Устройство для автоматического измерения параметров амплитудно-частотной характеристики избирательного четырехполюсника

(71) Владимирский политехнический институт(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТО-,МАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАК.ТЕРИСТИКИ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА, содержащее генераторкачающейся частоты, выходом соединенный с выходной клеммой устройства,входная клемма которого через детекторподключена к сигнальному входу панорамного индикатора, опорный вход последнего соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход генераторакачающейся частоты через формировательимпульсов соединен с блоком временного селектора, выходом подключенного к входу счетчика, выполненного реверсивным, а управляющим входом - к первому выхо-. ду формирователя интервала счета, пер.- вый вход которого через блок порогового сравнения соединен с выходом детектора, о т л и ч а ю ш е е. с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен блок автоматического управления генератором качающейся частоты, при этом выход блока порогового сравнения соединен с сигнальным входом блока автоматического управления, управляющий вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, первый вход блока автоматического управления соединен с вторым входом формирователя интервала счета, р второй выход блока автоматического управления подключен к управляющему входу генератора качающейся частоты.2, Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства по измерению полосы пропускания четырехполюсника, второй выход формирователя интервала счета соединен с управляющим входом реверсивного счетчика.1087924 50 55 Изобретение относится к техникеэлектро-радиоизмерений и может бытьиспользовано для измерения с цифровойиндикацией параметров амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) избиратель 5ных линейных четырехполюсников в области высоких частот, а именно полосыпропускания, средней и гранчных частотполосы пропускания,Известно устройство ддя автоматического контроля ампдитудно-частотной характеристики усилителя промежуточнойчастоты телевизионного приемника, содержащего ряд кварцевых генераторов,формирующих сигналы, соответствующие 15необходимым контрольным точкам исследуемой АЧХНедостатком и этого устройства являются сложность схемы, ограниченностьфункциональных возможностей, узкость 20рабочего диапазона частот, определяемого набором кварцевых генераторов.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является измерительсредней частоты полосы пропускания избирательных устройств, содержащий генератор качающейся частоты (ГКЧ), детектор, включающий в себя детекторную головку и усилитель, панорамный индикатор, пороговую схему, включающую в се- ЗОбя спусковую схему и устройство установки уровня, генератор пилообразногонапряжения (ГПН), формирователь импульсов, временные селекторы, счетчик, генератор эталонных импульсов, триггер и счетчик времени (2Недостатком известного устройстваявляется низкая точность измерений,обусловленная методической погрешностьюиз-эа несовпадения времени 1 4 Цх свипирования частоты ГКЧ в пределах полосыпропускания реального четырехполюсникас целой частью временного интерваласчета.Так, при измерениях, в общем случае, математическое выражение для измеряемой средней частоты 1 р можетбыть записано в виде дчх1 ср=Т - енф "С И+ где щ - целое число интервалов Ф 4 чх,укладывающихся в интерваж счета;1 нч 1 - нижняя и верхняя граничные частоты подосы пропускания четырехполюсника;Ь - остаток от целого после деления рсч АчхС точностью до единицы счета имеем.1 ср:т-( г И -,в,где 1 р- истинное значение измеряемойсредней частотыАбсолютная погрешность изм:,ренияопределяется в виде0 Ь.Н айдЧХ- аЦср 2 14 чхЯ,4 Цх р А 1)Погрешность максимальна приЬ/4 Чх =0,58 1 н8(в+О,ь)ср.п 3 аюМаксимальная относительная методическая погрешность имеет видЬрср 8 срЬОЯТакр для п 1 Зр ( 1 " 1 н)1 ср =0,5 получаем(31 ср щхасср а 0,02, т.е,около 2%.Во многих случаях интерес представляет погрешность измерения средней частоты, приведенная к полосе пропусканияср.