Устройство для определения частотных характеристик четырехполюсников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 594 С 01 ОП Е ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНО д жит г-р 1 прямоугольных имп счетчик 2 импульсов, три де ра 3-5, КБ-триггеры 6 и 7, 2 И-ИЛИ 8, Формирователь 9 с пульса, ЦАП 1 О, сумматор 11 тудный селектор 12, АЦП 13, памяти, блок 15 вычислений х-к, блок 16 управления, ис четырехполюсник 17. Блок 161 умножитель частоты, два КБ- три эл"та И, эл-т запуска.ф-лы, 4 ил,эл-т троб амплиблок 14 частотных следуемый содержит триггера, 1 эп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 21) 3913886/24-0922) 17.06.8546) 07,05.87. Бюл. У 1772) М.Я.Минц, В.Н,Чинков, В.И.Анохи .И.Буданов, Г.К.Кальянов и 10.А.Немилов53) 621.317.087.9(088.8) 56) Дейч А.М. Методы идентиАикации динамических объектов. - М,: Энергия 979, с. 65-68, рис. 4-7.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРНИКОВ(57) Изобретение относитсясвязи и обеспечивает точноселения частотных х-к, Устр ЕНИЯ ЧА- ЕХПОЛОСк электроть опрево содерульсов щифрато1308942ном) законе модуляции, т,е, модуляции только одного из импульсов, амплитуда "спутников" примерно одинакова, но мала, Отсюда ясно, что длятого, чтобы получить примерно одинаковые- значения коэффициентов Фурьена заданной сетке частот, следует промодулировать длительность одного изимпульсов (или один период), но с не-,малым коэффициентом модуляции. Рассмотрим тест-сигнал, у которого длительность первых двух импульсов, положительного и отрицательного, равна 9, а остальных импульсов(фиг. 3), причем Д =(1+),9где 1 =(- -1) - коэффициент модуляции, при ) =О, 9 =(,Период модуляции Т=2 ЯУ, полноечисло импульсов на периоде Т равно2 птак чтоТ=29+Ь)Е 1 2(п+)6. Опуская промежуточные выкладки, запишем окончательное выражение для модуля коэффициента фурье,.определяющего спектр предложенного тест"сиг- нала 21 о В =г.(х)(5) 2 Наиболее рациональным является выбор значений=1 и 0 с х с Т . Поэтому в предлагаемом устройстве остановимся на этом варианте, Работу устройства рассмотрим с использованием временных диаграмм на фиг4. Последовательность прямоугольных импульсов длительностью ( с выхода генератора 1 (Фиг. 4 д) поступает на счетчик 2 импульсов, на входы стробирования дешифраторов 3-5 и на вход элемента 2 И-ИЛИ 8, Формирование тест- сигнала осуществляется непрерывно, однако для определенности мы начнем рассмотрение принципа действия схемы с какого-либо ее состояния, принятого за исходное, Наиболее удобно за начало отсчета принять временной момент, соответствующий нахождению счетчика 2 импульсов и КЯ-триггеров Изобретение относится к электросвязи и может использоваться для измерения и контроля частотных характеристик различных элементов и систем, относящихся к классу четырехполюсников,1 ель изобретения - повышение точности определения частотных характеристик.На Фиг, 1 представлена структур- Юная электрическая схема устройствадля определения частотных характеристик четырехполюсников; на фиг. 2 структурная электрическая схема блока управления; на фиг. 3 - вид тестсигнала; на Фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства.Устройство для определения частотных характеристик четырехполюсниковсодержит генератор 1 прямоугольных 20импульсов, счетчик 2 импульсов, первый, второй и третий дешифраторы 35, первый и второй КБ-триггерьв 6 и7, элемент 2 И-ИЛИ 8, формирователь9 строб-импульса, цифроаналоговый пре 25образователь 10, сумматор 11, амплитудный селектор 12, аналого-цифровойпреобразователь 13, блок 14 памяти,блок 15 вычислений частотных характе"ристик и блок 16 управления. Исследуемый четырехполюсник обозначен наструктурной электрической схеме позицией 17.Блок 16 управления содержит умножитель 18 частоты, первый и второйКЯ-триггеры 19 и 20, первый, второйи третий элементы И 21-24 и элемент24 запуска.Устройство работает следующим образом. 40Тест-сигнал представляет собойпоследовательность бинарных прямоугольных импульсов с модуляцией их подлительности. Закон модуляции определяется из следующих соображений. При 45отсутствии модуляции спектр бинарна;го сигнала является линейчатым с ча 2,стотамия, = -(22+1), где ц - круговая частота основной гармоники; ь - 50длительность импульсов; 1=0,1,2,3,При наличии модуляции возле каждойчастоты И появляются боковые часто"ты - "спутники", отстоящие друг отдруга на расстоянии и (у - частота 55модуляции). Амплитуды и фазы этих"спутников" при малой модуляции повторяют спектр закона модуляции. Вчастности, при 3 -образном (импульс13089416 и 7 в нулевом состоянии, Втораясхема И элемента 2 И-ИЛИ 8 открытаразрешающим потенциалом с единичноговыхода триггера 6. Начиная с этогомомента, пронумеруем импульсы генератора 1, как показано на Фиг. 4 О.