Анализатор для контроля параметров

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля параметров объектов с переменными параметрами. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Работа анализатора основана на анализе прошедшего через объект 2 контроля специального сигнала, который содержит в себе попарную последовательность импульсов тональной частоты для контроля амплитудно-частотной характеристики и один равномерно-ступенчатый импульс для контроля амплитудной характеристики. Каждая пара содержит один, первый импульс постоянной опорной частоты и один импульс переменной контрольной частоты. Сигнал на входе анализатора фильтруется и детектируется. Напряжение сигнала опорной частоты запоминается в первом элементе 16 памяти и поступает одновременно в первый делитель 18 напряжения, в котором вырабатывается нормированное напряжение. С этим напряжением в элементе 11 сравнения сравнивается напряжение контрольной частоты, пришедшее непосредственно с объекта 1 контроля. Результат сравнения через ключ 8 поступает в регистратор 46. Для контроля амплитудной характеристики первая максимальная посылка запоминается во втором элементе 16 памяти и делится равномерно в количество раз, равное количеству ступенек, образуя квазиэталонное ступенчатое напряжение. Затем поступенчато сравниваются посылки, пришедшие с объекта с квазиэталонными. Процесс контроля реализуется только в том случае, если открыты ключи 34 - 36 для прохождения опорного сигнала на формирование когерентных управляющих напряжений работой анализатора. Ключи управляются от схемы повышения помехоустойчивости. В этой схеме компараторы 39 и 40 в сочетании с аналоговыми интеграторами 42 и 43 и одновибраторами 30 - 32 осуществляют селекцию по уровню напряжения и длительности посылок, а в сочетании с сумматором 45 обеспечивают достижение цели изобретения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИ)(РЕСПУБЛИК (19) (Н) 2 11 А1 (я1) 4 G 01 R 23/16

RGN0

ПАТЕНТИ0- Т

БИБЛИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4273501/24-21 (22) 26.05,87 (46) 30.11.89. Бюл. Ф 44 (72) В.Г.Чащин, С.Д.Коваленко, Б.И.Марковский и А.В.Малах (53) 621.317.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 785786, кл. G 01 R 23/16, 1979.

2 (54) АНАЛИЗАТОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля параметров объектов с переменными параметрами. Цель изобре1525611 тения - повышение помехоустойчивости. абота анализатора основана на анали- зе прошедшего через объект 2 контро пя специального сигнала который соЭ

5 держит в себе попарную последователь;ность импульсов тональной частоты, для контроля амплитудно-частотной ха рактеристики и один равномерно-стру пенчатый импульс для контроля амплитудной характеристики. Каждая пара содержит один, первый импульс постоянной опорной частоты и один импульс переменной контрольной частоты. Сигнал на входе анализатора фильтруется и детектируется. Напряжение сигнала опорной частоты запоминается в первом элементе 16 памяти и поступает одновременно в первый делитель 18 напряжения, в котором вырабатывается нормированное напряжение. С этим напряжением в элементе 11 сравнения сравнивается напряжение контрольной частоты, пришедшее непосредственно с объекта 1 контроля, Результат срав(Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля параметров объектов с переменными параметрами.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 приведена структурная .,схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — диаграммы работы устройства.

Анализатор для контрсля параметров содержит формирователь 1 контрольного сигнала, объект 2 контроля, блок 3 фильтров, детектор 4 сигналов контрольных частот, детектор 5 сигнала опорной частоты, детектор 6 сигнала линейности, элементы ИЛИ 7-10, элементы 11-15 сравнения, элементы 16 и

17 памяти, делители 18 и 19 напряжения, одновибраторы 20-32, ключи 33-38, 50 компараторы 39-41, аналоговые интеграторы 42 и 43, компаратор-одновибратор 44, сумматор 45, регистратор 46.

