RU2236018C1 - Transmission gain digital meter - Google Patents
Transmission gain digital meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236018C1 RU2236018C1 RU2003110527/28A RU2003110527A RU2236018C1 RU 2236018 C1 RU2236018 C1 RU 2236018C1 RU 2003110527/28 A RU2003110527/28 A RU 2003110527/28A RU 2003110527 A RU2003110527 A RU 2003110527A RU 2236018 C1 RU2236018 C1 RU 2236018C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- comparator
- meter
- comparators
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано в задачах измерения параметров усилителей низких и инфранизких частот, а также для автоматизированного контроля трактов прохождения аудиосигналов.The invention relates to the field of electro-radio measurements and can be used in problems of measuring the parameters of amplifiers of low and infra-low frequencies, as well as for automated control of audio signal paths.
В качестве прототипа выбрано устройство, содержащее три компаратора, два усилителя, два элемента с регулируемым коэффициентом передачи, два блока вычитания и токоограничивающий элемент, первым информационным входом устройства является первый вывод токоограничивающего элемента, второй вывод которого соединен с входом первого усилителя, параллельно которому подключен первый элемент с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого соединен с выходом первого компаратора, первый вход которого подключен к выходу первого усилителя, а второй вход объединен с первым входом второго компаратора и служит вторым информационным входом устройства, второй вход второго компаратора соединен с выходом первого блока вычитания, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго усилителя и выходом второго компаратора, между входом второго усилителя и выходом первого блока вычитания подключен второй элемент с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого объединен с аналогичным входом первого элемента с регулируемым коэффициентом передачи, первый вход второго блока вычитания является входом опорного напряжения устройства, а второй вход объединен с первым информационным входом устройства, выход второго блока вычитания объединен с выходом третьего компаратора и подключен к входу второго усилителя, первый вход третьего компаратора соединен с его выходом, а второй вход с выходом второго компаратора [Пат. РФ №1667504, G 01 R 19/10, 1994 г].As a prototype, a device containing three comparators, two amplifiers, two elements with an adjustable transmission coefficient, two subtraction units and a current-limiting element is selected, the first information input of the device is the first output of the current-limiting element, the second output of which is connected to the input of the first amplifier, in parallel with which the first an element with an adjustable transmission coefficient, the control input of which is connected to the output of the first comparator, the first input of which is connected to the output of the first amplifier, and the second input is combined with the first input of the second comparator and serves as the second information input of the device, the second input of the second comparator is connected to the output of the first subtraction unit, the first and second inputs of which are connected respectively to the output of the second amplifier and the output of the second comparator, between the input of the second amplifier and the output of the first subtraction unit is connected to the second element with an adjustable transmission coefficient, the control input of which is combined with a similar input of the first element with an adjustable coefficient As a transmission event, the first input of the second subtraction unit is the input of the device voltage reference, and the second input is combined with the first information input of the device, the output of the second subtraction unit is combined with the output of the third comparator and connected to the input of the second amplifier, the first input of the third comparator is connected to its output, and the second input with the output of the second comparator [Pat. RF No. 1667504, G 01 R 19/10, 1994].
К недостатку прототипа следует отнести его ограниченные функциональные возможности, так как он служит только для вычисления отношения двух напряжений, что позволяет использовать его лишь для измерения модуля коэффициента передачи усилителей.The disadvantage of the prototype should be attributed to its limited functionality, since it only serves to calculate the ratio of the two voltages, which allows it to be used only to measure the gain module of the amplifiers.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в расширении функциональных возможностей измерителя за счет вычисления не только модуля коэффициента передачи, но и фазового сдвига и частоты тестового сигнала.The technical result achieved using the present invention is to expand the functionality of the meter by calculating not only the modulus of the transmission coefficient, but also the phase shift and frequency of the test signal.
