Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров), страница 70

16Л. Автоматический частотомер с встроенным микропроцессором н про- граммно-управлнемым 'синтезаторам частот 2. Рассмотрим программно-управляемый частотомер (рис. 16.3). Кроме частоты и периода колебаний прибор измеряет отношение частот, фазовые сдвиги и временные интервалы. Управление прибором осуществляется автоматически по специальным программам.

Работа с ним не требует высокой квалификации. Быстрые и точные измерения частоты выполняются в пределах от единиц герц и до нескольких гигагерц. При измерении СВЧ используют гетеродинный' перенос частоты (см. гл. 7). Роль высокостабильного гетеродина выполняет синтезатор частоты, управляемый микропроцессором. Разностную, частоту Гс фиксирует счетчик. МП запоминает номер гармоники и, при которой наблюдается примерное равенство измеряемой частоты ) и частоты гетеродина Ца. Затем МП выполняет вычисление по формуле Л н й.е Π— ~ счь где 1о †часто колебаний синтезатора. Результат измерения воспроизводится на цифровом индикаторе.

В приборе предусмотрена программа, обеспечивающая быстрый поиск частоты Цо. Время поиска обычно ие превышает нескольких десятков миллисекунд. Встроенные МП осуществляют автоматическую коррекцию погрешностей, самопроверку и выявление отказов в работе прибора. 327 Программно-управляемый синтезатор частот выдает послрдо вательность стандартных сигналов с дискретным изменением ча. , стот.

1Лаг изменения обычно составляет 1, 1О, 100 Гц, 100 или 1 кГц. Аналогично, в виде дискретных шагов по заданной программе меняют и уровень сигнала. Пределы изменения уровней обычно , составляют от +20 до — 70 дБ мВт. Установка аффективна при настройке радиотехнических уст. ройств с большим числом параллельных каналов. Она обеспечивает , большую точность и малые затраты времени. Измерения ате требу: ют от оператора высокой профессиональной подготовки (см.

$13.6). 3. Рассмотрим цифровой вольтметр, общая структурная схема которого дана на рис. 16.4. Основными устройствами прибора являются устройство нормализации измеряемых сигналов, аналого-цифровой пребразователь и устройство управления с микропроцессором. Прибор имеет панель управления с клавиатурой и цифровое атсчетное устройство.

Рис, 16Л, Схема универсальипгп ЦВ со встроенным микропроцессором: У вЂ” блок выбора режима работы; 2 — усилитель; а — «амернтельный преобрааователь вере меннога напралгения в каприйские постоянного тока; 4 — иамеритель сопротинленнй; Б— делитель эталонного напряжения; б — истотннк аталонного напряженна; 7 — постоянное ЗХЗ 8 — оперативное Зр; р — генератор тактовых импульсов Устройство нормализаций измеряемых сигналов включает входные аттеиюаторы, преобразователи переменного напряжения в постоянное, источник опорного напряжения с прецизионными делителями, образцовую меру сопротивления и переключатели режимов измерения.

Устройство преобразует входные величины, подлежащие измерению, в унифицированное постоянное напряжение, которое затем подают на вход аналого-цифрового преобразователя 1АЦП1. Устройство управления обеспечивает выбор режима работы для заданного вида измерений и создает требуемую схему измерения. Одновременно оно управляет работой АЦП и цифровым отсчетным устройством. Основой устройства управления служит микропроцессор. Ввод программ для управления осуществляют с помощью клавиатуры, расположенной на панели управления.

Программы. работы микропроцессора хранят в запоминающем устройстве. Автоматическая коррекция погрешностей и диагностирование отказов реализуются с помощью микропроцессора. Определение ошибок измерения осуществляют блок 'нормализации, АЦП и источник опорного напряжения. В выявлении ошибок участвуют два нормальных злемента, около 19 прецриионных резисторов и 12 переключателей. Последующую коррекцию погрешностей производят периодиче', ски н повторяют после каждого 100-го нли ~1000-го измерения, а также при включении прибора. Цикл коррекции состоит из 16 измере.

': ний, обеспечивающих контроль начальных и конечных точек каж:"'дой шкалы во всех режимах работы. Для коррекции используют '- встроенные стабнлитроны и прецизионные резистивные делители :'опорного напряжения. В результате измерений определяют 16 па'" Раметров (коэффициенты усиления операционных усилителей, ухо", ды нулей усилителей и т. д.), которые затем используют для вы:" числения дополнительных параметров. Необходимые расчеты по 'заданным алгоритмам осуществляет ~уикропроцессор, и по полу'' ченным резульаатам производится коррекция погрешностей и диагностирование отказов. Обнаружение отказов основано на факте .'отклонения рассчитанных параметров от номинальных величин. Типовым отказам соответствуют определенные совокупности параметров, значения которых оказались вне допустимых пределов.

