Устройство автоматической установки калиброванных уровней сигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСО 1 1 ИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 4 со РЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТ Максимо тво СССР 2, 1978, ура конторудования. М.: Советрис.4.3. Г СУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(56) Авторское свидетельУ 922652, кл. С 01 К 21/Автоматическая аппарароля радиоэлектронного оПод ред. Н.Н.Пономарева.ское радио, 1975, с.90-9(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТА НОВКИ КАЛИБРОВАННЫХ УРОВНЕЙ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение бь стродействия и расширение динамич. диапазона установки калиброванных уровней сигнала. Устр-во содержит источник 1 сигнала, последовательно соединенные управляемый аттенюатор и идополнительных управляемых аттенюаторов 2, двухканальный переключатель 3 сигнала, блок 4 управления, измерительный преобразователь 5 сигнала, двухканальные коммутаторы 6 и 7, блок 8 сравнения, идополнительных двухканальных коммутаторов 9, ЦАП и пдополнительных ЦАП 10, (2 п)-канальных коммутаторов 11,сумматор 12, регистр 13 сдвига, регистр 14 памяти, блок 15 деления и ибло" ков 16 памяти. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.- дичд1 13Изобретение относится к области радиотехники, а именно к аттенюаторам высокочастотного сигнала, и может быть использовано в аппаратуре автоматического контроля радиоэлектронного оборудования, в частности, при контроле чувствительности радио- приемных устройств.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение динамического диапазона установки калиброванных уровней сигнала.На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства автоматической установки калиброванных уровней сигнала; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока управления.Устройство автоматической установки калиброванных уровней сигнала содержит источник 1 сигнала, последовательно соединенные управляемый аттенюатор и и- дополнительных управляемых аттенюаторов 2, двухканальный переключатель 3 сигнала, блок 4 управления, измерительный преобразователь 5 сигнала, первый двухканальный коммутатор 6, второй двухканальный коммутатор 7, блок 8 сравнения, (и) дополнительных двухканальных коммутаторов 9, цифроаналоговый преобразователь и (и) дополнительных цифроаналоговых преобразователей 10, (2 п) канальных коммутаторов 11, сумматор 12, регистр 13 сдвига, регистр 14 памяти, блок 15 деления и (и) блоков 16 памяти. Блок 4 содержит счетчик 17 импульсов, счетчик 18 шага программы, ключ 19, первый дешифратор 20, элемент ИЛИ 21, блок 22 задержки, блок 23 хранения программы, генератор 24 опорной частоты, регистр 25 команд, коммутатор 26 и второй дешифратор 27.Работа устройства автоматической установки калиброванных уровней сигнала происходит за несколько этапов следующим образом.На первом этапе осуществляется установка начального уровня сигнала источника 1. Выходной сигнал источника 1 через управляемые аттенюаторы 2 поступает на вход двухканального переключателя 3. После подачи на первый вход блока 4 команды "Пуск" блок 4 вырабатывает управляющие команды, по которым выход последнего управляемого аттенюатора 2 через двухканаль 18922 2 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 ный переключатель 3 соединяется с измерительным преобразователем 5, еговыход через первый двухканальный коммутатор 6 и первый вход второго двухканального коммутатора 7 соединяетсяс первым входом блока 8, (п) дополнительные коммутаторы 9 подключаютвходы второго и последующих цифроаналоговых преобразователей 1 О к своимвторым входам, при этом по управляющей цепи с блока 4 через (2 п)-канальный коммутатор 11 и третий и последующие двухканальные коммутаторы 9на входы второго и последующих цифроаналоговых преобразователей 10 поступает цифровой код, соответствующийминимальному ослаблению второго и последующих управляемых аттенюаторов 2,при этом их ослабление устанавливается минимальным. Этот цифровой код сохраняется в цифроаналоговых преобразователях 10 до следующего обращенияк ним. После этого по команде, поступающей с блока 4, (2 п)-канальныйкоммутатор 11 подключает выход сумматора 12 к входу первого цифроаналогового преобразователя 1 О. Преобразованный измерительным преобразователем5 выходной сигнал источника 1 через первый и второй двухканальные коммутаторы 6 и 7 в виде цифрового кодапоступает на первый вход блока 8, приэтом на ее второй вход с блока 4 поступает цифровой код, соответствующий начальному (опорному) уровню сигнала, относительно которого вводится ослабление управляемых аттенюаторов 2 по программе, хранящейся в блоке 4.