Технический результат достигается тем, что в известный измеритель, содержащий два компаратора, первый и второй информационные входы, а также вход опорного напряжения, согласно изобретению введены два блока измерения временных интервалов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, мультиплексор и функциональный преобразователь, выход которого является выходом измерителя, первым информационным входом которого является сигнальный вход первого компаратора, вход опорного напряжения которого объединен с аналогичным входом второго компаратора и является входом опорного напряжение измерителя, вторым информационным входом которого служит сигнальный вход второго компаратора, выходы компараторов подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также выход первого компаратора соединен с первым информационным входом мультиплексора, выход второго компаратора соединен с входом первого блока измерения временных интервалов, выход которого соединен с первым входом функционального преобразователя, второй вход которого соединен с выходом второго блока измерения временных интервалов, вход которого соединен с выходом мультиплексора, второй информационный вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а адресный вход является входом выбора режима работы измерителя.The technical result is achieved by the fact that in the known meter, containing two comparators, the first and second information inputs, as well as the reference voltage input, according to the invention, two time interval measuring units, an EXCLUSIVE OR element, a multiplexer and a functional converter, the output of which is the output of the meter, are introduced the first information input of which is the signal input of the first comparator, the input of the reference voltage of which is combined with a similar input of the second comparator and is in the reference voltage of the meter, the second information input of which is the signal input of the second comparator, the outputs of the comparators are connected to the inputs of the EXCLUSIVE OR element, and the output of the first comparator is connected to the first information input of the multiplexer, the output of the second comparator is connected to the input of the first time interval measurement unit, the output of which connected to the first input of the functional Converter, the second input of which is connected to the output of the second block of measurement of time intervals, the input of which the second is connected to the output of the multiplexer, the second information input of which is connected to the output of the EXCLUSIVE OR element, and the address input is an input for selecting the operating mode of the meter.
Кроме того, технический результат достигается тем, что в цифровой измеритель коэффициента передачи дополнительно введен потенциометр, средний вывод которого соединен с объединенными входами опорного напряжения первого и второго компараторов, а первый и второй крайние выводы подключены соответственно к источнику питания и общей шине.In addition, the technical result is achieved by the fact that a potentiometer is additionally introduced into the digital gear ratio meter, the middle output of which is connected to the combined inputs of the reference voltage of the first and second comparators, and the first and second extreme terminals are connected respectively to the power source and the common bus.
Технический результат достигается еще и тем, что в цифровой измеритель коэффициента передачи дополнительно введен аттенюатор, выход которого соединен с сигнальным входом первого компаратора, а вход аттенюатора является первым информационным входом измерителя.The technical result is also achieved by the fact that an attenuator is additionally introduced into the digital gear ratio meter, the output of which is connected to the signal input of the first comparator, and the attenuator input is the first information input of the meter.
Сущность изобретения иллюстрируется функциональной схемой и временными диаграммами.The invention is illustrated by a functional diagram and timing diagrams.
На фиг.1 представлена функциональная схема цифрового измерителя коэффициента передачи, а на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Figure 1 presents a functional diagram of a digital meter transmission coefficient, and figure 2 is a timing diagram explaining the principle of its operation.
Функциональная схема по фиг.1 содержит компараторы 1 и 2, блоки 3 и 4 измерения временных интервалов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, мультиплексор 6, функциональный преобразователь 7 и исследуемый усилитель 8 с нагрузочным сопротивлением RL. Первым информационным входом измерителя является сигнальный вход компаратора 1, а вторым информационным входом - сигнальный вход компаратора 2, входы опорного напряжения компараторов 1 и 2 объединены и составляют вход UREF опорного напряжения измерителя, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 объединен с первым входом DI0 мультиплексора 6 и подключен к выходу компаратора 1, а второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 объединен с входом блока измерения 3 временных интервалов и подключен к выходу компаратора 2, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 подключен к второму входу DI1 мультиплексора 6, адресный вход А которого является входом М выбора режима работы измерителя, выход мультиплексора соединен с входом блока 4 измерения временных интервалов, выход которого, а также выход блока 3 подключены к соответствующим входам функционального преобразователя 7, выход которого является выходом измерителя. Вход Uвх(t) исследуемого усилителя 8 объединен с вторым информационным входом измерителя, а выход Uвых(t) усилителя 8 подключен к первому информационному входу измерителя.The functional diagram of figure 1 contains