Формирователь 1 контрольного сиг- нала подключен к входу объекта 2 кон- 55 троля, вход блока 3 фильтров подключен к выходу объекта 2 контроля, а первый выход соединен с входом детекнения через ключ 8 поступает в регистратор 46. Для контроля амплитудной характеристики первая максимальная посылка запоминается во втором элементе 16 памяти и делится равномерно в количества раэ, равное количеству ступенек, образуя квазиэталонное ступенчатое напряжение. Затем поступенчато сравниваются посылки, пришедшие с объекта с квазиэталонными. Процесс контроля реализуется только в том случае, если открыты ключи 34-36 для прохождения опорного сигнала на формирование когерентных управляющих напряжений работой анализатора. Ключи управляются от схемы повышения помехоустойчивости. Б этой схеме компараторы 39 и 40 в сочетании с аналоговым интеграторами 42 и 43 и одновибраторами 30-32 осуществляют селекцию по уровню напряжения и длительности посылок, а в сочетании с сумматором 45 обеспечивают достижение цели изобретения. 3 ил. тора 6 сигнала линейности, второй выход соединен с входом детектора 5 сигнала опорной частоты, а выходы контрольных частот — с последовательно соединенными детектором 4 сигналов контрольных частот и первым элементом ИЛИ 7, выход которого соединен параллельно через последовательно соединенные первый элемент 11 сравнения, второй элемент ИЛИ 8 и,первый ключ

33 с первым входом регистратора 46 и с первым входом первого делителя 18 напряжения, на второй вход которого подключены параллельно выход первого элемента 16 памяти и первый вход второго элемента .12 сравнения, а первый и второй выходы первого делителя 18 напряжения подключены соответственно на вторые входы первого и второго элементов 11 и 12 сравнения, выход которого подключен на второй вход второго элемента ИЛИ 8, вход первого элемента 16 памяти соединен через первый одновибратор 20 с входом второго одновибратора 21, выход которого соединен параллельно с управляющим входом первого ключа 33 и с входом третьего одновибратора 22, выход которого поцключен на второй вход эле 5 152561 майта .16 памяти, а вход второго элемента 17 памяти соединен параллельно через четвертый и пятый одновибраторы 23 и 24 с управляющим входом вто рого ключа 34, через шестой и седьмой

5 одновибраторы 25 и 26 с управляющим входом третьего ключа 35, через вось мой и девятый одновибраторы 27 и 28

1 с управляющим входом четвертого ключа 10

36, через десятый одновибратор 29 с вторым входом второго элемента 17 памяти, а также непосредственно с вторыми входами третьего, четвертого и пятого элементов 13-15 сравнения, первые входы которых соединены с соответствующими выходами второго делителя 19 напряжения, вход которого соединен с выходом второго элемента

17 памяти, а выходы третьего, четвертого и пятого элементов 13-15 сравнения соответственно через второй, третий и четвертый ключи 34-36 подключены к входам третьего -элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с вторым входом регистратора 46. Последовательно соединен четвертый элемент

ИЛИ 10, первый компаратор 39, первый аналоговый интегратор 42, компаратор-. одновибратор 44, сумматор 45, второй компаратор 40 и одиннадцатый одновибратор 30. Второй выход первого компаратора 39 через двенадцатый одновибратор 31 соединен с вторым входом первого аналогового интегратора 42, первый выход третьего компаратора 4 1 через второй аналоговый интегратор

43 соединен с входом компаратора-одновибратора 44, а второй выход соединен через тринадцатый одновибратор

32 — c вторым входом второго аналогового интегратора 43,.входы четвертого элемента ИЛИ 10 соединены с выходами детектора 4 сигналов контрольных частот и вторым выходом детектора 5 сиг- 45 нала опорной частоты, вход третьего компаратора 4 1 подсоединен к второму выходу детектора 6 сигнала линейности, выход одиннадцатого одновибрато50 ра 30 соединен с вторым входом сумматора 45, а выход второго компаратора 40. параллельно подключен по управляющему входу пятого ключа 37, который включен между первым выходом детектора 5 сигналов опорной частоты и входом первого элемента 16 памяти, и управляющему входу шестого ключа, который включен между первым выходом

1 6 детектора 6 сигнала линейности и входом второго элемента 17 памяти.