Установка заданного начального уровйя сигнала производится спомощью регистра 13 и сумматора 12 методом поразрядного уравновешивания за несколько циклов. Их число равно разрядности первого цифроаналогового преобразователя 10 и определяется программой, хранящейся в блоке 4. Перед началом управления ослаблением первого управляемого аттенюатора 2 блок 4 заносит в старший разряд регистра 13 по его входу информацию11 111 и устанавливает в исходное положение внутренние регистры сумматора 1 2 по е г о . треть ему входу . Затем на сумматор 1 2 по входу управления подается команда на суммирование содержимо го регистра 1 3 с содержимым внутреннего регистра сумматора 1 2 . Сигнал , поступающий на первый вход18922 4 5 10 15 а 20 25 30 35 е 45 50 3 13сумматора 12 с выхода блока 8, определяет знак числа, поступающего срегистра 13, Входы блока 8 подключены таким образом, чтобы при нулевомкоде, подаваемом на цифроаналоговыйпреобразователь 10, на первом входесумматора 12 присутствовал знак "+",В результате действия команды суммирования в выходном регистре сумматора 12 запишется число с единицейв старшем разряде, Затем с блока 4следует команда на занесение информации с выходного регистра сумматора12 в первый цифроаналоговый преобразователь 10, что приведет к уменьшению уровня сигнала на выходе управляемого аттенюатора 2 (увеличение ослабления первой секции), Это приведет к изменению знака на выходе блок8. Затем с блока 4 на регистр 13 поступает команда на сдвиг информациив сторону младших разрядов и вновьпоследовательно поступают команды насуммирование информации в сумматоре12 и занесение ее в первый цифроаналоговый преобразователь 1 О. Уменьшенное вдвое число с регистра 13 алгебраически складывается с числом,хранящимся в сумматоре 12. Этот процессдалее циклически повторяется. Приэтом значение кода, записываемого впервый цифроаналоговый преобразователь 1 О; приближается к тому, при котором обеспечивается равенство устанавливаемого опорного уровня сигналазаданному в блоке 4. По окончании установки начального уровня сигналацифровая информация об этом уровнехранится в первом цифроаналоговом пробразователе 10 в течение всеговремени последующей работы устройства автоматической установ -ки калиброванных уровней сигнала,При калибровке ослаблений второго и последующих управляющих аттенюаторов каждый из последних калибру- ется на несколько значений ослабления таким образом, чтобы выбор различных сочетаний этих значений ослабления позволил перекрыть весь заданный диапазон уровней сигнала с необходимой дискретностью. Ввиду использования одного и того же алгоритма калибровки ослабления рассматривается процесс калибровки, например, второго управляемого аттенюатора 2 на одно значение ослабления,По команде, поступающей из блока 4, первый двухканальный коммутатор 6 подключает выход измерительного преобразователя 5 к входу регистра 14, Информация о начальном (опорном) уровне сигнала заносится в регистр 14 путем подачи на него соответствующей команды иэ блока 4.Для установки требуемого по программе ослабления второго управляемого аттенюатора 2 выход измерительного преобразователя 5 через первый двухканальный коммутатор 6 по команде подключается к второму входу блока 15, а выход сумматора 12 через (2 п)-канальный коммутатор 11 и третий двухканальный коммутатор 9 - к входу второго цифроаналогового преобразователя 1 О. Занесенная в регистр 14 информация о начальном уровне сигнала и текущее значение информации об уровне сигнала поступают на первый и второй входы блока 15 соответственно. Результат деления с выхода блока 15 через второй двухканальный коммутатор 7 поступает на первый вход блока 8, а на ее второй вход с выхода блока 4 поступает цифровая информация о заданном значении ослабления второго управляемого аттенюатора 2. Блок 8 вырабатывает сигнал рассогласования, по которому регистр 13 и сумматор 12 аналогично описанному на предыдущем этапе формируют управляющий код, поступающий через (2 п) -канальный коммутатор 11 и третий двухканальный коммутатор 9 на вход второго цифроаналогового преобразователя 1 О для уменьшения рассогласования. По командам, поступа- ющим с блока 4 на третий двухканальный коммутатор 9 и первый блок 16, полученная информация при выставленном значении ослабления второго управляемого аттенюатора 2 с выхода сумматора 12 заносится в первый блок 16, соответствующий второму управляемому аттенюатору 2. Адрес, по которому заносится значение кодов управления вторым цифроаналоговым преобразователем 1 О, однозначно определяется программой блока 4 и задается с этого блока. Аналогично проводится калибровка этого управляемого аттенюатора 2 для других значений ослабления, однако запись кодов второго цифроаналогового преобразователя 10 производится5 13по другим адресам первого блока 16,Таким образом, по окончании калибровки второго управляемого аттенюатора 2 в соответствующем блоке 16 по заранее заданным адресам заносятся коды для второго цифроаналогового преобразователя 10, обеспечивающие получение заданных значений ослаблений калибруемого второго управляемого аттенюатора 2.