+1" реверсивного счетчика 5 (Фи, 2 б). Каждый импульс генератора 23 импульсов вначале увеличивает число в реверсивном счетчике 5 на единицу(фиг, 2 ж), а затем, пройдя через второй элемент 24 задержки (фиг, 2 в) и пятый элемент И 21 (фиг, 2 к), заносит полученный код из реверсивного счетчика 5 в первый регистр б памяти, Этот пятьй элемент И 21 разрешен сигналом "лог. 0", прошедшим через инвертор 20, так как старший разряд кода на выходе реверсивного счетчика 5 находится в нуле (Фиг. 2 и), В реверсивном счетчике 5 происходит плавное увеличение кода с дискретностью управляющего кода, Такое же увеличение кода будет и в первом регистре б памяти, Этот код требуемого коэффициента усиления совпадает с адресом ПЗБ 8, в соответствующих ячеиках памяти которого хранится экспоненциальный цифровой код, ко 1 орый управляет установкой коэффициента усиления первого управляемого усилителя. Плавное изменение числа в реверсивном счетчикевызывает ступенчатое изменение коэффициента усиления первого управляемого усилителя, причем величина ступени равна 1 дБ. Увеличение кода в реверсивном счетчике 6 происходит до сравнения с кодом в 5 третьем регистре 1 памяти, после чего сигналом "лог, 1" с выхода "Равно"(А= В)блока 2 сравнения кодов, прошедшим через второй инвертор 22, блокируется генератор 23 импульсов и устройство переходит в режим 10 ожидания нового кода коэффициента усиления.Если новое значение управляющего кода превысит величину середины диапазона, т,е, величину 31 дБ, при общем диапазоне в 15 62 дБ, то после снятия блокировки с генератора 23 импульсов код в реверсивногл счетчике 5 увеличивается и, когда он достигнет кода 011111 (31 дБ), тогда в первом регистре б памяти будет код 11111(без старшего рээ ряда), На выходе третьего элемента И 15 будет "лог.1(фиг. 2 л), которая через элемент ИЛИ 16 разрешает прохождение импульса через четвертый элемент И 17 на запуск одновибратора 18, а значит и на занесение 25 экспоненциального цифрового кода, соответствующего 9 дБ, во второй регистр 9 памяти. Код на выходе сумматора 11 равен нулю 00000, так как сумматор 15 всегда суммирует коды с выхода реверсивного счетчи ка 6 с кодом единицы 00001, т,е. 11111 + 00001 = 00000, Фактически происходит повторение кода во втором регистре 9 пагляти, т.е. он не изменяется, При дальнейшем прямом счете в реверсивном счетчике б стар ший разряд принимает уровень "лог 1", а так как занесение в первый регисгр 6 памяти происход, т с задержкой во еторогл элементе 24 задержки, то новое число е первый регистр б памяти не заносится, потому что 40 пятый элемент И 2 будет уже заблкирован сигналом "лог, 0", В первогл региссре б памяти останется код 11111 (31 дБ) и соответственно коэффициент усиления первого управляемого усилителя останется равным 45 31 дБ (фиг, 2 о). Дальнейшее увеличение коэффицентэ усиления происходит во втором управляемом усилителе (фиг. 2 п), так как сигнал "лог.1" с выхода старшего разряда реверсивного счетчика б через элемент 50 ИЛИ 16 разрешает через четвертый элемент И 17 прохождения импульсов на запуск одноеибратора 18, а значит и на занесение нового экспоненциального цифрового кода ео второй регистр 9 памяти, импульсом, 55 проходящим через второй элемент 24 задержки (фиг. 2 н), Коэффициент усиления второго управляемо;о усилителя будет увеличиваться через 1 д 5, например, общий коэффициент усиления 32 дБ будет состоять из 31 дБ первого усилителя и 1 дБ второго усилителя (фиг. 2 р); общий коэффициент усиления 40 дБ - из 31 дБ и 9 дБ и так далее.После достижения равенства управляющего кода и кода в реверсивном счетчике 5 произойдет блокировка генератора и усилители будут иметь коэффициенты усиления, определяемые кодом коэффициента усиления в первом регистре 6 памяти и экспоненциальным цифровым кодом во втором регистре 9 памяти.При поступлении нового управляющего кода в третий регистр 1 памяти, меньшего, чем код в реверсивном счетчике 5, на выходе "Равно" (А = В) блока 2 сравнения кодов вновь будет уровень "лог, 0", и на выходе "Меньше" (А-В) - "лог, 1" (фиг, 2 д) и ссмпульсы генератора 23 импульсое поступают на вход "-1" реверсивного счетчика 5, В реверсивном счетчике 5 число уменьшается и соответственно изменяются экспоненциальные цифровые коды во втором регистре 9 памяти. Коэффициент усиления второго управляемого усллителя уменьшается. Как только будет достигнут код 011111 (31 дБ) е реверсивном счетчике 6, так на выходе сумматора 11 будет код 00000 и сигнал "лог. 1" с пыхода третьего