Устройство для контроля амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик в 946003(5)М. Кл. с присоединением заявки М Н 04 В 3/46 ЮВударетааеый комитет СССР ЭФ левам иэебретеиий н еткрытвйДата опубликования описання 23.07.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ1Изобретение относится к технике из-тмерений и контропя н может испопьзоваться при проверке на соответствие нормамамппитудно-частотных характеристик канапов и устройств связи,5Известно устройство для контропя амплитудно-частотных характеристик четы .рехпопюсников, содержащее на передающей стороне генератор опорной частоты,выход которого подключен к первому вход-тоду перекпючатепя, второй вход которогосоединен с выходом генератора качающейся частоты, в третий вход - с первым выходом первого блока управления, второйввтход которого подключен к первому вхо ду первого ключа, выход перекпючатепяподкпючен ко входу четырехпопюсника,выход которого на приемной сторонечерез согпасующий усипитель подкпюченк первому входу второго кнюча и ко вхо ду фильтра опорной частоты, выход которого подключен к первому входу бпока автоматической регупировкн уровня и ковходу второго блока управления, первый выход которого подкпючен ко второму входу второго кпюча, выход которого подклю-чен ко входу блока преобразования напряжения, второй выход второго бпокауправпения через блок автоматической ргупнровки уровня подкпючен к другомувходу согпасующего усипитепя, счетчик,выход которого через поспедоватепьносоединенные первый дешифратор, первыйблок памяти, первый преобраэоватепь кода, первый депитепь напряжения подкпючен к первому входу первого компаратора,второй дешифратор, вход которого соединен с выходом счетчика, а выход черезпоспедоватепьно соединенные второй блокпамяти, второй преобразоватепь кода,второй депитепь напряжения подкпючен кпервому входу второго компаратора, второй вход которого объединен со вторымвходом первого компаратора, выходы первого и второго компараторов подкпюченык соответствующим входам сумматора,выход которого подключен к йервому входу:эпемента совпадения 1), 946003Однако известное устройство имеет низкую точность .и длительное время контроля,Цепь изобретения - повышение точности и сокращение времени контроля, 5Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля амплитудно- частотных характеристик четырехполюсников введены на передающей стороне до попнитепьный блок преобразования напряжения, первый делитель частоты, первый формирователь импульсов, дополнительный счетчик, преобразователь код-аналог, третий дешифратор, на приемной стороне - формирователь модуля мгновенного значения сигнала, пиковый детектор, экстрематор, формирователь импульсов сброса, триггер, формирователь стробирующих импульсов,.второй делитель частоты, второй формирователь импульсов, четвертый дешифратор, блок логической обработки сигнала, при этом на передающей стороне вы-, ход первого ключа через последовательно соединенные дополнительный блок преобразования напряжения, первый делитель частоты, первый формирователь импульсов, дополнительный счетчик и преобразователь код-аналог подключен ко входу генератора качающейся частоты, выход которогоЭО подключен ко второму входу первого кшоча, выход дополнительного счетчика через третий дешифратбр подключен к другому входу первого делителя частоты, на приемной стороне выход второго ключа через последовательно соединенные формирователь модуля мгновенного значения сигнага и пиковый детектор подключен к объ единенным вторым входам первого и второго компараторов, другой выход пиковогоо детектора через экстрематор подключен к первому входу триггера, выход блока преобразования напряжения через последовательно соединенные второй делитель частоты и второй формирователь импульсов,подключен ко входу счетчика, к пер45 вому входу формирователя стробирую-. ших импульсов и к первому входу блока логической обработки сигнала и через формирователь импульсов сброса подключен к другому входу пикового детектора и ко второму входу триггера, выход которого подкшочен ко второму входу формирователя стробируюших импульсов, выход которого через элемент совпадения подключен ко второму входу блока логи ческой обработки сигнала, выход счетчика через четвертый дешифратор подключен к другому входу второго делителя частоты и к третьему входу формирователя стробируюших импульсов.