Имитатор измерительного радиоприемного устройства

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<И1 1003110 Ъ » «ф

// i/ г

; ° Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02. 10. 81.(21) 3343170/18-24

t51)M Кл з с присоединением заявки №вЂ”

G 06 G 7/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (53) УДК 681. 32 (088. 8) Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07.03.83

A. Ф. Страхов, В. М. Бондаренко, A. А,йалийи

Я.Ш.Безродный и A.Ï.Ñoëoeû в

l .-,,.

E * . l . 4; .. (72) Авторы изобретения енко, /

" с-. (71) Заявитель (541 ИМИТАТОР ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО РАцИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА

Изобретение относится к цифровому моделированию, конкретно, к устройствам моделирования измерительных радиоприемных устройств путем имитации йх электрических параметров. Имитатор может быть использован при отработке алгоритмов и программного обеспечения систем автоматизированных антенных измерении.

Известны устройства, позволяющие имитировать электрические параметры радиоприемных устройств Г1 1.

Недостатком такого устройства является низкая точность имитации, так как оно не позволяет учитывать при имитации влияния на процессы измерения дестабилизирующих факторов. . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является имитатор измерительного радиоприем- 2Q . ного устройства, содержащий подключенные к входу измерительного канала последовательно соединенные блоки умножения, деления и логарифмирования и соединенный с вторым входом блока деления опорный канал (2 ).

В известном измерительном радиоприемном устройстве существуют погрешности, связанные с зависимостью коэффициента передачи иэмерительногс радиоприемного устройства от частоты, динамического диапазона измерений и временных флуктуаций, учет которых необходим при отработке алгоритмов и программного обеспечения для реальных измерительных радиоприемных устройств.

При этом необходимо обеспечить вариацию указанных параметров в широких пределах для обеспечения достаточной точности имитации измерительных радиоприемных устройств в различных измерительных установках.

Известный имитатор обладает недостаточной точностью имитации,так как он не позволяет воспроизводить погрешности,связанные с зависимостью коэффициента передачи измерительного радиоприемного устройства от частоты, динамического диапазона измерений, временных флуктуаций и других воздействий.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Эта цель достигается тем,что в имитатор измерительного радиоприемного устройства,содержащ.... последовательно соединенные блок умножения, блок деления и блок логарифмирования, выход которого является выходом имитатора, первый вход блока умножения является входом измерительного снг1003110 где нала, а другой вход блока деления входом опорного сигнала, дополнительно введены два дополнительных блока умножения, четыре сумматора, три блока памяти, генератор случайных кодов и датчик интервалов време- 5 ни, причем выход генератора случайных кодов соединен с первым входом первого дополнительного блока умножения, второй вход которого является первым входом констант имита- . )О тора, а выход .подключен к первому входу первого сумматора, второй вход. первого сумматора, второй вход которого является вторым входом констант имитатора, а выход соединен с адрес- )5 ным входом первого блока памяти, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выход датчика интервалов времени соединен с адресным входом второго блока памяти, выход которого подключен к первому входу второго дополнительного блока умножения, второй вход, которого является третьим входом констант имитатора, а вход соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого подключен к второму входу второго. сумматора, вход измерительного сигнала имитатора соединен с адресным входом тре- Зо тьего блока памяти, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, второй вход которого является четвертым входом констант имитатора, а выход соединен с вторым 35 входом третьего сумматора.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого имитатора.

Имитатор содержит подключенные . 4Q к зходу 1 измерительного сигнала последовательно соединенные блок 2 умножения, блок 3 деления, блок 4 логарифмирования, соединенный с вторым входом блока 3 деления, вход 45

5 опорного сигнала, входы 6-8 констант, дополнительные блоки 9 и 10 умножения, сумматоры 11 — 14 блоки

15 - 17 памяти, генератор 18 случайных кодов, датчик 19 интервалов времени и вход 20 сумматора 13.