Ре' зультат диагностирования воспроизводится на дисплее. $16.2. Измерительио-вычислительные комплексы Качество радиоэлектронных изделий, как правило, оценивают несколькими параметрами, определяемыми в процессе комплексных измерений, выполняемых по заданной программе. Комплексные измерения охватывают все этапы производства — от научных исследований до выпуска готовой продукции.

Соответственно совокупность аппаратурных и программных средств, предназначаемых для реализации комплексных измерений, называют измерительно-вычислительным комплексомм (ИВК). ИВК осуществляет (ГОСТ 26.203 — 61): управление процессом измерений согласно заданному алгоритму; формирование нормированных электрических сигналов, являющихся входными для средств воздействия на объект контроля; прямые, косвенные, совместные и совокупные измерения электрических величин„. преобразование и обработку электрических сигналов, поступающих от первичных источников измерительной информации, и представление Результатов измерений в стандартной форме. Структурная схема ИВК содержит: аппаратуру подключения к объекту контроля (адаптеры, первичные измерительные преобразователи, коммутаторы); измерительные приборы и аналого-цифровые преобразователи; источники стимулирующих воздействий (цифРо-аналоговые'преобразователи, измерительные генераторы); интерфейсную систему; аппаратуру обработки (минн-ЭВМ, программиРуемые микропроцессоры и др.); аппаратуру индикации и регистРации (табло, дисплеи, графопостроители, цифропечатающие устРойства и др.); устройство управления (контроллер).

Контроллер осуществляет общее управление функциональными элементами ИВК в соответствии с заданной программой измерений. 329 Так как производительность подобных комплексов велика, то их применение эффективно в тех случаях,.когда требуется либо длительное исследование сложных объектов с большим числом контролируемых параметров и нормируемых стимулирующих воздействий, либо тогда, когда объем измерений сравнительно невелик, но повторяется на большом числе однотипных объектов. В обоих случаях требуется получить и обработать большие массивы первичной из' мерительной информации.

Гибкая организация современного массового производства ра- диоэлектронных изделий Филгеррврг Ъ предопределяет необходи- А мость в блочно-модульной гтргггЬр А структуре построения изме- рительно - вычислительных "РлллРВ комплексов, собираемых из серийно выпускаемых агрегглгпегьргиг гатных средств измерения и хлллрллгр автоматики. Основой комилекса служит набор унифицированных приборов, необШоны лйцел ходимых для выполнения ггагиапрали наиболее распространенных Рис. 16.5, Схема овъеднг~ении измеря- измеРеннй. Затем к этим тельных ириоаров приборам подключают дру- гие унифицированные функциональные элементы.

Совместная работа унифицированных элементов в автоматическом режиме нуждается,в их информационной, электрической н конструктивной совместимости, которая обеспечивается с помощью стандартных интерфейсов. Под интер фейсрм для измерительной техники понимают совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, обеспечивающих нормальное функционирование комплекса в режиме автоматического сбора, обработки, отображения и хранения измерительной информации. В соответствии со схемой объединения функциональных элементов различают радиальный, каскадный н магистральный тип интерфейса.

В интерфейсе первого вида информационный обмен происходит непосредственно от периферийного устройства к центральному (например, минн-ЭВМ), и наоборот; во втором — от одного функционального элемента к другому и в третьем — от функционального элемента через обгцую магистраль к центральному устройству нли, возможно, к другому элементу (элементам).

По способу передачи сигналов различают интерфейсы: 1) с параллельной передачей, при которой для каждого сигнала используют отдельную линию (шину); 2) с последовательной передачей, когда отдельные сигналы в заданном порядке передают по двухпроводной линии; 3) с комбинированной передачей, при которой двоичные сигналы передают как параллельно, например байтами, так и последовательно. рального типа.

К подобным системам относится интерфейс, рекомендованный Международной электротехнической комиссией (МЗК), и интерфейс КАМАК. Преимущество магистральных интерфейсов состоит в том, что один источник информации может одновременно работать с несколькими приемниками. Интерфейс (рис, 16.5) состоит из общей магистрали для скоростной передачи приборных (информационных) и интерфейсных сообщений; интерфейсной части измерительных приборов (функциональных элементов); устройства управления (контроллера). Приборными (информаци- о оч гг гг о„ ио ~Ю Сообщение (сигнлл1 Сообщение 1сигилл1 Испытание Частота Период Временной иитервал Вгщ измереиия Г 0 1 2 3 4 б 6 7 Х1 10 мкс 100 мкс 1 мс 10 мс 100 мс 1 с 10 с Предел измере- П иия онными) называют сообщения о результатах и единицах измерения, последовательности (программе) измерений и т.