элемента И 15 разрешает прохождение импульса с выхода второго элемента 24 задержки на запуск одноеибратора 18, Во второй регистр 9 памяти занстсится экспоненциальный цифровой код, соосветстеусощий О дБ второго управляемого усилителя, Этот код остается ео втором регистре 9 памяти при дальнейшем уменьшесии числа е реверсивном счетчике б, Дальнейшее уменьшение коэффициента усиления (гленьше 31 дБ) происходит только в первом упраеляемогл усилителе, так как сигнал "лог. 0" с выхода старшего разряда реверсивного счетчика б проходит через первый инвертор 20 и разблокирует третий элемент И 21 Импульсы с выхода второго элемента 24 задержки проходят через пятый элеглент И 21 на занесение е первый регистр 6 памяти кодов с выхода реверсивного счетчика 6, После равенства кодов с реверсивном счетчике 6 и третьем регистре 1 памяти будет установлен новый коэффициент усиления, Положительный фронт сигнала с выхода "Равно" (А = В) блока 2 сравнения кодов устанавливает в единичное состояние с.-триггер 28, и первый же следующий импульс с выхода второго элемента 24 задержки проходит через шестой элемент И 26 и в качестве импульса "Готов" (фиг. 2 с) проходит на выход устройства к ЭВМ, Этот сигнал "Готов" свидетельствует об окончании процесса установки нового коэффициента усиления, Импульс Готов"через третий элемент 27 задержки возвращает О-триггер 28 в исходное нулевое состояние,Формула изобретения Устройство дискретной регулировки величины входного сигнала, содержащее блок с дискретно регулируемым коэффициентом усиления, реверсивный счетчик, первый и второй элементы И, выходами подключенные к входам реверсивного счетчика, и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к одному из входов первого и второго элементов И, а также блок сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования и повышения точности, блок с дискретно регулируемым коэффициентом усиления выполнен в виде двух последовательно соединенных инвертируюцих операционных усилителей, в цепи отрицательной обратной связи каждого из которых включен перемножающий цифроаналоговый преобразователь, кодовые входы каждого из которых являются первым и вторым управляющими входами блока с дискретно регулируемым коэффициентом усиления соответственно, блок сравнения выполнен в виде блока сравнения кодов, а в устройство введены последовательно соединенные первый регистр памяти, коммутатор кодов, постоянный запоминающий блок и второй регистр памяти, последовательно соединенные третий элемент И. элемент ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу старшего разряда реверсивного счетчика, четвертый элемент И и первый элемент задержки, выход которого подключен к управляющему входу второго регистра памяти, и одновибратор, включенный между выходом четвертого элемента И и управляющим входом коммутатора, последовательно соединенные первый инвертор и пятый элемент И, включенные между выходом старшего разряда реверсивного счетчика и управляющим входом 5 первого регистра, второй элемент задержки, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов. выход - к другим входам четвертого и пятого элементов И, сумматор кодов, один вход которого 10 является входом кода единицы, выход подключен к другому входу коммутатора, второй инвертор, включенный между выходом "Равно" блока сравнения кодов и входом "Остановка" генератора тактовых импуль сов, подключен к входу второго элементазадержки Р-триггер, информационный вход которого подключен к выходу "Равно" блока сравнения кодов, выход - к другому входу шестого элемента И, третий элемент задер жки, включенный между выходом шестогоэлемента и входом сброса О-триггера, третий регистр, информационный вход которого является входсм для подачи кода коэффициента усиления, управляющий вход 25 - входом "Пуск" устройства, выход подключен к одному из выходов сумматора кодов, выходы "Больше" и "Меньше" которого подключены к другим входам первого и второго элементов И соответственно, при этом вы ходы постоянного запоминающего блока ивторого регистра подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока с дискретно регулируемым коэфициентом усиления, выходы разрядов ре версивного счетчика, кроме старшего,подключены к информационному входу первого регистра, входам третьего элемента И и к другим входам блока сравнения кодов и сумматора, а выход шестого элемента И яв ляется входом "Готов" устройства.орректор М.Демцик аказ 283 Тираж 442 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,