С первого по (и)-й импульсы генератора записываются в счетчик 2 ичерез вторую схему И элемента 2 И-ИЛИ8 поступают на цифроаналоговый преобразователь 10 (фиг. 4 ж). С приходом (п)-го, (и)-го и п-го импульсов генератора 1 на счетчик 2 последовательно Формируются управляющие импульсы на выходах дешифраторов 153 (фиг. 43), 4 (фиг. 4 В) и 5 (Фиг,42),Выходным импульсом дешифратора 3,поступающим на Б-вход КБ-триггера6, последний переводится в единичноесостояние, но так как КБ-триггер 6 20выполнен с внутренней задержкой, тоего переключение производится по заднему фронту (и)-го импульса (Фиг.4)Выходными сигналами КБ-триггера 6запирается вторая схема И и подготавливается к работе первая схема Иэлемента 2 И-ИЛИ 8. Выходным импульсомдешифратора 4 переводится в единичное состояние КБ-триггер 7, и сигналс его нулевого выхода (Фиг. 4 е) поступает на вход первой схемы И элемента 2 И-ИЛИ 8, на выходе которойформируется высокий уровень потенциала (Фиг, 4 ж), Импульс с выхода дешифратора 5 возвращает КБ-триггеры6 и 7 (Фиг. 4,е) и элемент 2 И-ИЛИ8 (Фиг. 4 ж) в исходное состояние,после наступления и импульсов обнуляется также счетчик, На этом завершается первый цикл Формирования тестсигнала. В дальнейшем с поступлениемкаждых и импульсов работа схемы повторяется,Цифроаналоговый преобразователь10 выполнен двухполярным, и на его 45выходе образуется последовательность.двухполярных (бинарных) импульсов стеми же временными параметрами, чтои у последовательности прямоугольныхимпульсов на выходе элемента 2 И-ИЛИ8, а амплитуда их может регулироваться имеющимися в преобразователе 10переключателями.Импульсы с нулевого выхода КБтриггера 7 поступают на формирователь 9 строб-импульса, который попереднему Фронту входных импульсовформирует короткие импульсы определенной амплитуды, задающие период тестсигналаСформированный тест-сигнал с выхода цифроаналогового преобразователя 10 (фиг. 4 з) и строб-импульсы с формирователя 9 поступают через сумматор 11, где образуется результирующий сигнал, на четырехполюсник 17.Выходной сигнал четырехполюсника 17 п(С) подается на амплитудный селектор 12 и аналого-цифровой преобразователь 1 3. Амплитудный селектор 12 выделяет строб-импульсы, ограничивающие период тест-сигнала и подает их в блок 16 управления, который по этим импульсам задает временные моменты дискретизации выходного сигнала четырехполюсника, В эти моменты блок 16 управления по первому выходу Формирует управляющие импульсы, которые поступают на запуск аналого-цифрового преобразователя 13 и в блок 14 памяти для задания адресов записываемых в него кодов мгновенных значений У(г ) = 0 сигнала 0(г), поступающих с преобразователя 13После окончания цикла дискретизации, равного одному периоду сигнала 11(С), блок 16 управления прекращает задание импульсов по.первому выходу и Формирует управляющий сигнал по второму выходу, который поступает в блок 15, переводя его в рабочий режим. Тактовыми импульсами коды мгновенных значений сигнала 11 и соответствующие им коды нормированных гармоник зп 1 иЦ 1, созяс,1 Я - номер гармоники), записаннйе предварительно в блок 14 памяти, вводятся в блок 15, где они подвергаются вычислительной процедуре по заданным алгоритмам, определяемым вычисляемой величиной. На первом этапе вычисляются коэффициенты Фурье20) = - . П зпйцг.х ш 11 12 щ3 = -У соз 1 иг.,тгде ш - число точек дискретизации напериод сигнала 0(г),Затем по квадратурным составляющим0 и У блоком 15 вычисляются амплил 5туды гармоник П - 0 +Ымакс л 9начальные Фазы гармоникПэч1308941 623 устанавливаются в исходное состояниеЭлемент И 23 оказывается открытым для импульсов умножителя 8 частоты на время Т, и за это время через него проходит щ импульсов на запуск аналого-цифрового преобразователя,Формул а изобретения 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 где- начальная фаза той же гаромоники в тест-сигнале, которая рассчитывается и записывается и блок 14 памяти заранее.Если необходимо не только изме рение, но и контроль АЧХ и ФЧХ исследуемого четырехполюсника, то в блок14 памяти могут быть записаны соответствующие допуски, которые затемсравниваются блоком 15 с действительнымими.