На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема предложенного устройства,Устройство для контроля амппитудночастотных характеристик четырехполюсников содержит на передающей стороне1 переключатель 2, генератор 3 качающейся частоты, первый ключ 4, первыйблок 5 управления, дополнительный блок6 преобразования напряжения, первый делитель 7 частоты, первый формирователь8 импульсов, дополнительный счетчик 9,третий дешифратор 10, преобразователь11 код-аналог и генератор 12 опорнойчастоты, а на приемной стороне 13 -второй ключ 14, фильтр 15 опорной частоты, второй блок 16 управления, блок17 автоматической регулировки уровня,блок 18 преобразования напряжения, формирователь 1 9 модуля мгновенного значения сигнала, пиковый детектор 20, первый и второй компараторы 21 и 22 соответственно, сумматор 23, элемент 24совпадения, блок 25 логической обработки сигнала, второй делитель 26 частоты, формирователь 27 импульсов сброса,триггер 28 формирователь 29 стробируюших импульсов, экстрематор 30, второйформирователь 31 импульсов, счетчик32, первый и второй дешифраторы 33 и34 соответственно, четвертый дешифратор 35, первый блок 36 памяти, первыйпреобразователь 37 кода, первый делитель 38 напряжения, второй блок 39 памяти, второй преобразователь 40 кода,второй целитель 41 напряжения, согласующий усилитель 42 четырехполюсник 43,Устройство работает следующим об разом,Перед началом измерений на вход исследуемого четырехполюсника 43 по команде первого блока 5 управления через переключатель 2 подается сигнал опорной частоты с выхода генератора 12 опорной частоты. С выхода исследуемого четырехполюсника 43 через согласующий усилитель 42 и фильтр 15 опорной частоты сигнал опорной частоты поступает одновременно на входы блока 17 автоматической регулировки уровня и второго блока 16 управления, Второй блок 16 управления включает блок 17, изменяющий коэффициент передачи согласующего усилителя 42 до получения номинального уровня опорного сигнала на выходе последнего.25 Для того, чтобы сократить время измерений при заданной их точности, коэффициент деления первого делителя 7 частоты изменяется и зависимости от часПроцесс автоматического регулирования коэффициента передачи согласующего усилителя 42 (калибровка) избавляет от необходимости ручной установки номинального значения остаточного эатуха ния исследуемого четырехпопюсника 43 на опорной частоте перед началом измерений.Длитепьность калибровки задается времязадаюшими цепями первого блока 5 уп равпения (обычно не превышает 0,3- 0,4 с).После окончания калибровки на передающей стороне 1 по команде первого блока 5 управления одновременно перекпю чается переключатель 2 и замыкается первый ключ 4, Испытательный сигнал с постоянным уровнем и с частотой, равной минимальной частоте частотного диапазона исследуемого четырехполюсника 43, с выхода генератора 3 качающейся частоты поступает одновременно на вход исследуемого.четырехполюсника 43 через переключатель 2 и на вход дополнительного блока 6 через первый ключ 4.Через заданное количество периодов частоты испытательного сигнала, зависящее от длительности переходных процессов в исследуемом четырехпопюснике 43 и определяющееся коэффициентом деления первого делителя частоты 7, появляются импульсы на выходе первого формиройатепя импульсов 8, которые суммируются дополнительным счетчиком 9. На кодовые входы преобразователи код-ана-35 лог 11 с выходов дополнительного счет - чика 9 поступает нарастающий код, С выхода преобразователя код-аналог 11 на моду пирующий вход генератора качающейся частоты 3 поступает нарастающее40 равным ступеньками напряжение. При линейной модуляционной характеристике генератора 3 качающейся частоты частота испытательного сигнала ступенькой модулируюшего напряжения увеличивается на одну и ту же величину, Величина приращения частоты генератора 3 качающейся частоты зависит от выбранного количества контролируемых точек амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехпопюсника 43 и задается при заданной 5 ф крутизне модуляционной характеристики генератора 3 качающейся частоты, величиной приращения напряжения на выходе преобразователя код-аналог 1 1. тоты испытательного сигнала с помощью третьего дешифратора 10, подключенного к выходам дополнительного счетчика 9 код на выходе которого соответствует текущей частоте испытательного сигнала.На приемной стороне 13 по команде второго блока 16 управления выключается блок 17 при этом величина коэффициента передачи согласующего усилителя 42, установленная во время калибров ки, поддерживается неизменной в течение всего периода измерений) и замыкается второй ключ 14, Теперь испытательный сигнал с выхода исследуемого четырехполюсника 43 через откалиброванный согласующий усилитель 42, через второй ключ 1 4 поступает одновременно на вход формирователя 1 9 модуля мгновенного значения сигнала и на вход блока 18 преобразования напряжения, пребразующего синусоидапьное напряжение испытательного сигнала в прямоугольные импульсы.Сигнал с выхода формирователя 19 поступает на сигнальный вход пикового детектора 20. Пиковый детектор 20 запоминает амплитудное значение каждого полупериода напряжения испытательного сигнала и хранит его до момента поступления импульса сброса, вырабатываемого формирователем 27 импульсов сброса из прямоугольных импульсов, поступающих с выхода блока 18 преобразования напряжения, Сигнал с выхода пикового детектора 20 поступает на входы первого и вто-. рого компараторов,Прямоугольные импульсы с частотой испытательного сигнала с выхода блока 18 преобразования напряжения поступают на второй делитель 26 частоты, коэффициент деления которого на текущей час тоте испытательного сигнала равен коэффициенту деления первого делителя 7 частоты. Через заданное количество периодов частоты испытательного сигнала, определяющееся коэффициентом деления второго депитепя 26 частоты на выходе второго формирователя 31 импульсов появляются импульсы, которые суммируются счетчиком 32. Поскольку появление импульсов на выходе формирователя импульс сов 31 совпадает с изменением частоты испытательного сигнала, а частота испытательного сигнала с каждым импуль- сом увеличивается на одну и ту же величину, то количество импульсов, зарегисч рированиое счетчиком 32, пропорционально частоте испытатепьефур сигнала и яв ляется цифровым кодом текущей частоты.