тххь 1 8(,в 0,5)В этом случае для р 1 =3 величина погрешности состаииет 4%,Снижение указанной методической погрешности возможно только за счет снижения быстродействия путем значительного увеличения времени счета. Однакоэто приводит к увеличению времени измерений, Так, например, общее времяизмерений определяется выражениемТ,тТн, -где Т - периоддчхкачания частотъ ГКЧ.Для удобства визуальной индикации.АЧХ выбираем Т ,дчх 2 . Тогдадля Тсч "1 с получаемТргм=2 с, а дляТсч 10 с - Т.=20 с. При этом вдесять раэ увеличивается рр и примерново столько же раэ возможно снижениепогрешности измеренийВозможно уменьшение методическойпогрешности измерений средней частотыпри неизменном времени счета за счет1087 55 зуменьшения периода качания ГКЧ. Однако при этом возникают динамические искажения АЧХ узкополосных четырехполюсников и увеличивается погрешность измерения из-за динамических искажений.Кроме того, нс статком известного устройства является также невозможность полосы пропускания и граничных частот полосы пропускания.Белью изобретения является повыше ние точности измерений и расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений полосы пропускания, верхней и нижней граничных частот полосы пропускания избирательного четы рехполюсника . Эта цель постигается тем, что ь устройство для автоматического измере" ния параметров амплитудно-частотной характеристики избирательного четырехполюсника, содержащее генератор качающейся частоты, выходом соединенный с выходной клеммой устройства, входная клемма которого через детектор под ключена к сигнальному входу панорамного- индикатора, опорный вход последнего соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход генератора качающейся частоты через формирователь импульсов соединен с блоком временного селектора, выходом подключенного к входу счетчика, выполненного реверсивным, а управляющим входом - к первому выходу формирователя интервала счета, первый вход которого через блок порогового сравнения соединен с выходом детектора, введен блок автоматического управления генератором качающейся частоты, при этом выход блока порогового сравне ния соединен с сигнальным входом бло. ка автоматического управления, управляющий вход которого подключен к выходу генератора пилообразного надряжения, первый вход блока автоматического 4 управлении соединен с вторым входом формирователя интервала счета, а второй выход блока автоматического управления подключен к управляющему входу генератора качающейся частоты.50 Кроме того, второй выход формирователя интервала счета соединен с управляющим входом реверсивного счею. На фиг, 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу устройства. 924 4 Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты (ГКЧ), испытуемый четырехполюсник 2, детектор 3, панорамный индикатор 4, блок 5 порогового сравнения, генератор 6 пилообразного напряжения (ГПН), формирователь 7 импульсов, временной селектор 8, реверсивный счетчик 9, формирователь 10 интервалов счета (ФИС) и блок 11 автоматического управления ГКЧ, содержащий тригге = ры 12 и 13, преобразователи временного интервала и напряжения (ПВН) 14 - 16, аналоговые вычитатели 17 и 18, усилитель 19 постоянного тока (УПТ), аналоговый сумматор 20, регулируемый усилитель 21 и формирователь 22 импульса начала свипирования (ФИНС).Устройство работает следующим образом.С выхода ГКЧ 1 сигнал с линейной частотной модуляцией поступает на входы испытуемого четырехполюсника 2 и формирователя 7 импульсов, выход которого через временноЪ селектор 8 соединен со входом реверсивного счетчика 9.Выходной сигнал четырехполюсника 2 через детектор 3 подается на входы панорамного индикатора 4 и блока 5 порогового сравнения, формирующего иэ сигнала огибающей АЧХ О, (Ц (фиг. 2) импульс О Ц длительностьюФ АЧ, формируемый при превышении огибающей АЧХ заданного порогового уровня Пп. Импульс 0 и сигнал ГПН 6 О(О поступают на входы блока 3.1 автоматического управления ГКЧ (БАУ), устанавливающего среднюю частоту ГКЧ 1 пцк, равной средней частоте АЧХ испытуемого четырехполюсника 1 ср, а девиацию К,1-равной ширине полосы пропускания ьХ четырехполюсника на заданном уров- не АЧХ. БАУ работает следующим образом, В момент включения свипирование осуществляется во всем рабочем диапазоне частот ГКЧ 3 Импульс 0 посту пает на входы ПВН 14 и триггеров 12 и 3.3, формирующих импульсы 0(Ц и 13 5 (ф соответственно. Длительность импульса 04 И) равна интервалу времени от начала свипирования до момента срабатывания блока 5 порогового сравнения при превышении ОЯ) заданного уровня. Длительностьимпуль" са 0 ,Ц равна интервалу времени от момента отпускания блока 5 порогового сравнения до конца свипирования. На дру. гие входы триггеров подается импульс.