Устройство для измерения неидентичности передаточных функций

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1И 602 886

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 22,12.75 (21) 2304018/18-21 с присоединением заявки № (51) > <л

& 01 R 27/28

Государственный квинтет

Совета Мыннстров СССР оо делам нзооретеннй н открытий (23) Приоритет(43) Опубликовано 15,04,78. Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания 13.03.78 (53) УДК 62 1; 31 7. 7 57 (088,8) (72) Автор изобретения

И. И. Уэнис (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕИДЕНТИЧНОСТИ ПЕРЕДАТОЧНЫХ

1 2

Изобретение относится к радиоизмери- на идентичность, содержащее генератор катепьной технике и может быть испоньзо- чаюшейся частоты, два амппитудных детеквано при разработке устройств дпя измере- тора, измеритепь отношения и индикатор. ния неидентичности передаточных функций Входы сравниваемых четырехпопюсников четырехпопюсников и дпя их настройки 5 в этом устройстве подключаются K вьтхоф с цепью достижения минимальной величины ду генератора качающейся частоты, а их этой неидентичности; кроме того, оно может. выходы через амппитудныв детекторы— использоваться при разработке систем, в, к входам измерителя отношений, выход какоторых необходимо контролировать ипи торого соединен с индикатором, связанным измерять различие передаточных функций, р цепью дпя подачи синхроимпупьсов с генераИзвестно устройство дпя измерения не- тором качающейся частоты. идентичности передаточных функций, содер- Передаточная функция имеет две составжашее генератор шума и осциппограф, меж- ляюшиее: амппитудно-частотную ифазочастот.» ду которыми вкпючены сравниваемые четырех- ную характйристики, попюсники (1), !5 В известном устройстве сравниваются

Это устройство не обеспечивает доста- только амплитудно-частотные характеристики точной точности измерений и удобства от- четырехпощосников путем измерения их счета резупьтата измерения, а также не отношения, а фазочастотные характеристики, позволяет измерить неидентичность пере- при этом не контропируются, поэтому такое даточных функций в любой нужной точке 3} устройство можно испопьзовать топько дн заданного частотного диапазона. настройки минимапьно-фазовых четырехпоИз известных устройств наиболее близ- шосников, которым свойственна жесткая ким по технической сущности явпяется связь между этими характеристиками, и при устройство дпя настройки амппитудно-час- настройке достаточно набпюпать топько тотных характеристик четырехпопюсников 25 несовпадение их, а дпя настройки немини602886 мально-фазовых четырехпопюсников, указанные характеристики которых не являются

Взаимосвязанными, такое устройство непьэя испопьзовать. И посдеднем случае необходимо одновременно контропировать не5 совпадения амплитудно-частотных и" фазочастотных характеристик.

Помимо этого, известное устройство не позволяет выполнить оптимальное сравнение, амплитудно- частотных характеристик

l0 так как отношение сравниваемых характеристик, полученное на выходе измерителя отношения, представляет собой некоторую функцию от этих характеристик, а не одно число, поэтому усповие повышения точнос15 ти сравнения передаточных функ2ий требует формирования некоторой интеграпьной оценки неидентичности, которая, являясь критерием сравнения и будучи выраженной одним числом, должна одновременно учитывать раэпичие как амппитудно-частотных

2 так и фазочастотных характеристик.

Кроме того, решение практических задач также требует, чтобы устройство, измеряющее неидентичность передаточных 25 функций, поэвопяло бы измерить эту неидентичность тоже и в любой нужной точке заданного частотного диапазона, выдавая при этом резупьтат измерения дпя каждой выбранной частотной точки в виде одного щ чиспа, учитывающего неидентичность сравниваемых передаточных функций в этой точке.