Временные диаграммы (фиг.2) содержат:Timing diagrams (figure 2) contain:
- входной Uвх(t)=U1sinω t и выходной Uвых(t)=U2sinω (t+τ ) сигналы с амплитудами U1 и U2 соответственно, с частотой ω и сдвинутые друг относительно друга на время τ и пересекающие опорный уровень UREF (фиг.2а);- input U Bx (t) = U 1 sinω t and the output U O (t) = U 2 sinω (t + τ) signals with amplitudes U 1 and U 2, respectively, with frequency ω and shifted relative to each other at time τ and crossing the reference level U REF (figa);
- импульсы длительностью Δ t1 на выходе компаратора 2 при UREF>0 (фиг.2б);- pulses of duration Δ t 1 at the output of
- импульсы длительностью Δ t2 на выходе компаратора 1 при UREF>0 (фиг.2в);- pulses of duration Δ t 2 at the output of
- импульсы длительностью Т/2 на выходе компаратора 2 при UREF=0 (фиг.2г);- pulses of duration T / 2 at the output of
- импульсы длительностью Т/2 на выходе компаратора 1 при UREF=0 (фиг.2д).- pulses of duration T / 2 at the output of
Учитывая, что в общем случае коэффициент передачи K(jω )=К(ω )ejφ является величиной комплексной и несет в себе информацию как о соотношениях амплитуд, так и о фазовом сдвиге ω , то задачу измерения разделим на две составляющие. Первая - это вычисление модуля функции K(jω ), то есть измерение отношения К=U2/U1 - коэффициента усиления (модуля коэффициента передачи). Вторая составляющая вычислений предусматривает измерение временного сдвига τ между одноименными точками входного и выходного сигналов.Considering that in the general case, the transfer coefficient K (jω) = K (ω) e jφ is a complex quantity and carries information both about the amplitude ratios and about the phase shift ω, then we divide the measurement problem into two components. The first is the calculation of the modulus of the function K (jω), that is, the measurement of the ratio K = U 2 / U 1 - gain (modulus of the transmission coefficient). The second component of the calculation involves measuring the time shift τ between the same points of the input and output signals.
Работа измерителя коэффициента передачи (фиг.1) заключается в следующем. На вход исследуемого усилителя 8 подают тестовый сигнал Uвх(t)=U1sinω t, который одновременно поступает и на сигнальный вход компаратора 2. На аналогичный вход компаратора 1 сигнал поступает уже с выхода усилителя 8, то есть после усиления. Так как на входы опорного напряжения компараторов 1, 2 подается уровень UREF, значение которого выбирают из условия 0<UREF<U1, причем U2≥U1, то на выходах компараторов 1 и 2 будем иметь последовательности импульсов с длительностями Δ t2 и Δ t1 соответственно (фиг.2б и фиг.2а). Длительности полученных импульсов связаны с амплитудами U1 и U2 известными соотношениями [Аванесян Г.Р. Метод измерения амплитуды гармонического процесса. - М.: 2002. Рук. деп. в ВИНИТИ РАН, №1074-В 2002, стр. 3]The operation of the gear ratio meter (Fig. 1) is as follows. On the test input of the amplifier 8 is supplied Rin test signal U (t) = U 1 sinω t, and which is simultaneously supplied to the signal input of the
Следовательно, измеряя временные интервалы Δ t1 и Δ t2, для этого служат блоки 3 и 4, и далее вычисляя отношениеTherefore, measuring the time intervals Δ t 1 and Δ t 2 , blocks 3 and 4 are used for this, and then calculating the ratio
получим искомый модуль К коэффициента передачи K(jω ). Последнюю операцию выполняет функциональный преобразователь 7.we obtain the desired module K of the transfer coefficient K (jω). The last operation performs the functional Converter 7.
Измерение модуля К происходит при М=0 - на адресном входе мультиплексора 6 устанавливают уровень логического “0”. Это необходимо для передачи на выход мультиплексора 6 сигнала с выхода компаратора 1. В результате при М=0 на входы блоков 3 и 4 измерения временных интервалов поступают последовательности импульсов с длительностями Δ t1 и Δ t2 соответственно. Для измерения фазового сдвига на входе М устанавливают уровень логической “1”, а опорное напряжение UREF задают равным нулю. В этом случае на выходах компараторов 1, 2 будем иметь последовательности импульсов, длительности которых равны полупериоду T/2 тестового сигнала Uвх(t) (фиг.2 г, д), а временной сдвиг τ между ними будет повторять значение фазового сдвига между Uвых(t) и Uвх(t), выраженного в единицах времени. Для измерения указанного временного сдвига последовательности импульсов длительностью τ формирующихся на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 через мультиплексор 6 подаются на вход блока 4 измерения временных интервалов для измерения длительности τ . В итоге в указанном режиме работы функциональный преобразователь 7 не используется, а результат - цифровой код τ - снимается с выхода блока 4. При этом на выходе блока 3 будет присутствовать код полупериода Т/2 тестового сигнала.The measurement of the module K occurs at M = 0 - at the address input of the
Функциональный преобразователь 7 может быть выполнен в виде ППЗУ, реализующего аппаратно-табличный метод вычисления искомой функции при фиксированном ω и меняющихся Δ t1 и Δ t2. Для этого в ППЗУ предварительно записывают набор возможных результатов оценки К=U2/U1, исходя из дискрета вычислений Δ t1, Δ t2 и диапазона их изменений.Functional Converter 7 can be made in the form of a ROM that implements a hardware-tabular method for calculating the desired function for a fixed ω and varying Δ t 1 and Δ t 2 . For this, a set of possible assessment results K = U 2 / U 1 is pre-recorded in the EPROM based on the discrete calculations Δ t 1 , Δ t 2 and the range of their changes.