м дцх - время счета среднейо,. 1 У.18.1дцхчастота ГКЧ изменяющаяся по линейму закону внутри интервала 1 дц,Из приведенного выражения следует,то методическая погрешность отсутствуВ режиме измерения средней частотыпульс О 1) через ФИС 10 п раздается на временной селектор 8. Притом сигнал ГКЧ с выхода формировате 7 импульсов поступает на реверсивй счетчик 9. Индикатор счетчика по-зывает такое число импульсов, котороеоступило бы на него за интервал счетапри подаче на вход постояннойтоты Ор,(,В режиме измерения верхней граниччастоты 1 ФИС, запускаемый имльсом начала свипировчния 0(Ь), выбатывяет импульс О(1 длительтьющ = Т/2 =1 дц, середина коого соответствует равенству частотыЧ значению 1 р, . Далее процесс изменя аналогичен описанному режиму.и измерении нижней граничной частоФИС, вырабатывающий импульсЦ длительностью 1 нц =Т/2 =дчхускается задним фронтом импульса1) . Процесс измерения повторяется.ежиме измерения полосы пропусканияв интервале ц производится суммивание поступивших на вход счетчикапульсов, а в интервале 1 ц - вычитаСигнал управления суммированием иитанием 08 ,Ц подается с выходаС на реверсивный счетчик 9. По зашении Ф циклов счета и вычитанияикатор счетчика показывает число,тветствующее величине Ь = 1 -1 иТаким образом, по сравнению с изтным в предлагаемом устройстветигается расширение функциональныхможн остей.Предлагаемое устройство, благодаряматизации процессов измерения иройки прибора, позволяет исключитьу ективные погрешности измерений,существенно повысить производительностьконтрольно-измерительных и регулировочных операций,3 1087 О 24. 0 (,Ц начала свипирования, вырабатываемый формирователем 22 из сигналаГПН 6. Импульсы 04 Ц и 05 Я) подают- гся соответственно на ПВН 15 и 16,выходы которых соединены со входамианалогового вычитателя 18. При равенств чаве напряжений с выходов ПВН 15 и 16и при линейной характеристикеуправления ГКЧ 1 огкц=. Выход анало- ногового вычитател 18 чер з УПТ 19 1 ОФи аналоговый сумматор 20 соединенчсо входом управления ГКЧ 1, благодаря ет.чему обеспечивастся регулировка средне- имго значения напряжения управления ГКЧ пои, следовательно, его средней частоты. 15 эЕсли в начальный моментлято разностное напряжение аналогового ньвычитателя 18, управляя средней часто- катой ГКЧ, обеспечивает выполнение тре- ибуемого равенства, 20 ТсНапряжения с выходов ПВН 14 и 16 часподаются на аналоговый вычитатель 17,выходное напряжение которого подается нойна вход регулировки коэффициента пере- пудачи усилителя 2 Х. На сигнальный вход 5 рарегулируемого усилителя 21 подается носнапряжение ГПН 6. Амплитуда пилооб- торразного напряжения определяет величину ГКдевиации. Выходное напряженке усилите- ренля через сумматор 20 подается на вход ЗО Пруправления ГКЧ, Для обеспечения требуе- тымого равенства Г= Й коэффициент 0"преобразования ПВН 14 устанавливается запвдвое меньшим, чем у ПВН 16 и 15,Тогда в установившемся режимеСдц = 35 В р21 = Я 1 н, Чтобы не "потерятьфАЧХ испытуемого четырехполюсника 2,управление девиацией более инерционное, имчем управление, средней частотой ГКЧ. ниеБАУ обладает высоким быстродейст Овием. При правильно выбранном коэффи- ФИциенте передачи переходный процесс за- вертухающий, система устойчива, а устано- индвившееся рассогласование приближаетсясоок нулю, 45Набег фазы на период модуляции веспри линейной частотной модуляции испы- достательного сигнала равен набегу фазы вознемодулированного колебания за это жевремя. Тогда в установившемся режиме 5 О автоматематическое выражение для измерения настсредней частоты будет иметь вид с бъ10 В 79242Уроставитель Л. Редактор О. Черниченко Техред А, АчВ. Син Заказ 265242 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРно делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская набц. 4П фПатентф г. Ужгород, ул. Проектная, 4