Коэффициент деления второго делителя26 частоты изменяется в зависимостиот частоты испытательного сигнала синхронно с коэффициентом деления первогоделителя 7 частоты с помощью четвертого дешифратора 35, подключенного к вы-ходу счетчика 32.Первый и второй блоки 36 и 39 памяти, подключенные к соответствующимвыходам первого и второго дешифраторов 33 и 34, запоминают, в пределах какой допусковой границы находится текущая частота испытательного сигнала. Этидешифраторы предназначены дпя распознавания кодовых комбинаций счетчика 32, 15соответствуюших частотам переключениядопусковых границ. Количество входныхшин каждого дешифратора равно копичеству элементов кодовой комбинации счетчика (количеству триггеров счетчика). Количество выходных шин каждого дешифратора и соответственно количество триггеров каждого блока памяти равно числучастот переключения допусковых границ.В соответствии с текушей частотой испытатепьного сигнала на выходах первогои второго делителей .38 и 41 напряженияс помощью первого и второго преобразователей 37 и 40 кода устанавливаютсянапряжения, соответствующие верхней и 30нижней допусковым границам на даннойчастоте, удерживающиеся благодаря блокам памяти, Преобразователи кода осуществляют преобразование кодов на выходах блоков памяти, хранящих информа- Э 5цию о том, в пределах какой из допусковых границ находится частота испытательного сигнала," в код, необходимый для установления соответствующих напряжений.на выходах первого и второго делителей 4038 и 41 напряжения,С выходов обоих делителей напряженийнапряжения, соответствующие верхней инижней допуск овым границам, подаютсяна первые входы первого и второго компараторов 21 и 22,Сравнение амплитудных значений испытательного сигнала, хранящихся пиковым детектором 20 и напряжений, соответствующих верхней и нижней допусковым границам, поступающих с выходовобоих делителей напряжения, осушествляется первым и вторым компараторами 21и 22, Результат сравнения через сумматор 23 поступает на первый вход элемен 55та 24 совпадения, Считывание результата сравнения осуществляется с помощьюстробируюших импульсов, вырабатываюшихся формирователем 20 стробируюших импульсов и поступающих на второй входэлемента 24 совпадения, Стробируюшиеимпульсы вырабатываются из последовательности импульсов на прямом выходетриггера 28. Каждый импульс на прямомвыходе триггера 28 начинается после запоминания пиковым детектором 20 амплитудного значения испытательного сигнала в момент прохождения последнего через экстремум, Выделение момента прохождения через экстремум осуществляется с помощью экстрематора 30, Импульсы с выхода экстрематора поступаютна вход триггера 28 и переводят его вединичное состояние, Заканчиваются импульсы на выходе триггера 28 каждыйраз в момент начала следующего полупериода испытательного сигнала. Возвращение триггера 28 в исходное состояниеосушествпяется с помошью импульсов, поступающих с выхода формирователя 27импульсов сброса,Д пя повышения помехозашишенностиустройства вывод о соответствии ипи несоответствии установленным нормам амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехполюсника на данной частоте делается лишь после совпадения результатов сравнения амплитудно-частотнойхарактеристики исследуемого четырехпопюсника 43 с допусковыми границами внескольких полупериодах испытательногосигнапа подряд с помощью блока 25 логической обработки сигнала, имеюшегов своем составе устройства хранения результатов сравнения вовсех рассматриваемых полупериодах испытательного сигнала. Перед началом измерений в каждойконтролируемой точке амплитудно-частотной характеристики осуществляется стирание информации, хранящейся в устройствах хранения результатов сравнения блока 25 логической обработки с помощьюимпульсов, поступаюших с выхода второго формирователя 31 импульсов,Для устранения ошибки, которая может возникнуть из-за сбоя в работе вто- .рого делителя 26 частоты (импульснаяпомеха, кратковременное пропадание сигнала в результате действия помехи иликратковременного увеличения остаточного затухания в исследуемом четырехполюснике), считывание результатов сравнения осуществляется в полупериодах испытательного сигнала, отстоящих во времени от начала и конца измерений в каждой контролируемой точке на интервал,обеспечиваюший установившийся режим колебаний в исследуемом четырехпопюснике43 при импульсной помехе (последняяприводит к сдвигу момента сравнения кначалу измерений в данной контролируемой точке), достоверность результатасравнения при кратковременном пропадании сигнала (приводит к сдвигу моментасравнения к концу измерений в даннойконтролируемой точке).