В дальнейшем использованы следующие обозначения параметров характеристик измерительного Радиоприемного устройства:. значение уровня сигнала на 55

ЬК входе измерительного канала; з начение уровня сигнала на входе опорного канала

OK(f)- значение амплитудно-частотной характеристики, задаваемое . 60 таблично)

ДК(Ч „)- значение амплитудной характеристики, задаваемое таблично; фК(О- значение временной нестабильности коэффициента передачи) 65 дК .— максимальное значение временной нестабильности коэффициента. передачи;

k — номинальное значение коэффициента передачи

К вЂ” результирующее мгновенное значение коэффициента передачи; номинальное значение рабочей частоты на входе

ЬŠ— максималь ная девиация (отклонение рабочей частоты от номи- нального . значения в процессе работы радиоприемного устройства);

A(Z) — номинально распределенная случайная функция)

A(a) — таблично задаваемая случайная функция;

Чвь х †-значение измеренной величины.

В предлагаемом имитаторе измерительного радиоприемного.устройства реализована имитация погрешностей, обусловленных зависимостью коэффициента передачи устройства от частоты, динамического диапазона и временных флуктуаций, когда именно эти погрешности в основном определяют точность измерений. Схема данного имитатора позволяет учитывать и другие преобладающие погрешности.

При измерении значений уровня с использованием опорного канала значение измеренной величины на входе . измерительного . радиоприемного устройства определяется выражениемх

К -=К+ЯК(Е)+6К(Ц+ЛК(Ре, )

Значение K(f) определяется как формой амплитудно-частотной характеристики, так и значением отклонения величины рабочей частоты от номинальной (девиацией ): Поскольку ана- литические выражения для амплитудночастотных характеристик достаточно громоздки, в предлагаемом имитатообеспечено табличное задание путем занесения ее значений с достаточной дискретностью в блок 15 памяти. Отклонение значений рабочей частоты от номинального обеспечения реализуется генератором 18 нормально распределенной случайной функции.

Таким образом, погрешность коэффициента передачи, обусловленная зависимостью коэффициента передачи от частоты определяется следующим выражением:

Аналогично таблично задается значение погрешности коэффициента пере1ОО311О дачи от уровня на входе h К(Рв ) блоком 16 памяти.

Временные .флуктуации коэффициента передачи подчиняются случайному закону. Однако для различных типов уст.ройств, выполненных на разнообразной элементной базе и находящихся в различных условиях эксплуатации, случайные зависимости, по которым ripoисходит флуктуация коэффициента передачи, могут сильно отличаться. 10

Поэтому для упрощения аппаратурной реализации, в.предлагаемом имитаторе реализовано табличное задание случайной функции путем занесения ее значений в блок 17 памяти. 15

Таким образом, погрешность коэффициента передачи, обусловленная временной нестабильностью определяется выражением ЦЧ= д К А(с) 20,Отсюда получаем (мд задA ))++

К(р,„) КжЧ); 25

Значение измеренной величины на выходе измерительного радиоприемного устройства определяется выражением

) =ое " к

Р вых. р

В имитаторе измерительного радиопри- . емного устройства реализован алгоритм функционирования.

Имитатор работает следующим образом.

Предварительно в блок 15 памяти заносятся значения амплитудно-частотной характеристики имитируемого устройства, . в блок 16 памяти значения амплитудной характеристики того же устройства, а в блок 17 памяти - значения требуемой случайной функции.

На вход 1 подается код, соответ- 45 ствующий значениям уровня измеряемой величины, а на вход 5 - код, соответствующий значению уровня опорного канала. На соответствующих входах констант вырабатываются коды значе- 50 ний: на входе 6 сумматора 11 — номи-, нальное значение рабочей частоты на входе> на входе 7 блока 9 умножения— значение максимального отклонения (девиации ) рабочей частоты, на входе 8 блока 10 умножения эиачение максимальной временной нестабильности коэффициента передачи; на входе 20 сумматора 13 — значение номинального коэффициента передачи.

