Устройство для измерения полосы пропускания четырехполюсника

Союз СоветскинСоциалистическикРеспубики ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1900218ао делам изобретений н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА Изобретение относится к технике измерений частотных характеристик и может быть использовано для измерения ширины полосы пропускания четырехполюсника,Известно устройство для автоматического измерения ширины полосы пропускания четырехполюсника, содержащее гене-ратор качающейся частоты, блок индикации коэффициента передачи, блок формирования частотных меток, блок измеренияначальной частоты полосы пропускания,блок измерения ширины полосы пропускания и блок индикации 1 ) Недостатком этого устройства является низкая точность измерения ширины полосы пропускания, обусловленная дискретностью частотных меток.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является измеритель частотных характеристик, содержащий генератор пилообразного напряжения, генератор кача" юшейся частоты, исследуемый четырехполюсник, блок индикации коэффициента передачи, блок импульсов отсчета полосы,два электронных ключа, сумматор, дватриггера, блок замедления скорости развертки, блок управления частотой, двасчетчика и двв блока формирования частотных меток 2.Однако это устройство имеет низкуюточностьизмерения, обусловленную пог решностями отсчета начала полосы пропускания.Цель изобретения - повьппение точности измерений полосы пропускания четырехполюсника.15Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения генератор качающейсячастоты и. один из входных зажимов устройства, второй входной зажим которогосоединен с первым входом блока индикапии коэффициента передачи, второй входкоторого подключен к выходу генератора900218 качающейся частоты и к входу первогоблока формирования частотных меток, выходом соединенного с первым входомтриггера, второй блок формирования частотных меток, ключ, блок формированияимпульсов отсчета полосы, входом соединенный с выходом блока индикации коэффициента передачи, и счетчик, введеныблок измерений частоты биений, элементыИЛИ и И, при этом выход опорных частот первого блока формирования частотныхметок соединен с первым входом второгоблока формирования частотных меток, авыход частоты биений первого блока формирования частотных меток подключен квторому входу второго блока формирования частотных меток и к одному из входов ключа, второй вход которого соединен с выходом частоты биений второгоблока формирования частотных меток, авыход ключа подключен к одному иэ входов блока измерения частоты биений, ауправляющий вход ключа соединен с выходом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго блока формирования частотных меток и с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с первым входом триггера, авыход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу блока измерения частотыбиений и к одному иэ входов элементаИ, выходом соединенного с входом счетчика, а вторым входом - с входом блокаформирования импульсов отсчета полосы,первый выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения,а второй его выход соединен с вторымвходом блока измерения частоты биений,а третий его выход соединен с третьимвходом триггера и с третьим входом блока измерения частоты биений. 45 50 55 Кроме того, первый блок формирования частотных меток выполнен в виде смесителя, опорный вход которого соединен с выходом генератора спектра, а выход смесителя через первый фильтр нижних частот подключен к входу первого формирователя частотных меток, а второй блок формирования частотных меток выполнен в виде смесителя, опорный вход которого подключен к выходу делителя частоты на два, а выход смесителя через второй фильтр нижних частот соединен с входом второго формирователя частотных меток.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы сигналов в некоторых точках блок-схемы устройства,5 1 О 15 20 25 30 35 40 4Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения (ГПН), генератор2 качающейся частоты (ГКЧ), генераторЗ.