Чувствительность блоков 3, 4 измерения временных интервалов в немалой степени зависит от выбранного уровня UREF, а следовательно, от UREF зависит и чувствительность устройства в целом. По этой причине в измерителе полезно предусмотреть управление значениями UREF. Для этого опорное напряжение на компараторы 1, 2 можно подавать через потенциометр, подключенный к источнику стабилизированного напряжения. Характер зависимости чувствительности измерителя от UREF таков, что при фиксированном значении UREF чувствительность падает с увеличением амплитуды синусоидального сигнала, в частности выходного сигнала тестируемого усилителя. Следовательно, характерной особенностью заявляемого устройства будет снижение чувствительности с ростом измеряемого модуля коэффициента передачи. Для снижения влияния этой зависимости в устройстве полезно использовать делитель напряжения (аттенюатор), ослабляющий выходной сигнал тестируемого усилителя. В этом случае после операции функционального преобразования потребуется дополнительно учесть выбранный коэффициент деления.The sensitivity of blocks 3, 4 of measuring time intervals to a large extent depends on the selected level of U REF , and therefore, the sensitivity of the device as a whole also depends on U REF . For this reason, it is useful to provide control of U REF values in the meter. For this, the reference voltage to the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110527/28A RU2236018C1 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Transmission gain digital meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003110527/28A RU2236018C1 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Transmission gain digital meter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2236018C1 true RU2236018C1 (en) | 2004-09-10 |
RU2003110527A RU2003110527A (en) | 2004-10-27 |
Family
ID=33433754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003110527/28A RU2236018C1 (en) | 2003-04-15 | 2003-04-15 | Transmission gain digital meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2236018C1 (en) |
-
2003
- 2003-04-15 RU RU2003110527/28A patent/RU2236018C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2103948A1 (en) | Signal quality measuring device, spectrum measuring circuit, and program | |
RU2236018C1 (en) | Transmission gain digital meter | |
JP2006504960A (en) | How to measure the scattering parameters of a multiport device under test using a multiport network analyzer with a non-sinusoidal measurement signal | |
US3471779A (en) | Method and apparatus for testing dynamic response using chain code input function | |
RU2154834C2 (en) | Method of measurement of components of impedance and device for its implementation | |
RU2338212C1 (en) | Method for defining phase shift angle between two signals represented by digital readings | |
SU1187118A1 (en) | Multiple-value standard of radiopulse voltage | |
RU2561336C1 (en) | Method of measurement of parameters of elements of multielement non-resonant linear two-pole networks | |
SU712956A1 (en) | Method of measuring amplitude-frequency and phase frquency charachteristics of converter with pulse-frequency modulation | |
RU2247995C2 (en) | Harmonic distortion digital meter | |
RU2244316C2 (en) | Stochastic amplification coefficient meter | |
SU641663A1 (en) | Arrangement for automatic calibration | |
RU2270454C2 (en) | Circuit for measuring difference of group delay time (variants) | |
SU1101759A1 (en) | Device for measuring frequency discriminator frequency detuning | |
RU2267791C2 (en) | Harmonic process amplitude meter (versions) | |
SU1116400A1 (en) | Device for checking group delay time meters | |
SU1137418A1 (en) | Device for checking meters of group lag time | |
SU1109655A1 (en) | Method of determination of three-phase network electric power quality parameters | |
SU736020A1 (en) | Method of determining electronic phase meter errors | |
SU1406548A2 (en) | Device for testing meters of extraneous amplitude modulation parameters | |
SU687408A1 (en) | Device for measuring frequency characteristics | |
SU529431A1 (en) | S / N ratio meter | |
SU1345307A1 (en) | Phase sensor | |
RU2037159C1 (en) | Method of measuring signal nonlinearity | |
SU785810A1 (en) | Device for measuring magnetic field azimuthal non-uniformity |