Цепью изобретения является повьпиение точности идентификации передаточных функций. ЗЬ

0пя этого в предпагаемое устройство дпя измерения неидентичности передаточных функций четырехпопюсников, содержащее в двух KGHBnGx ампдитудные детекторы, вход первого из которых соединен с выхо- 4п дом образцового четырехпопюсника, а входвторого - с одной входной кпеммой устройства, причем другая входная кпемма устройства подкпючена к входу образцового четырехпопюсника и к выходу генератора качаю- 45 шейся частоты, выход синхроимпупьса которого соединен с Входом синхронизации индикатора, дополнительно введены функционапьный вычислитепь и фазовый детектор, причем Входы последнего подключены к вы- 50 ходу образцового четырехполюсника и к одной входной клемме устройства, а выход его подкпючен к первому входу функционапьного вычислитепя, второй и третий входы которого соединены с выходами первого SS и второго амплитудных детекторов соответственно, а выход функционального вычислитепя соединен с входом индикатора, функционапьный вычиспитепь содержит перемножитепь, первый вход которого соединен с 60

4 выходом бпока,вычитания, а второй и третий ВхОды с ВхОдами блок& Вычитания, причем выход блока вычитания через квадратор соединен с одним входом сумматора, другой вход которого подключен к выходу перемножителя, а выход- к входу бпока усреднения.

На фиг. 1 представпена структурная электрическая схема предпагаемого устройства дпя измерения неидентичности передаточных функций: на фиг. 2 - блоксхема функционального вычислителя.

Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, амппитудные детекторы 2 и 3, фазовый детектор 4, функционапьный вычислитель 5, индикатор 6 и входные клеммы 7 и 8, образцовый четырехполюсник 9 и исследуемый четырехпопюсник 10, причем вход образцового четырехпопюспика 9 соединен с выходом генератора 1 и входной кпеммой 7, а его выход— с входом амппитудного детектора 2 и одним входом фазового детектора 4, другой вход которого соединен с входной клеммой

8 и входом амплитудного детектора 3. Исспедуемый четырехполюсник 10 подсоединен к входным клеммам 7 и 8 устройства, выходы амплитудных детекторов 2 и 3 и фазового детектора 4 соединены с входами функционального вычислителя 5, выход поспеднего соединен с входом индикатора 6, выход синхроимцульса генератора 1 качающейся частоты соединен с входам синхронизации индикатора 6.

Устройство работает следующим образом.

А мп питудные детекторы 2 и 3 формируют амплитудно-часточаые характеристики К1 (О ) и К2 (Ш ) четырехполюсников 9 и 10, а фазовый детектор 4 формирует разность их фаза-частотных характеристик.

Эти частотные характеристики подайтся в функциональный вычислитель 5, в котором формируются функция неидентичности g$() и интеграпьная оценка неидентичности передаточных функций сраниваемых четырехпопюсников 9 и 10. Если уровни амппитудно-частотных характеристик К2 (Ю ) и К 2 (cO ) этих четырехполюсников прокалиброваны по величине их мощности согласно условию а разность их фазочастотных характеристик опредепяется выражением (1), то функция неидентичности h$> (Ш) и интегральная оцен602886

6 и К и))четырехполюсников 9 и .! О поступают в перемножитель 1-, где все эти три частотные характеристики перемножаются. Характеристики К1(сО ) и К { и) ) тоже поступают и в блок 13 вычитания, где они вычитаются. Их разность возводится в квадраторе 14 в квадрат и подается в сумматор 15, где квадрат этой разности суммируется с вь?ход??ым си? ??алом перем.ножителя 12. В результате этого на вь?хсде сумматора 15 получается функция неидентичности сравниваемых передаточ??ь?х фучкцпй, которая усредняется в блоке усреднения 16, при этом на выходе его попучается интегральная оценка неидентичностп

hg . Калибровку уровней характеристик К (со )

n K> (u) ), выполняемую в соответствии с успов??ем (2), можно осуц?ествить, например, изменением коэффицпентов перед»чи амплитудных детекторов ? и 3 или включением соответствующей схемы, автоматически поддерживаю?цей эти уровни калиброванными по величине их мощности„

Лля измерения интегральной оценки неидентичности передаточных функций в качестве индикатора 6 можно использовать, например, стрелочньп? прибор. Функцию, иеидентичности hJ (?О) „выражающую отличие передаточных функций в задаю?ом диапазоне частот, можно измерить или наб??юдать, ??апример, с помощью осциллографа, с??нхрс??пзированного генератором 1, на экране которого эта функция индицируется в виде одной кривой

Используя два индикатора, например стрелоч??ый прибор и осциллограф, можно во время настройки исследуемого *?erdpexполюсника 10 на экране осциллографа наблюдать функцию неидентичности 5g (M) и, следя за показанием стрелочного прибора и фиксируя минимальное значение интегральной оценки неидентичности Ь), осуществить оптимальную настройку исследуемого четырехполюсника 10.