Поскольку число полупериодов испытательного сигнала в каждой контролируемой точке неодинаково и зависит от частоты испытательного сигнала, то и моменты считывания результатов сравнения зависят от частоты испытательного сигнала.Поэтому в формирователь 29 введен делитель частоты с временным коэффициентом деления, изменяющийся синхронно сизменением коэффициента деления второго делителя 26 частоты и управляюшийся также с помощью четвертого дешифратора 35. Информация о начале измеренийв каждой контролируемой точке поступаетна формирователь 29 стробируюших импульсов от второго формирователя 31 импульсов,Таким образом, положительный эффектот внедрения предложенного устройствазаключается в следующем,Поскольку частота частотномодулированного колебания, используемого в качестве испытательного сигнала, изменяется дискретно и длительность измерений в каждой контролируемой точке амплитудно-частотной характеристики превышают длительность переходного процесса, последний практически не влияет на форму получаемой амплитудно-частотной характеристики, что значительно повышает точность контроля. Кроме того, время контроля амплитудно-частотной характеристики с помощью предложенного устройства существенно меньше,форму ла изобретенияУстройство для контроля амплитудно- частотных характеристик четырехпопюсников, содержащее на передающей стороне генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому входу перекщочателя, второй вход которого соединен с выходом генератора качающейся частоты, а третий вход - с первым выходом первого блока управления, второй выход которого подключен к первому входу первого ключа, выход переключателя подключен ко входу четырехпопюсника, выход кото 10рого на приемной стороне через согласующий усилитель подключен к первому входу второго ключа и ко входу фильтра опорной частоты, выход которого подкщочен к первому входу блока автоматической регулировки уровня и ко входу второго блока управления, первый выход которого подключен ко второму входу второго ключа, выход которого подключен ко входу блока преобразования напряжения, второй выход второго блока управления через блок автоматической регулировки уровня подключен к другому входу согласушего усилителя, счетчик, выХод ко торого через последовательно соединенные первый дешифратор, первый блок памяти, первый преобразователь кода, первый делитель напряжения подключен к первому входу первого компаратора, вто рой дешифратор, вход которого соединенс выходом счетчика, а выход через последовательно соединенные второй блок памяти, второй преобразователь кода, второй делитель напряжения подключен к пер вому входу второго компаратора, второйвход которого объединен со вторым входом первого компаратора, выходы первого и второго компараторов подключены к соответствующим входам сумматора, вы- ЗО ход которого подключен к первому входуэлемента совпадения, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с цепью повышения точности и сокращения времени контроля,фв него введены на передающей стороне дополнительный блок преобразования напряжения, первый депитень частоты, пер вый формирователь импульсов, дополнительный счетчик, преобразователь код-аналог, третий дешифратор, на приемной сто О роне-формирователь модуля мгновенногозначения сигнала, пиковый детектор, экс- .трематор, формирователь импульсов сброса, триггер, формирователь стробируюших импульсов, второй делитель частоты, второй формирователь импульсов, четвертыйдешифратор, блок логической обработки сигнала, при этом на передающей стороне выход первого ключа через последовательно соединенные дочолнительный блок 50преобразования напряжения, первый делитель частоты, первый формирователь импульсов, дополнительный счетчик и преобразователь код-аналог подкщочен ко входу генератора качающейся частоты, выход которого подключен ко второму входу первого ключа, выход дополнительного счетчика через третий дешифратор подключен к другому входу первого делителя частоты, на приемной стороне выходвторого ключа через последовательно сое.диненные,формирователь модуля мгновенного значения сигнала и пиковый детектор подключен к объединенным вторымвходам первого и второго компараторов,.другой выход пикового детектора черезэкстрематор подключен к первому входутриггера, выход блока преобразования напряжения через последовательно соединенные второй делитель частоты и второйформирователь импульсов подключен ковходу счетчика, к первому входу формирователя стробируюших импульсов и к первому входу блока логической обработкисигнала, и через формирователь импульсов сброса подключен к другому входу пикового детектора и ко второму входу триггера, выход которого подключен ко второму входу формирователя стробируюших импульсов, выход которого через ь элемент совпадения подключен ко второму входу блока логической обработки сигнала, выход счетчика через четвертый дешифратор подключен к другому входу второго делителя частоты и к третьему входу формирователя стробируюших импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 1 % 649143, кл, Н 04 В 346, 1977948003 ВНИИПИ Заказ 5351/75 Тираж 688 Пааисное филиал ППП "Патент, г,го уп. Проектная