Анализатор работает следующим образом.

На вход анализатора от формирователя 1 контрольного сигнала через объект контроля 2 поступает контрольный сигнал, который содержит в себе попарную последовательность импульсов тональной частоты для контроля амплитудно-частотной характеристики (ЛЧХ) и равномерно-ступенчатый импульс для контроля амплитудной характеристики (фиг.2а, За). В каждой паре один (первый) импульс заполнен опорной постоянной частотой, а другой — контрольной частотой, которая от пары к паре меняется, Контрольный сигнал поступает на вход блока 3 фильтров расфильтровывается и подается в блок

4 детекторов сигналов контрольных частот на детектор 5 сигнала опорной частоты и детектор 6 сигнала линейности. Для организации цикла и реализации контроля АЧХ с первого выхода детектора 5 сигнала опорной частоты напряжение подается через ключ 37 на первый вхоц первого элемента 16 памяти (фиг ° 2б}. В элементе 16 памяти напряжение сигнала опорной частоты Б запоминается (фиг.2в) и одновременно поступает на второй вход первого делителя 18 напряжения. В делителе 18 в зависимости от уровня напряжения сигнала опорной частоты вырабатывается нормированный уровень напряжения (U„), относительно которого контролируется АЧХ. Возможны два случая отклонения АЧХ от нормы, а именно, когда напряжение сигнала контрольной частоты Uq > U и Uq < U „и превышает допустимый предел ЬП А „. Например, U (U „ . Для э" îãî случая с первого выхода делителя 18 снимается нормированное напряжение (U ), как часть опорного напряжения (фиг.2r). Величина этой части определяется допустимым уровнем отклонения АЧХ. Обычно Ун =

=(0,5-0,7) U<,„ . Нормированный уровень напряжения опорной частоты поступает на второй вход первого элемента 11 сравнения, а на первый вход этого элемента через первый элемент ИЛИ 7 поступает полное напряжение сигнала контрольной частоты (фиг.2д). Если величина изменения его уровня укладывается в допустимых пределах (фиг.

2д,1), то элемент 11 сравнения вьдает

7 15256

1 сигнал "Норма". Если напряжение сигнала контрольной частоты меньше нормированного уровня (фиг.2д,2), т.е. изменилось на величину больше, чем, допустимо, то на выходе блока сравнения сигнал "Не норма". Для случая, когда 0 > 0 „, работает второй элемент 12 сравнения. На один его вход . в качестве нормированного уровня подается полное напряжение опорной частоты, а на другой вход. — часть напряжения контрольной частоты. Если часть напряжения контрольной частоты превысит полное напряжение опорной частоты (фиг.2д,3), на выходе элемента 12 сравнения возникает сигнал "Негоден" ° Сигналы с выходов элементов 11 и 12 сравнения через второй элемент

ИЛИ 8 подаются на вход первого ключа

33. В определенный момент времени ключ по управляющему входу открывается, и результат сравнения напряжений поступает в регистратор 46. Управление работой тракта контроля АЧХ 25 (ключом 33) осуществляется когерентными сигналами от схемы управления,. в которую входят первый 20, второй

21 и третий 22 одновибраторы. Первый одновибратор 20 запускается от задне- 30 го фронта импульса напряжения сигнала опорной частоты и определяет момент начала сравнения напряжений опорной и контрольной частот (фиг.,2е).