спектра, первый смеситель 4, формирователь 5 частотных меток, элементсовпадения И 6, счетчик 7, блок 8 индикации коэффициента передачи, исследуемыйчетырехполюсник 9, первый фильтр 10нижних частот (ФНЧ), второй смеситель11, второй ФНЧ 12, второй формирователь 13 частотных меток, триггер 14,ключ 15, блок 16 измерения частотыбиений, делитель 17 частоты на два, элемент ИЛИ 18, формирователь 19 импульсов отсчета полосы, первый и второй блоки формирования частотных меток 20 и21 и первый и второй входные зажимыус тро йс тва 2 2 и 23,Устройство работает следующим образом.ГПН 1 вырабатывает пилообразное на-пряжение, которое перестраивает частотуГКЧ 2 по линейному .закону, Выходнойсигнал ГКЧ 2 смешивается в смесителе4 с гармониками опорной кварцованнойчастоты 1 лв, вырабатываемыми генератором 3 спектра. Выходной сигнал смесителя 4 пропускается через ФНЧ 10,имеющий частоту среза, равную 1 /2 наформирователь 5 частотных меток, вырабатывающий импульсы основных частотных меток в моменты перехода частотыГКЧ 2 через гармоники опорной частоты,На вход делителя 17 частоты на два подается опорная частота кв, а его выходной сигнал с частотой 1 /2 смешивается в смесителе 11 с выходным сигналом первого ФНЧ 10, Выходной сигналсмесителя 11 пропускается через второйФНЧ 12, имеющий частоту среза, равнуюив/2, на формирователь 13 частотныхметок, вырабатывающий импульсы вспомогательных частотных меток, отстающие по частоте от импульсов основных частотных меток на величину 1 кв/2. Импульсы основных и вспомогательных частотных меток через элемент ИЛИ 18 поступают на вход элемента совпадения 6 с результирующим шагом по частоте, равным К,в/2,Кроме того, импульсы основных и вспомогательных частотных меток поочередно и раздельно поступают ца установочные входы триггера 14, которнй управляет ключом 15. При этом и сходной уровень триггера 14,а следовательно, и состояние управляемого ключ 1 5, однозначно соответствуют усталого пву входу триггера 14, на которнй цгн.гуш:5 9002очередной импульс метки. Ключ 15 поочередно подключает ко входу блока 16 измерения частоты биений либо выход фНЧ10, либо выход фНЧ 12, при этом в интервале между основной и вспомогательной метками частота на выходе ключа 15равна разности между частотой ГКЧ 2 ичастотой, соогветствуюшеи непосредсгвенно предшествовавшему. импульсу метки. Втечение времени, когда коэффициент пе Оредачи исследуемого четырехполюсника 9превышает заданное значение, на уровнекоторого измеряется полоса пропускания,на выходе блока 8 индикации коэффициента передачи вырабатывается положительный импульс,.ширина которого по частотеравна ширине полосы пропускания чегырехполюсник а,Указанным импульсом открывается элемент совпадения И 6 для прохода импульсов меток на счетчик 7. При появленииуказанного импульса разрешения измерения на входе формирователя 19 импульсовотсчета полосы, с выхода последнего, навход ГПН 1 подается импульс кратковре- г 5менной остановки качания частоты ГКЧ 2и одновременно с другого выхода формирователя 19 импульсов на счетный входтриггера 1 4 и на вход блока 1 6 измерения частоты биений подается импульс зоначала отсчета полосы, которым григгер14 перебрасывается в противоположноепредшествовавшему состояние, При этомчастота на выходе ключа 15 равна разностии между частотой ближайшей, расположенной выше по частоте, часготнойметки и частотой ГКЧ 2. Эта частотаизмеряется и ее значение запоминается в блоке 16 измерения частоты биений.После окончания остановки частота ГКЧ 2 перестраивается далее, при этом на вход счетчика 7 поступают импульсы меток, а триггер 14 вновь управляется импульсами меток по установочным входам.В момент окончания импульса на вы 45 ходе блока 8, с выхода формирователя 19 импульсов отсчета полосы, на вход ГПН 1 подается импульс, вызывающий кратковременную остановку качания частоты ГКЧ 2 и одновременно с другого вы 50 хода формирователя 19 на вход блока 16 подается импульс конца отсчета полосы, который разрешает измерение частоты с выхода ключа 15, когорал равпа разности между частотой ГКЧ 2 и частотойч55 ближаишей, расположенной ниже по частоте, частотной метки, Новое измеренное значение частоты суммируегся в блоке 16 с измеренным ранее и зафцксиро 18 6ванным значением частоты биений, Послезакрывания элемента совпадения И 6 всчетчике 7 записано число, равное количеству целых частотных интервалов между метками, В блоке 16 зафиксированасумма частотных интервалов между крайними частотами