Затем для проведения калибровки ослаблений третьего управляемого аттенюатора 2 на вход второгоцифроаналогового преобразователя 10 подается информация, соответствующая начальному ослаблению второго управляемогоаттенюатора 2. Калибровка ослабленийтретьего и последующих управляемых аттенюаторов 2 осуществляется поочередно аналогично калибровке второго управляемого аттенюатора 2.На этапе установки заданного ослабления блок 4 формирует командыдля третьего и последущих двухканальных коммутаторов 9, подключающих выходы блоков 16 к входам цифроаналоговых преобразователей 1 О, а для двухканального переключателя 3 - команду, переключающую сигнал на выход устройства автоматической установки калиброванных уровней сигнала. Затем блок4 последовательно формирует адреса икоманды на считывание информации из, блоков 16 и занесение ее в цифроаналоговые преобразователи 10. После этого на второй вход блока 4 подается команда Останов", по которой прекращается работа устройства автоматической установки калиброванных уровней сигнала. Программирование устанавливаемых значений ослаблений водится к записи в блоке 4 на программоносителе последовательности адресов блоков 16 памяти и уровней ослаблений управляемых аттенюаторов 2 соответственно.Блок 4 формирует в определенной последовательности команды в видеодиночных сигналов и в виде цифровых кодов, управляющих работой устройства автоматической установки калиброванных уровней сигнала.18922 6 35 40 45 50 5 10 15 го 25 команду "Пуск" на элемент ИЛИ 21,которая поступает на счетчик 18 иблок 22 и переводит счетчик 18 изнулевого в первое положение. Двоичный код первого шага программы, выработанный счетчиком шага 18, поступает на блок 23. Блок 22 формируетзадержанную во времени команду считывания, по которой производится считывание первого слова программы, записанного в блоке 23. Слова программы в блоке 23 записаны последовательно и состоят иэ двух частей. Перваячасть - код временной задержки дляпоследующей команды, вторая часть -код команды, выдаваемой блоком 4 управления на другие блоки устройстваавтоматической установки калиброванных уровней сигнала. Код временнойзадержки заносится в счетчик 17, насчетный вход которого поступают через ключ 19 импульсы генератора 24.Импульсы опорной частоты подсчитываются счетчиком 17 импульсов, который выдает сигнал переполнения в момент времени, когда сумма ранее введенного числа и числа импульсов, лоступающих через ключ 19 с генератора 24, превысит емкость счетчика 17 . Сигнал переполнения через элемент ИЛИ 21 поступает на счетный вход счетчика 18 и последний формирует код адреса следующего шага программы. Далее процесс повторяется до считывания последней команды программы, которая возвращает в исходное состояние счетчики 17 и 18. Вторая часть записан -ных слов в блоке 23 поступает на регистр 25. Эта часть также разделенана две части. Часть разрядов цифрового когда с регистра 25 через коммутатор 26 поступает по шинам на блоки устройства автоматической установки калиброванных уровней сигнала ввиде цифровой информации, а другаячасть дешифруется в первом дешифраторе 20 и в виде команды управления соответствующих длительности и уровня поступает на соответствующие блокиустройства автоматической установкикалиброванных уровней сигнала. Ком55 В исходном состоянии счетчики 17 и 18 обнулены последней командой программы, исполненной. ранее, а ключ 19 закрыт сигналомпервого дешифратора 20. Для запуска устройства оператор с помощью органов управления подает мутатор 26 управляется сигналами,поступающими с второго дешифратора 27. При подаче на счетчик 18 команды"Останов" блок 4 прекращает вырабатывать шаги программы, и устройство автоматической установки калиброванных1318922 8 выхмин 45 50 55 уровней сигнала сохраняет состояние,соответствующее последнему шагу. Контур автоматического регулирования организован только в режиме калибровки, а в режиме выдачи калиброванных уровней сигнала его не существует, что позволяет получить высокое быстродействие, определяемое быстродействием управляемых аттенюаторов, в качестве которых могут использоваться быстродействующие полупроводниковые аттенюаторы. Время выставки требуемого уровня сигнала не превьппает 1 мкс. Динамический диапазон устанавливаемых уровней сигнала определяется динамическим диапазоном ослаблений управляемых аттенюаторов и их количеством и не зависит от динамического диапазона измерительного преобразователя сигнала, т.е. существенно пов ппается.