Второй..одновибратор 21 запускается 35 задним фронтом импульса одновибратора

20 и вырабатывает импульс, который определяет. длительность процесса сравнения, открывая на это время по управляющему входу ключ 33 (фиг.2ж). 40

Третий одновибратор 22 запускается . задним фронтом импульса одновибрато-. ра 21 и вырабатывает импульс (фиг.2и), который освобождает элемент 16 памяти от напряжения сигнала опорной час- 45 тоты, подготавливая его к контролю уровня следующей пары частот контрольного сигнала.

Для организации цикла и реализации контроля амплитудной характерис- 50 тики с выхода детектора 6 сигнала линейности огибающая контрольного сигнала через шестой ключ 38 поступает на первый вход второго элемента 17 памяти и на входы элементов 13-15 55 сравнения. В. элементе 17 памяти определяется величина первой максималь:ной ступеньки контрольного напряжения и сохраняется на весь цикл кон1 троля. Это напряжение делится равномерно на долевые части в линейном делителе 19 напряжения, вырабатывая как бы эталонный сигнал по равномерности характеристики, Количество частей определяется количеством ступенек контрольного сигнала. С выходов делителя 19 напряжение поступает на другие входы элементов 13-15 сравнения. Таким образом, на одних входах элементов сравнения постоянно присутствуют напряжения ступенек квазиэталонного напряжения, а на других входах — напряжения ступенек непосредственно с выхода детектора, Результат сравнения через ключи 34-36 и третий элемент ИЛИ 9 поступает íà регистратор 46 (фиг.2з). Когерентность работы элементов устройства обеспечивается определенной последовательностью синхронных импульсов» по .тупающих из схемы управления. С этой целью напряжение с первого выхода детектора 6 поступает параллельно как на элемент 17 памяти, так и на вход одновибратора 23, 25 и 27, которые запускаются и вырабатывают напряжение (фиг.2 к,м,о), определяющее последовательность и момент "пробы" результатов сравнения каждой ступеньки напряжения. Задним фронтом эти одновибраторы запускают одновибраторы 24, 26 и 28, которые управляют клю » чамн 34-36 и т.д. и определяют временную продолжительность "пробы" .(фиг.2 л,н,п). По окончании контроль.ного напряжения запускается одновибратор 29 и вырабатывает импульс (фиг.2 р), который освобождает элемент от контрольного напряжения и подготавливает его к слудующему циклу.

С целью избежания срабатывания анализатора от различных помех и получения "ложных тревог", щлкл контроля реализуется только при открытых

37-м и 38-м ключах, которые управляются от специальной схемы. Для этого напряжение с детектора 4 сигналов контрольных частот и с детектора 5 сигнала опорной частоты подается через четвертый элемент HJIH 10 на компаратор 39 однопороговый (фиг.3б).

Если уровень сигнала превьшиет порог компаратора, то он срабатывает и выдает напряжение на аналоговый интегратор 42 (фиг.Зв) . Если нет дробления посылки и она соответствует по длительности, напряжение на интеграторе превышает поФ

1525611

10 рог срабатывания (фиг.3r) компаратораодновибратора 44, который выдает импульс определенной длительности (фиг ° Зд) в сумматор 45 (фиг.Зж) . По

5 окончании контрольной посылки компаратор 39 возвращается в исходное состояние и задним фронтом запускает одновибратор 31 (фиг. Зз), который выдает имI пульс, освобождающий аналоговый интегратор 42 от напряжения и подготавливающий его к анализу следующей посылки. Таким образом обрабатывается каждая посылка опорной и контрольных частот. Многоступенчатая посылка сиг- 15 нала линейности обрабатывается аналогичным образом с использованием компаратора 41 одновибратора 32 и аналогового интегратора 43 (фиг.3e).

