Пристрій для автоматичного вимірювання смуги пропускання чотириполюсника

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства, используемого в информационно-измерительном комплексе. Известно устройство для автоматического измерения полосы пропускания четырехполюсника, содержащее генератор качающейся частоты, блок индикации коэффициента передачи, блок формирования частоты меток, блок измерения начальной частоты полосы пропускания, блок измерения полосы пропускания и блок индикации [1]. Недостатком этого устройства является низкая точность измерения полосы пропускания, обусловленная дискретностью частотных меток. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является устройство для автоматического измерения параметров амплитудно-частотной характеристики избирательных четырехполюсников, содержащее генератор качающейся частоты, к выходу которого подключен вход исследуемого четырехполюсника, а также последовательно соединенные детектор, пороговый формирователь импульсов и логический блок [2]. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная зависимостью точности измерения от стабильности и постоянства крутизны генератора пилообразного напряжения. Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего повышение точности измерения полосы пропускания четырехполюсника. Поставленная задача решается тем, что в устройство для автоматического измерения полосы пропускания четырехполюсника, содержащее генератор качающейся частоты, к выходу которого подключен вход исследуемого четырехполюсника, а также последовательно соединенные детектор, пороговый формирователь импульсов и логический блок, согласно изобретению введены два колебательных контура, сумматор и цифровой измеритель отношения временных интервалов, при этом входы колебательных контуров подключены к выходу генератора качающейся частоты, а их выходы через сумматор, своим третьим входом подключенный к выходу четырехполюсника, соединены со входом детектора, цифровой измеритель отношения временных интервалов подключен своими входами к выходам логического блока. Кроме того, логический блок содержит элемент задержки, три элемента И, элемент НЕ, формирователь коротких импульсов, RS-триггер и счетный триггер, при этом вход логического блока соединен с элементом задержки и входами первого и второго элементов И, выход элемента задержки через последовательно соединенные третий элемент И и RS-триггер подключен ко второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первым выходом логического блока и через формирователь коротких импульсов соединен со вторым входом RS-триггера, и через элемент НЕ со вторым входом третьего элемента И, при этом второй выход RSтриггера подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен со входом счетного триггера, выход которого является вторым выходом логического блока и соединен с третьим входом третьего элемента И. Первый и второй выходы логического блока соединены с первым и вторым входами цифрового измерителя отношения временных интервалов. Введение в устройство колебательных контуров, перестраиваемых по частоте оператором, и сумматора дает возможность образовать не только высокочастотный сигнал, соответствующий АЧХ исследуемого четырехполюсника, но и два дополнительных коротких радиосигнала с возможностью устанавливать требуемую разность частот между этими короткими радиосигналами. Введение цифрового измерителя отношения временных интервалов дает возможность определять и индицировать измеряемую полосу пропускания четырехполюсника как отношение временного интервала, требуемого для изменения частоты генератора качающейся частоты на величину, равную ширине измеряемой полосы пропускания, к временному интервалу, требуемому для измерения частоты указанного генератора на величину, равную разности между частотами настройки колебательных контуров при выборе этой разности. Введение в устройство предлагаемого варианта логического блока дает возможность выработать на выходах последнего два прямоугольных импульсных сигнала, длительность которых пропорциональна ширине полосы АЧХ и отмеченной выше заранее известной разности частот между частотами настройки колебательных контуров, что при выборе этой разности, равной 10n Гц (где n - целое число), дает возможность получать абсолютное числовое значение измеряемой полосы АЧХ. На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства: на фиг. 2 и фиг. 3 изображены временные диаграммы. Устройство для автоматического измерения полосы пропускания четырехполюсника содержит генератор 1 качающейся частоты, выход которого соединен со входами исследуемого четырехполюсника 2, первого 3 и второго 4 колебательных контуров. Выходы четырехполюсника 2 и контуров 3, 4 соединены с входом сумматора 5. Сумматор 5 последовательно соединен с детектором 6 и пороговым формирователем 7, выход которого подключен ко входу логического блока. Логический блок содержит элемент 8 задержки, три логических элемента 9. 10, 11 И, логический элемент 12 НЕ, формирователь 13 коротких импульсов, RS-триггер 14 и счетный триггер 15. Вход логического блока соединен с элементом 8 задержки и входами первого и второго логических элементов 9 и 10 И, выход элемента 8 задержки через последовательное соединение третьего логического элемента 11 И RS-триггера 14 подключен ко второму входу первого логического элемента 9 И. Выход логического элемента 9 И соединен с первым выходом логического блока и через формирователь 13 коротких импульсов соединен со вторым входом RS-триггера 14 и через логический элемент 12 НЕ со вторым входом третьего логического элемента 11 И. Второй выход RS-триггера 14 подключен ко второму входу второго логического элемента 10 И, выход которого соединен со входом счетного триггера 15, выход которого является вторым выходом логического блока И, соединен с третьим входом третьего логического элемента 11 И. Выходы логического блока соединены со входами цифрового измерителя 16 отношения временных интервалов. Колебательные контуры 3, 4 перестраиваются и имеют максимально узкую полосу пропускания. Цифровой измеритель 16 отношения временных интервалов может быть построен по схеме, аналогичной [3]. Устройство работает следующим образом, Сигнал, вырабатываемый генератором 1 качающейся частоты, усиливается на резонансных частотах f1 и f2 в колебательных контурах 3, 4. Эти частоты выбраны с учетом предполагаемой полосы пропускания четырехполюсника. При прохождении этого же сигнала через четырехполюсник 2 он будет трансформирован пропорционально изменению коэффициента передачи в полосе пропускания четырехполюсника. Сигналы с выходов контуров 3, 4 и четырехполюсника 2 суммируются в сумматоре 5, и детектор 6 выделяет огибающую этой суммы (фиг. 2а). На выходе порогового формирователя 7 импульсов получают импульсные сигналы (фиг. 2б). Логический блок осуществляет выделение импульсов длительностью t1 и t2 соответственно на первом и втором выходах (фиг. 2 в, г). Эти импульсы подаются на входы цифрового измерителя 16 отношения временных интервалов, счетчик подсчитывает количество импульсов, число которых определяется выражением: . [3] Это выражение показывает, что результатом измерения является число, соответствующее ширине полосы пропускания четырехполюсника DFx (в Гц), причем с изменением значения n появляется возможность оценивать десятые, сотые и более мелкие доли числа, определяющего ширину полосы пропускания. Временные диаграммы работы логического блока на фиг. 3 представляют: а - напряжение на входе логического блока, б - сигнал на выходе элемента 8 задержки с t 3 £ t 1 , в - импульс на основном выходе RSтриггера 14, г - временной интервал t1 на выходе логического элемента 9 И, д - короткий импульс на выходе формирователя 13 коротких импульсов, е - напряжение на инверсном выходе RS-триггера 14, ж - пара импульсов на выходе второго логического элемента 10 И, з - временной интервал t2 на выходе счетного триггера 15. Использование в качестве оконечного устройства цифрового измерителя отношения временных интервалов дает возможность освободиться от такого источника погрешностей известных устройств, как нестабильность крутизны пилообразного напряжения, управляющего сигналом генератора качающейся частоты. Действительно, изменение крутизны этого напряжения приведено к пропорциональному изменению и длительности импульсов t1 и длительности интервала t2 (фиг. 2) и, следовательно, к повышению точности измерений.