В блоке 9 умножения код случайной величины, от генератора 18 случайных кодов перемножается со, значением 65 максимального отклонения девиацией) рабочей частоты. Результат складывается в сумматоре 11 с номинальным значением рабочей частоты и полученный код далее поступает на адресный вход блока 15 памяти, а на выходе которого вырабатывается значение погрешности коэффициента передачи на данной частоте дК()

На адресный вход блока 16 памяти поступает код с входа 1 ° На выходе блока 16 памяти вырабатывается значение погрешности коэффициента передачи для данного уровня входного сигнала 6К Рвх) °

На адресный вход блока 17 памяти поступает код от датчика 19.

Код случайной величины с выхода блока 17 памяти перемножается в блоке

10 умножения с кодом максимального значения временной нестабильности коэффициента передачи.

Полученные значения погрешностей последовательно суммируются в сумма торах 13,: 14 и 12.

Результирующее значение К посту.—

Пает на вход блока 2 умножения, где перемножается с кодом значения измеряемой величины. Блок 3 деления вычисляет отношение полученной величины к величине опорного сигнала.

Полученное частотное поступает на вход блока 4 логарифмирования и далее на выходные шины имитатора.

Таким образом, на выходе имтатора образуется код, имитирующий значения измеренной величины в зависимости от задаваемых значений рабочей частоты, уровня входного сигнала, усиления, их допустимых отклонений, функциональных зависимостей и законов распределения. Кроме того, предлагаемый имитатор позволяет имитировать работу измерительного радиоприемного устройства в экстремальных условиях и критических ситуациях.

Техническое преимущество изобретения в сравнении с известным имитатором состоит в повьздении точности имитации путем воспроизведения погрешностей, связанных с зависимостью коэффициента передачи от частоты, динамического диапазона и временных флуктуаций, а также в расширении номенклатуры имитируемых погрешностей.

Преимуществом изобретения является также возможность имитации измерительных радиоприемных устройств для широкого круга типов.и классов. таких устройств, обеспечение необходимой полноты отработки алгоритмов и программ в реальном масштабе времени при отсутствии реальных уст- ройств. Обеспечивается воэможность отработки алгоритмов автоматизированных измерительных установок в усло1003110 виях, максимально приближенных к реальным и возможность выявления кри- тических ситуаций.

Экономический эффект от предлагаемого имитатора заключается в воэможности сокращения объема оборудования при заданном объеме выходной информации. Для получения заданного объема информации с помощью известного имитатора необходимо не менее трех устройств. Та же задача решается с помощью одного предлагаемого имитатора. Считая, что цены имитаторов одинаковы и составляют 5 тыс.руб, достигаемая экономия составит 10 тыс. руб. на комплект аппаратуры имитации.15

Формула изобретения имитатор измерительного радиопри-.20 емного устройства, содержащий последовательно соединенные блок умножения, блок деления и блок логарифмирования, выход которого является выходом имитатоРа, первый вход бло- 25 ка умножения является вхсщом измерительного сигнала, а другой вход блока деления -. входом опорного сигнала, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности имитации, .он содержит два дополнительныхЗ0 блока умножения, четыре сумматора, три бл8ка памяти, генератор случайных кодов и датчик интервалов времени, причем выход генератора случайных кодов соединен с первым вхо- 35 дом первого дополнительного блока умножения, второй вход которого является первым входом констант ими,татора, а выход подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является вторым входом констант имитатора, а выход соединен с адресным входом первого блока памяти, выход йоторого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выход датчика ин- тервалов времени соединен с адресным входом второго блока памяти, выход которого подключен.к первому вхо-. ду второго дополнительного блока умножения, второй вход которого является третьим входом констант имитатора, а выход соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, вход измерительного сигнала имитатора соединен с адресным входом третьего блока памяти, выход которого подключен к первому входу четвертого сумматора, второй вход которого является четвертью входом констант имитатора, а выход соединен с вторым входом третьего .сумматора.

Источники информациир принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3514700, кл. 324140, опублик. 1970.

2. StatHOzeel RF .Ratio Meter-. АррИсаМоп, note M croWaЕе у,,1969,Ч. 12, 93 (прототип).

Составитель В.Фуколов

Редактор П.Макаревич Техред Ж.Кастелевич Корректор . р ц

A.Ôå енц

Заказ 1565/34, Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по Йелам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4