При положительном решении по резуль- 20 татам всех посылок напряжение на сумматоре возрастает до определенного уровня, при котором срабатывает компаратор 40 однопороговый (фиг.Зи) и открывает ключи 37 и 38. Начинается процесс контроля. Если на входе анализатора имеются какие-то кратковременные выбросы помех либо контрольные посылки искажены (дробление, преобла-дание), то интеграторы закорачиваются 30 (фиг.3,1), не оказывая воздействия в конечном итоге на сумматор, а анализатор для контроля остается закрытым. Постоянная времени сумматора выбирается из расчета, что если на входе анализатора отсутствует контрольный сигнал больше, чем полпериода, то срабатывает компаратор 40, закрывает анализатор и возвращает сум- матор в исходное состояние, освобож- 40 дая от напряжения через одновибратор 30.

Ф

Использование предлагаемого анализатора при эксплуатации автоматизированных радиолиний, трактов и тех- нических средств с переменныья параметрами позволяет повысить помехоустойчивость, практически исключить сигналы "ложных тревог", следовательно повысить достоверность контроля и надежность связи либо эффективность профилактических и экспериментальных работ. формула изобретения

Анализатор для контроля параметров- содержащий формирователь контрольного сигнала, выход которого соединен с клеммой для подключения входа объекта контроля, блок фильтров, вход которого соединен клеммой для подключения выхода объекта контроля, а первый выход соединен с входом детектора сигнала линейности, второй выход соединен с входом детектора сигнала опорной частоты, а выходы контрольных частот с последовательно соединенными детектором сигналов контрольных частот и первым элементом ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого делителя напряжения и через последовательно сое.диненные первый элемент сравнения, второй элемент ИЛИ и первый ключ— . с первым входом регистратора, на второй вход первого делителя напряжения подключены выход первого элемента памяти и первый вход второго элемента сравнения, а первый и второй выходы первого делителя напряжения подключены соответственно на вторые входы первого и второго элементов сравнения, выход которого подключен на второй вход второго элемента ИЛИ, причем вход первого элемента памяти соединен через первый одновибратор с входом второго одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом третьего одновибратора, выход которого подключен на второй вход первого элемента памяти, а вход второго элемента памяти соединен параллельно через четвертый и пятый одновибраторы с управляющим входом второго ключа, через шестой и седьмой одновибраторы с управляющим входом третьего ключа, чеi рез восьмой и девятый одновибраторы .с управляющим входом четвертого ключа, через десятый одновибратор с вторым входом второго элемента памяти, а также непосредственно с вторыми . входами третьего, четвертого и пятого элементов сравнения, первые входы которых соединены с соответствующими выходами второго делителя напряжения, вход которого соединен с выходом второго элемента памяти, а выход третье1

У го, четвертого и пятого элементов сравнения соответственно через второй, третий и четвертый ключи подклЮчены к входам третьего элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом регистратора, о т л и ч з ю— шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него вве1525б11 12

1 девы последовательно соединенные четвертый элемент ИЛИ,.первый компаратор, первый аналоговый интегратор, компаратор-одновибратор, сумматор, !

Э 9 второй компаратор и одиннадцатый одновибратор, двенадцатый и тринадцатый одновибраторы, второй аналоговый интегратор, третий компаратор и пятый и шестой ключи, причем второй вы- 1О ход первого компаратора через двенадцатый одновибратор соединен с вторым входом первого аналогового интегратора, первый выход третьего компаратора через второй аналоговый интегратор соединен с входом компарато| ра-одновибратора, а второй выход coel динен через тринадцатый одновибратор

;с вторым входом второго аналогового интегратора, входы четвертого элемента Ш1И подсоединены к выходам детектора сигналов контрольных частот и второму выходу детектора сигнала опорной частоты, вход третьего компаратора подключен к второму выходу детектора сигнала линейности, выход одиннадцатого одновибратора соединен с вторым входом сумматора, а вход компаратора параллельно подключен на управляющий вход пятого клюна, который включен между первым выходом детектора сигнала опорной частоты и входом первого элемента памяти, и управляющий вход шестого ключа, который включен между первым выходом детектора сигнала линейности и входом второго элемента памяти.

1525611

Составитель А.Заборня

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле

Заказ 7219/40 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101