Рассмотрим принцип действия блока16 управления,В исходном состоянии элементы И21-23 закрыты потенциалами с нулевыхвыходов КБ-триггеров 19 и 20, Импульсы, поступающие на вход блока16 управления с амплитудного селектора 12, подаются на входы умножителя 18 частоты и первые входы элементов И 21 и 22, Умножителем 18 частоты осуществляется умножение входнойчастоты или деление периода Т выходного сигнала четырехполюсника в шраз, Эти импульсы используются длязадания моментов дискретизации аналого-цифрового преобразователя 13. Происходит это следующим образом. Отсигнала, поступающего от элемента24, срабатывает КБ-триггер 19, и наего нулевом выходе Формируется разрешающий потенциал для элемента И 21.Первый же импульс с выхода амплитудного селектора 12 проходит черезэлемент И 21 на кБ-вход КБ-триггера20, переключая его н единичное состояние, и на К-вход КБ-триггера 19возвращая его в исходное состояние,С нулевого выхода КБ-триггера 20 подается разрешающий потенциал на элементы И 22 и 23, КБ-триггером 19элемент И 21 делается нечувствительным к импульсам амплитудного селектора 12. Импульсы с выхода умножителя 18 частоты поступают через элемент И 23 на первый выход блока 16управления и далее на управляющиевходы аналого-циФрового преобразователя 13 и блока 14 памяти, Очереднойимпульс с выхода амплитудного селектора 12 через элемент И 22 поступаетна К-вход КБ-триггера 20, переключаяего в исходное состояние, и на управляющий вход блока 15 по второму выходу блока 16 управления. Потенциалом КБ-триггера 20 элементы И 22 и 1, Устройство для определения частотных характеристик четырехполюсников, содержащее генератор прямоугольных импульсов и блок вычисления частотных характеристик, о т л и-, ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения частотных характеристик, н него введены счетчик импульсов, первый, второй и третий дешифраторы, выход генератора прямоугольных импульсон подключен к входу счетчика импульсов и стробирующим входам каждого из дешифраторов информационные входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика импульсов, первый КБ- триггер, Б-нход которого соединен с выходом первого дешифратора, последовательно соединенные второй КБ-триггер, Б-вход которого соединен с выходом второго дешифратора, а К-вход, объединенный с К-входом первого КБ- триггера, соединен с выходом третьего дешифратора, элемент 2 И-ИЛИ, цифроаналогоный преобразователь и сумматор, выход которого является входом исследуемого четырехполюсника,формирователь строб-импульса, выходкоторого подключен к второму входусумматора, а вход соединен с выходомнторого КБ-триггера, прямой выходпервого КБ-триггера подключен к второму входу элемента 2 И-ИЛИ, а инверсный выход подключен к третьему входуэлемента 2 И-ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом генераторапрямоугольных импульсов, амплитудныйселектор, вход которого является выходом исследуемого четырехполюсника,блок управления, последовательно сое-диненные аналого-цифровой преобразователь и блок памяти, выход, которогоподключен к блоку вычисления частотных характеристик, выход амплитудного селектора подключен к входу блокауправления, первый выход которогоподключен к второму входу блока вычисления частотных характеристик, авторой выход подключен к вторым вхо7 1308941 8дам аналого-цифрового преобраэовате- нен с выходом умножителя частоты,ля и блока памятй, вход амплитудного второй вход соединен с выходом второеелектора соединен с чходом аналого- го КБ-триггера, а выход является перциФрового преобразователя. вым выходом блока управления, вторымвыходом которого является выход вто 2. Устройство по п. 1, о т л и - рого элемента И, подключенный кч а ю щ е е с я тем, что блок управ- второму К-входу второго КБ-триггера,ления содержит элемент запуска, умно- первый Б-вход которого соединен с,житель частоты, вход которого явля- К-входом первого КБ-триггера, Б-входется входом блока управления, после р которого соединен с выходом элементадовательно соединенные первый КБ-триг- запуска, вторые входы первого и втогер, первый элемент И, второй РБ-триг- рого элементов И соединены соответгер и второй элемент И, третий эле- ственно с выходом и входом умножитемент И, первый вход которого соеди- ля частоты,13089411 г /л)И)п / г (а)(п-/) а 1 г1 иг,Составитель Ш,Эвьянактор 0.10 рковецкая Техред Л.Олейник,ктор С.Шекма Подписное иЮд. 4/5 роектная, 4 Заказ 1794/37 Т ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва