Измеритель амплитудно-частотных характеристик четырехполюсника

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскияСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 260681 (21) 3310095/18-21 И 1 М. КП. с присоединением заявки ЙоС 01 й 27/28 Государственный комитет СССРпо делам изобретений и открытиЯ23) Приоритет РЙ УДВ 621317.757 (088.8 ) Опубликовано 30,1 182,Бюллетень Йо 44 Дата опубликования описания 30.13,82(12) Авторы изобретения В.П.Гуляев, Ю.В.Моисеев и А.П.Мальцев 1.ЛУральский ордена Трудового Красного Знамени" -.3;политехнический институт им. С.М;Кирова( 54) ИЗМЕРИТЕЛЬ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для наблюдения формы и измерения параметров амплитудно-частотных характеристик фильтров, частотных дискриминаторов, усилителей и других уэлов радиоэлектронной аппаратуры при ее разработке, выпуске н обслуживании.Известен измеритель амплитудно- частотных характеристик (АЧХ.), содержащий генератор качающейся частоты (ГКЧ ), блок частотных меток, блок модулирующего напряжения и индикатор, с электроннолучевой трубкой (ЭЛТ )(;13. Недостатком этого измерителя является невысокая точность и разрешающая способность измерений из-эа наличия нелинейности развертываккяих топов ЭЛТ и ограниченных размеров его крана.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для допускового контроля АЧХ четырехполюсников, содержащее задатчик кода частоты, блок управления, перестраиваемий генератор, блок сравнения, коммутатор, преобразователь "напряжение - код", . регистр, цифровой делительный блок, задатчик кода номинального уровня,эадатчик кода допуска, цифровой вы;читающий блок и индикатор 12).Недостатком такого устройства является низкая точность измерений.Цель изобретения - повьппенне точности измерений.Укаэанная цель достигается тем,что в измеритель амплитудно-частот 1 р ных характеристик, содержащий. последовательно соединенные эадатчиккода частоты и блок перестраиваеежчастот, выходом соединенный с первойвходной клеммой измерителя, втораявходная клемма которого через последовательно соединенные аттенюатор,коммутируемый детектор и аналого-цифровой преобразователь подключена квходу индикатора, введены последова тельно соединенные двоичный счетчики блок стробирования, при этом выходблока стробирования соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, выход двоичного счетчика подключен к синхронизируктвемувходу индикатора, а вход двоичногосчетчика соединен с вторым выходомзадатчика кода частоты, третий выход которого соединен с входом блока стробирования, четвертый выходэадатчика кода частоты. соединен с978076 управляющим входом коммутируемого детектора, пятый выход задатчика кода частоты соединен с управлякщим входом блока перестраиваемых частот, причем индикатор выполнен в виде газоразрядной матричной панели, задат чик кода частоты выполнен в виде последовательно соединенных генератора опорных частот, двадцатипятиразрядно" го счетчика, блока сравнения кодов и специализированного вычислителя 1 О на микропроцессоре, второй вход которого подключен к выходу генератора опорных частот, а выход - к второму входу блока сравнения кодов, блока перестраиваемых частот выполнен в ,15 виде последовательно соединенных цифро-аналогового преобразователя, набора фильтров и коммутаторов, управляющие входы которых соединейы с входом блока, а выходы коммутаторов" 2 О с выходом блока.На фиг 1 представлена структурная схема измерителя, на фиг. 2 и, 3 - соответственно временная диаграмма дискретизации процесса х(й ) Н его спектр.Измеритель содержит специализированный вычислитель на микропроцессоре 1, опорный генератор 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, двадцатипятиразрядный счетчик (5 Т 1 ) 4,. блок 5 совпадения кодов, набор фильтров б, коммутаторы 7, исследуемый четырехполюсник 8, коммутируемый детектор 9, аттенюатор 10, аналого- цифровой преобразователь (АЦП ) 11, З 5 цифровой счетчик (572 ) 12, блок 13 Поддиапазон (окно ), кГц Числа дискретовна период То 1/Г 20 18-,20 16-18 14-16 12-14 10-12 8-10"0-20 0-20 0-20 0-20 0-20 19 В 4 17 020 0-20 0-20 0-20 2-4 0,2-2. Втд 16 0-2 0,02-0,2 16 ва 0-0,2 РАЙ 0,0001 Г щах 0,02 кГи М Полоса пропускания3 сглажив,фильтра, кГц стробирования, газоразрядная индикаторная матрица 14, задатчик 15 кода частоты, блок 16 перестраиваемых частот и выходные клеммы измерителя 17 и 18.Измеритель работает следуннцим образом.Специализированный вычислитель на микропроцессоре 1 формирует коды интервалов дискретизации и коды мгновенных значений амплитуды процесса Х(ф ), математические выражения которого имеют вид (фиг, 2 ) где Шд= 2 Л Г частота опорного генератора,Спектр Х имеет вид (фиг. 3 )э 1 д 0,5 М М+ 03 о) НХыэ 1 п 0,5(юыод 1эж о,гм(ш-ы)д 6 ч 1 ЧР 4 ПВ 37 ПТИсходньми, числовыми данньРФИ алго.ритма вычисления являются код часто,ты выбранного диапазона и код часто- ты начала развертки. Выбор оптимального соотношения числа фильтров 6 и Яйсла дискретов вычисления синусоидальной функции за период производится вычислителем 1 в соответствии с параметрами табл. 1 и 2.Таблица 1,978076 Т а б л и а а 2 Число дискретовна период То 1/10 Полоса пропусканиясглажив.фильтра, кгЦ Подпчапаэонокно), Гц 1800-2000 1600-1800 1400-1600 1200-1400 1000-1200 800"1000 600-800 400-600 200-400 0-200 0-2 10 0-2 0-2 с А,0-2 0" 2 0-2 0-2 0-2 0-2 128 0-0,2 формула изобретения Код мгновенной ампитуды процесса М(й ) поступает на ЦАП 8 с интервалом дискретизации по времени йс,который формируется счетчиком 5 Т 1 4 35и блоком совпадения кодов 5, на которую поступает код ю из вычислителя 1.Сигнал с выхода ЦАП 3 пропускает"ся через набор фильтров б и черезкоммутаторы 7 поступает на исследуемый четырехполюсник 8Сигнал с выхода исследуемого четырехполюсника 8 через аттенюатор 10поступает на детектор-коммутатор 9,который .служит для выделения огибающей из выходного сигнала четырехпо"люсника 8 и запоминания огибающей,на время индикации,Индикация производится путем преобразования аналогового напряженияв цифровой код схемой АЦП 11, который управляет высвечиваниеьг вертикальных столбцов газоразрядной матричной панели 1 ИМГ) 14. Управлениеее горизонтальной разверткой осуществляется счетчиком ЬТ 2 12 по сигналам,поступающим с вычислителя 1.Так как период развертки ИИГ14намного меньше периода изменениячастоты измеряемого сигнала, использован блок 13 стробирования для высвечивания вертикального столбца газоразрядной матрицы 14.Кроме визуального наблюдения амплитудно-частотной характеристики с вы сокой точностью измеритель позволяет определить выборочные значения АЦХ в цифровом виде при непосредственном отсчете.Экспериментальный макет измерителя был собран на гаэораэрядной матрице ИМГ, микропроцессорном комплекте К 589, интегральных микросхемах серии 133, 531, 140, 252, диапазон измеряемых частот 0-20 кГц.Точность измерений в частном диапазоне 40,510 6 увеличилась не меньше чем в 400 раз, погрешность измерений шкалы центральных частот 1 уменьшилась до 1 0,510 " Г , погрешность измерения относительной амплитуды уменьшилась до 0,09.для измеряемой относительной амплитуды Аб дБ,1, Измеритель амплитудно-частотных характеристик четырехпопюсника, содержащий последовательно соединенные задатчик кода частоты и блок перестраиваемых частот, выходом соединенный с первой входной клеммой измерителя, вторая входная клемма которого через последовательно соедиенные аттенюатор, коммутируемый детектор и айалого-цифровой преобра" эователь, подключена к входу видика" тора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения точностй из 978076мерений, в него введены последовательно соединенные двоичный счетчик и блок стробирования, при этом выход блока стробирования соединен с управлякцим входом аналого-цифрового преобразователя, выход двоичного счетчика подключен к синхронизи руйщему входу индикатора, а вход двоичного счетчика соединен с вторым выходом задатчика кода частоты, тре" тий выход которого соединен с вхо- Ю дом блока стробирования, четвертый выход задатчика кода частоты соединен с управлякщим входом коммутируемого детектора, пятый выход задатчика кода частоты соединен с.управля кяцим входом блока перестраиваемых частот.2, Измеритель по п. 1, о т л ич а ю ц и й с я тем, что индиказор выполнен в виде газоразрядной матрич ;р ной панели, а задатчик кода частоты- в виде последовательно соединенных генератора опорных частот, двадцатипятиразрядного счетчика, блока сравнения кодов и специализированноговычислителя на микропроцессоре, второй вход которого подключен к выходугенератора опорных частот, а выходк второму входу блока сравнения кодов, блок перестраиваемых частот выполнен в виде последовательно соединенных цифро-аналогового преобразователя, набора фильтров и коммутаторов, унравляюцие входы которых соединены с входом блока, а выходы ком.мутаторов - с выходом блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гаврилов Ю,С. и др. Справочнввпо радиоизмерительным приборам, "Эвщгия", 1976, с. 325,2. йвторское свидетельство СССРпо заявке В 3213226/18-21,кл. О 01 Р 27/28, 1980 (прототип ).978076 ф ф/ О. Била ез едактор аказ 92 Составитель А.Мурановя ТехредЖ.Кастелевичкорр 9/61 Тираа 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 илиал ППП "Патент", г.Упгород, ул.Проектная, 4