182637. lajstromszámú szabadalom • Számláló típusú frekvencia és/vagy időtartam mérő készülék
182637 A találmány tárgya olyan készülék, mely lehetővé teszi akár frekvencia, akár időtartam pontos digitális mérését mind repetitív, mind külső indítású üzemmódban, akár ASK, akár FSK jelek esetében. Számláló típusú frekvenciamérő készülékek (pl. ún. számláló típusú diszkriminátorok) évtizedek óta nyernek alkalmazást és ugyancsak évtizedek óta mérnek úgy időtartamot , hogy számlálóművet az időtartam kezdőfázisában indítanak és a befejező fázisban leállítanak. Az ilyen jellegű mérési folyamatokhoz szükség van valamilyen — kiemelkedő pontosságú, általában kvarcstabilizált — alapjelre, az ún. órajelre, melynek valamely fel-, illetve szubharmonikusa a mérési folyamat ütemjele. A korszerű mérési eljárások többnyire mintavételezők, a bemeneti impulzusjelet jelkapun át a kapujel tartamára bocsátják a digitális számlá1 óműre. Az üzemmód lehet „repetitív” (a mérési ciklust a vezérlő áramkörök önműködően ismételtetik meghatározott szünetidő eltelte után) vagy „külső indítású” (a mérési folyamatot mindenkor az operátor — vagy azt helyettesítő külső szerv, pl. a processzor — indítja). A mintavétel tartamát meghatározó kapujel általában a kijelzés helyi értékeivel megadott N mérőszám és a mérendő jel frekvenciatartományának hányadosa, a mérőszám adott esetben ún. offszet értékkel korrigált. Az egymást követő mérőciklusok kezdetén a rendszert nullázzák, majd nyitják a kaput, a mintavétel befejezésekor a számláló mű áttöltő parancsot kap, majd a rendszert meghatározott szünetidő tartamára reteszelik és — repetitív üzemmód esetén — az újabb ciklus újabb nullázás után a szünetidő végén kezdődik. A folyamat összehangolása elég kényes és bonyolult, ezért minden további bonyolítást célszerű kerülni; az ismert készülékek a mindenkori alkalmazási körtől függően vagy frekvenciamérő, vagy időmérő készülékek; a repetitív üzemű készülékeknél az áttöltés befejezése után még szükséges bizonyos szünetidő tartamára a reteszelés, mielőtt újabb mérési ciklus indulhatna és készüléktechnikai okokból általában a repetitív üzemmód mellett nincs megoldva a külső indítású üzemmód opciós alkalmazása; a mérési hiba a digitális rendszereknél szokásos ± 1 digit. Vannak alkalmazási területek, ahol ezek az ismert korlátok problémát okoznak. Időszakonként sztohasztikusan változó (pl. zavaró) rendszereknél a kvarcstabilizált -— pl. néhány 10 MHz és néhány 100 MHz közötti — jelek frekvenciájának mérésénél komoly probléma a két követelmény — a megkívánt mérési pontosság és a megkívánt rövid mérési idő — közötti ellentmondás: a kapuidő csökkentése esetén kritikussá válhat a ± 1 digitnyi mérési hiba. Az ilyen műszerek nagypontosságú kialakítása költséges, a műszer kihasználtságán — és így rentabilitásán — javíthatnánk, ha azt alkalmassá tesszük egyaránt frekvencia vagy7 idő mérésére, repetitív üzemmód mellett külső indítású mérésre, feltéve, hogy7 a különböző követelmények kielégítése nem bonyolítja a jelutat és nem növeli a zavarérzékenységet. 3 A találmány alapja az a felismerés, hogy az említett és még további igények is kielégíthetők és olyan jelfeldolgozó lánc alakítható ki, melynek alapvető jellemzői kevesebb, vagy több szolgáltatásra kiépítendő készülékeknél megegyezőek, mi mellett biztosítják a különböző üzemmódok mindegyikénél a mérési hiba csökkentését oly7 módon, hogy az ismert készülékeknél is alkalmazott órajeladó és iitemjelosztó közé ütemjelforrást iktatunk be, melymek órajelbemenetct harmonikus spektrum generátor bemenete, ütemjelkimenetét multiplexer fokozat kimenete alkotja, a multiplexer fokozat egy-egy bemenetére közvetlenül vagy közvetve a spektrum generátor egy-egy kimenete, további bemenetére közvetlenül vagy közvetve (a frekvenciaméréskor hatásos) sávválasztó egység kimenete csatlakozik és a sávválasztó egység bemeneti', a jelkapu jelbemenetével van csatolva. Ha egy alapvetően ilyen jelúttal kialakított készülék kapujel egységét önmagában ismert indító egységről vezéreljük és a jelkapu jelbemenetére a mérendő frekvenciájú jelet kapcsoljuk, akkor a rendszer hibatartománya az ismert készülékekéhez képest a felére csökken, amennyiben a hiba lehetséges értéke nem ± 1 digitnyi, hanem 0 vagy7 —1 digitnyi; ha a találmány továbbfejlesztéseként ún. offszet eltoló egységet is alkalmazunk a hatásláncban, akkor az eredően továbbra is (1) digitnyi hibatartomány a hely7es értéket két oldalról közrefogja és így optimálisan megközelíti a ±0,5 digitnyi hibatartományt. Ha a jelkapu jelbemenetére az ütemjelet kapcsoljuk és a készülék opciós egységét alkotó start—stop áramkörön át a mérendő időtartamot reprezentáló jellel vezéreljük az egyébként ismert készülékekben is alkalmazott indító egységet, akkor — egyébként nagy7 vonalakban egyező jelűt mellett — a készülék az időtartam kezdő és végfázisa közötti időtartam mérőszámát szolgáltat ja az ütemjel frekvenciájának megfelelő kvantálással. így7 az időmérésnél is (1) digitnyú eltérésre korlátozzuk a lehetséges hibát, de ez esetben nem alkalmazhatunk az offszet eltoláshoz hasonló javító intézkedést, a lehetséges hiba 0 és —1 digit közötti. Ha az ismert megoldásoknál is alkalmazott szünetidő áramkört kétállású kapcsolón át kötjük az indítóegység bemenetével és a kapcsoló másik állására külső működtető szervet kötünk, mely utóbbinak (egy) kimenete a sávválasztó egység egy7 bemenetére csal lakozik, akkor a kapcsoló mindenkori állásától függően akár repetitív, akár külső inditású üzemben hajthatjuk végre, akár a frekvencia-, akár az időmérést, optimális kapuzó tartammal és optimális offszet értékkel. A találmány szerinti hatáslánccal egyszerű módon csatolható olyan kiegészítő logika, mely7 jelzi, ha az amplitúdó-billentyűzött mérendő jel impulzuscsomagjának tartama nem haladja meg a kapu jel tartamát, így7 megakadályozza a hibás mérést. Találmányunkat részleset ebben ábrák segítségével magyarázzuk. Az 1. ábra olyan tömbvázlat, melyen jól követhető az alapvető hatáslánc. A tényleges mérést a számláló 102 mű hajtja végre, mely7 számlálja a 102a jel-4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