Число управляемых аттенюаторов определяется диапазоном устанавливаемых уровней выходного сигнала от динамического диапазона измерительного преобразователя сигнала (Еивм. миаЕ ивм.макс )Евых максивых мин+ 1ивм. макс Возможность использования полупроводниковых аттенюаторов позволяет достичь мальгх габаритных размеров и массы устройства автоматической установки калиброванных уровней сигнала.Точность установки калиброванных уровней сигнала сохраняется за счет цифровой автоматической калибровки и запоминания уровней ослабления управляемого аттенюатора. Формула изобретения 1,устройство автоматической установки калиброванных уровней сигнала, содержащее последовательно соединенные источник сигнала и управляемый аттенюатор, управляющий вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, измерительный преобразователь сигнала, блок сравнения, соединенный выходом с первым входом сумматора, подключенного входом к выходу регистра сдвига, и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия и расширения динамического диапазонаустановки калиброванных уровней сигнала, введены (п-) дополнительныхуправляемых аттенюаторов, включенных 5последовательно с управляемым аттенюатором, (и) дополнительных двухканальных коммутаторов и (и) дополнительных цифроаналоговых преобразова телей и (и) блоков памяти, при этомвыход последнего управляемого аттенюатора соединен с входом введенногодвухканального переключателя, первыйвыход которого является выходом уст фройства а второй - через измерительный преобразователь сигнала подключен к входу введенного первого двухканального коммутатора, выходы которого, первый - непосредственно, а 20второй - через введенный регистр памяти, соединены соответственно с первым и вторым входами введенного блока деления, выход которого подключенк первому входу второго введенного 25 двухканального коммутатора, подключенного вторым входом к второму входу блока деления, а выходом к первому входу блока сравнения, второйвход блока сравнения подсоединен к З 0 выходу задающего кода блока управления, а его выход - к первому входусумматора, соединенного выходом свходом введенного (2 п)-канальногокоммутатора, первый выход которого 35подсоединен к входу цифроаналоговогопреобразователя, последующие четныевыходы - к первым входам соответствующих дополнительных двухканальныхкоммутаторов, а последующие нечетные 40выходы (2 п)-канального коммутаторачерез соответствующие блоки памятисоединены с вторыми входами соответствующих дополнительных (и) -двухканальных коммутаторов, а выход каждого дополнительного двухканальногокоммутатора через соответствующий дополнительный цифроаналоговый преобразователь подключен к управляющемувходу соответствующего дополнительного управляемого аттенюатора, приэтом выход команды начальной установки блока управления подключен квторому входу регистра сдвига, выходкоманды установки исходного состояния блока управления соединен стретьим входом сумматора, управляющие входы двухканального переключателя, измерительного преобразователясигнала, двухканальных и (2 п)-канрармациц:, цснодиае задающиоУ; циц)радое упраЬеное,"ццаяьиая устпноЬа " Рог я ставитель И.Кроминхред М.ХоданичФ ректор С,Шекм акто ратил Заказ 2505/ 3 Т Подписн омитета СССР открытий ушская наб., д/5 035, Мо оизводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул,Проектная,9 13189нального коммутаторов, регистра па"мяти, блока деления, блока сравнения,регистра сдвига, сумматора и блоковпамяти соединены с выходом управления блока управления, а первый и второй входы блока управления являются11 1соответственно входами команд Пуски "Останов",2. Устройство по п.1, о т л и - 10 ч а ю щ е а-.ся тем, что блок управления содержит .генератор опорной частоты и первый дешиФратор, выходы которых подключены к входам ключа, соединенного рыХодбм с первым входом 15 счетчикаимпульсов, блок хранения программы, подключенный первым выходом к первому входу регистра команд, а вторым выходом - к второму входу счетчика импульсов, элемент ИЛИ, первый 20 вход которого соединен с выходом 22 10счетчика импульсов, выход - с первым входом счетчика шага программы и входом блока задержки, а второй вход11 является входом для команды Пуск при этом второй вход счетчика шага программы соединен с первым выходом коммутатора, его выход подключен к первому входу блока хранения программы, а третий вход является входом для команды "Останов", выход блока задержки подключен к вторым входам регистра команд и блока хранения программы и к третьему входу счетчика импульсов, первый выход регистра команд соединен с первым входом коммутатора, второй выход регистра команд - с входом второго дешифратора, соединенного первым выходом с вторым входом коммутатора, а вторым выходом - с четвертым входом счетчика импульсов.