KG неидентичности р определяются сг?едук шими выражениями, Форму ла изобретен и я

1. Устройство для измерения неидентичности передаточных функций, содержащее в двух каналах амплитудные детекторы, вход первого из которых соединен с выходом образцового четырехполюсника, а вход которого — с одной входной клеммой устройства, причем другая входная клемма устройства подключена ко входу образцового четырехпопюсника и н вь?ходу генератора качаюшейся частоты, выход си??хроимпульса котоP ого соединен с входом синхронизации индикатора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, Функциональный вычислитель 5 (фиг.2) содержит блок 11 вычисления, перемножитель 12, блок 13 вычитания, квадратор 14, сумматор 15 и блок 16 усреднения. Разность фазочастотных характеристик Ч { и)) четырехполюсников 9 и 10 в блоке 11 вычисления преобразуется в частотную характеристику 1 -СОЬЧ4)),которая вместе с амплитудно-частотной характеристикой К 1(? 1) которые и являются алгоритмом работы фу??кцио??а??ь??ого вычислителя 5. Выражение {4) особенно важное, TBK как оно однозначно связывает Ь g И g (Ж )

Выполнение условия (2) упрощает структуру функционального вычислителя 5, а также уменьшает погрешность измерения и повы15 шает разрешаю?дую способность устройства при измерении небольших неидентичностей передаточных функций.

Как следует из выражения (4), выдавае20 мая функциональным вычислителем 5 интегральная оценка неидентичности hJ) передаточных функций равна отклонению нормированного коэффицие??та корреляции f (О ) от единицы. Значение ? {О), входящее в вы- 25 ражение (4), эквивалентно коэффициенту корреляции выходных сигналов сравниваемых четырехполюсников 9 и 10, полученному при условии, что это значение J (O)>Oнеравенство задержек в трактах устройства С=О,а на входы четырехполюсников 9 и 10 подается один и тот же стационарный .случайный сигна.л с нулевым средним значением и постоянной спектральной плотностью, сосредоточенной в заданной полосе частот о

Так как в данном устройстве случайный сигнал не используется,-а используется качаемый по линейному закону в заданной полосе частот ЬШи имеющий постоянную амплитуду сигнал, то значение интегральной оценки неидентичности Ь g передаточных. функций, определенное данным устройством, точно равно тому же значению интегральной оценки, которое получается при 45 ее определении, используя вместо качаемого в полосе частот аШ сигнала случайный сигнал с постоянной спектральной плотностью, сосредоточенной в той же полосе. Последний момент является особенно важным в метрологическом отношении.

602886

,йо р(а) Фи2. 2

Составитель К. Ц итиков

Редактор 1-. Янова ТехРед О. АндРейко КоРРектоР А. Власенко

Заказ 1842/42 Тираж 1112 Подписное

КНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с целью повьппения точности идентификации передаточных функций, в него дополнительно введены функциональный вычислитель и фазовый детектор, причем входы последнего подключены к выходу образцового ыетырех5 нолюсника и к одной входной клемме устройства, а выход его подключен к первому входу функционального вычислителя, второй и третий входы которого соединены с выходом первого и второго амплитудных детекторов соответственно, а выход функционального вычислителя соединен с входом индикатора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что функциональный вычислитель содержит перемножитель, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления, а второй и третий входы - с входами блока вычитания, цричем выход блока вычитания через квадратор соединен с одним, входом сумматора, другой вход которого подключен к выходу перемножителя, а -выход - ко входу блока усреднения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 264539, кл. & 01 Я 27/28, 01.11.68, 2. Жилинскас P-П.П. Измерители отношения и их применение в радиоизмерительt // ной технике.Сов. радио, 1975, с. 292,