полосы пропускания иближайшими к ним частотными метками,лежащими в полосе пропускания. Результирующая ширина полосы пропускания равна сумме значений, зафиксированных всчетчике 7 и в блоке 16. Импульсы частотных меток, подаваемые с выхода элемента ИЛИ на управляюшцй вход блока16 измерения частоты биений, блокируют измерение частоты на время действияимпульса метки и предотвращают, темсамым, неоднозначность результата измерения ширины полосы пропускания вслучае, когда остановка качания частотыГКЧ 2 произведена в том узком интервале частот, который перекрывается импульсом метки. Блок измерения частотыбиений может быть выполнен по принципу, используемому в электронно-с:четныхчастотомерах,Точность измерения полосы пропускания определяется не дискретностью частотных меток, а погрешностью измерениячастоты биений, составляющую величину,в 200 раз меньшую, чем шаг по частотемежду метками, при относительной погрешности измерения частоты блоком измерения частоты биений, равной 1% от верхней измеряемой частоты, которая не превышаег половины опорной ч ас готы, Указанная величина погрешности легко реализуется при цифровом методе измерениячастоты биений.Точность измерений полосы пропускания четырехполюсников в диапазоне огнизких частот до частот 18 ГГц повышается в сотни раз,Формула изобретения1.Устройство для измерения полосы пропускания четырехполюсника содержащее последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, генератор качающейся частоты и один из входных зажимов устройства, второй входной зажим которого соединен с первым входом блока индикации коэффиш 1 ента передачи, второй вход которого подключен к выходу генератора качающейся частоты и к входу первого блока формирования частотных меток, выходом соединенного с первым7 9002 входом триггера, второй блок формирования частотных меток, ключ, блок формирования импульсов отсчета полосы, входбм1соединенный с выходом блока индикации коэффициента передачи, и счетчик, о т - л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок измерений частоты биений, элементы ИЛИ и И, при этом выход опорных частот первого блока формирова ния частотных меток соединен с первым входом второго блока формирования частотных меток, а выход частоты биений первого блока формирования частотных меток подключен к второму входу второго 15 блока формирования частотных меток и к одному из входов ключа, второй вход которого соединен с выходом частоты биений второго блока формирования частотных меток, а выход ключа подключен к одному 2 О иэ входов блока измерения частоты биений, а управляющий вход ключа соединен с выходом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго блока формирования частотных меток и с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входомтриггера, а выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу блока измерения частоты биений и к одному из входов элемента И, выходом соединенного с входом счетчика, а вторым входом 18 8с входом блока формирования импульсовотсчета полосы, первый выход которогоподключен к входу генератора пилообразного напряжения, а второй его выход соединен с вторым входом блока измерениячастоты биений, а третий его выход соединен с третьим входом триггера и стретьим входом блока измерения частотыбиений.2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что первый блок формирования частотных меток выполнен в виде смесителя, опорный вход которого соединен с выходом генератора спектра, авыход смесителя через первый фильтр нижних частот подключен к входу первогоформирователя частотных меток, а второй блок формирования частотных метоквыполнен в виде смесителя, опорныйвход которого подключен к выходу делителя частоты на два, а выход смесителячерез второй фильтр нижних частот соединен с входом второго формирователячастотных меток,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЯо 437984 кл, б 01 В 29/00, 1972,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2725266/18-21,кл, 6 01 Р 27/28, 15.02,79 (прототип).900218 оставителц Л, Мурановехред М. Гергель Корректор А, фе дактор Н. Боб 12176/63 Тираж 7 18 ПоИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж 35, Раушская набд, 4 дписное ак филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Прое