Устройство для измерения искажений плоской вершины периодических импульсов

 

УСТРОЙСГЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКАЖЕНИЙ ПЛОСКОЙ ВЕРВШНЫ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее блок выделения пикового значения сигнала , первый блок сравнения и блок формирования импульсов управления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона метрологических хар 1ктеристик, оно снабжено дифференциальным усилителем, вторым блоком сравнения , блоком формирований опорных напряжений, блоком индикации и блоком логических операций/ три выхода которого соединены с тремя входами блока индикации, первый вход - с первым выходом второго блока сравнения, второй вход с первым выходом первого блока . сравнения, третий вход - с вторым выходом второго блока сравнения, четвертый вход - с вторым выходом первого блока сравнения, шестой вход - с третьим выходом блока формирования импульсов управления, пятый вход - с вторим выходом блока формирования импульсов управления и вторым входом блока выделения пикового значения сигнала, выходом связанного с входом блока формирования опорных напряжений, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, S первый выход - с вторым входсяи дифференциального усилителя, а третий выход - с вторым входом второго блока срсшнения, третий вход которого подключен к третьему входу первого блока сравнения и первому выходу блока формирования импульсов управления, а первый вход - к виходу дифференциального усилителя, первый вход которого связан с шиной Dl исследуемого сигнала, первым вхо;ДОМ первого блока сравнения и :вым зходок блока выделения пикового эо эо значения сигнала. :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3494297/18-21 (22) 27.09.82 (46) 30.11.83. Вюл, Ф 44 ° (72) В.Н.Елисеев и В.Ф.Кондаков (71) Отделение Всесоюзного электротехнического института им.В.И.Ленина в r.Истре (53) 621.317 ° 325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 557331, кл. Q.01 R 29/02, 1977.

2 ° Авторское свидетельство СССР В 785795, кл. Q 01 R 29/02, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИН

ИСКАЖЕНИЙ ПЛОСКОЙ ВЕР1т1ИНЫ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИИПУЛЬСОВ, содержацее блок выделения пикового значения сиг-. нала, первый блок сравнения и блок формирования импульсов управления, вход которого соединен с.шиной исследуемого сигнала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона метрологических характеристик, оно снабжено дифференциальным усилителем, вторым блоком сравнения, блоком формирования опорных напряжений, блоком индикации и блоком логических операций три выхода которого соединены с тремя входами блока индикацйи, пер вый вход - с первым выходом второго блока сравнения, второй вход— с первым выходом первого блока сравнения, третий вход — с вторым выходом второго блока сравнения, четвертый вход — с вторым выходом первого блока сравнения, шестой вход — с третьим выходом блока формирования импульсов управления, пятый вход — с вторым выходом блока формирования импульсов управления и вторым входом блока выделения пикового значения сигнала, выходом связанного с входом блока формирования опорных напряжений, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, е первый выход — с вторым входом дифференциального усилителя, а третий выход — с вторым входом второго блока сравнения, третий вход которого подключен к третьему входу первого блока сравнения и первому выходу блока формирования импульсов управления, а первый вход — к выходу дифференциального усилителя, первый вход которого связан с шиной исследуемого сигнала, первым вхо дом ftepBoro блока сравнения и пер:вым входом блока вьщеления пикового ,,значения сигнала.

1057883

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в измерителях искажений прямоугольных импульсов.

Известно устройство для обнаружения искажений плоской вершины периодических импульсов, содержащее блок регулировки амплитуды сигнала, два амплитудных ограничителяq блок фор- мирования импульсов управления, блок выделения пикового значения сигнала„ блок сравнения,.блок совпадения, блок формирования,импульсов управления, блок, формирования стробимпульса, генератор импуль.сов остановки и блок разряда f1) .

Недостатком этого устройства яв> ляется то, что оно не позволяет определить характер искажений и измерить искажения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения искажений плоской вершины периодических импульсов, содержащее блок выделения пикового значения сигнала, первЫй вход которого соединен с выходом второго амплитудного ограничителя, второй вход — с выходом блока разряда, а выход — c первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого амплитудного ограничителя, а выход.к второму входу блока совпадения, первый вход которого связан с выходом блока формирования стробимпульсов, а выход - с входом генератора импульсов остановки, выход которого соединен с входом блока разряда, причем вход второго амплитудного ограничителя подключен к выходу блока регулировки амплитуды сигнала, вход блока формирования стробимпульсов - к выходу блока формирования импульсов управления, а входи блока регулировки амплитуды сигнала, первого амплитудного ограничителя и блока формирования импульсов управления - к шине исследуемого сигнала., причем выход блока формирования импульсов управления связан с первыми входами триггера, первого и второго счетных блоков, а выход генератора импульсов остановки - с вторыми входами второго счетного блока и триггера, выходом соединенного с первым входом блока регистрации, второй вход которого подключен к выходу первого счетного блока, а тре» тий вход - к выходу второго счетного блока (2) .

Недостатками этого устройства являются ограниченность метрологических характеристик - QHo не позволяет определять характер искажений (спад или подъем) и характеризуется низкой точностью измерений,;

zo

Э5

Цель изобретения — расширение диа. пазона метрологических характеристик.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения искажений плоской вершины периодических импульсов, содержащее блок выделения пикового значения сигнала, пер вый блок сравнения и блок формирования импульсов управления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, снабжено дифференциальным усилителем, вторым блоком сравнения, блоком форьщрования опорных напряжений, блоком индикации и блоком логических операций, три выхода которого соединены:с тремя входами блока индикации, первый Зход " с первым выходом второго блока сравнения, второй вход -.,с первым выходам первого блока сравнения, .третий вход - с вторым выходом второго блока сравнения, четвертый вход— с вторым выходом первого блока сравнения, шестой вход - с третьим вы ходом блока формирования импульсов управления, пятый вход - с вторым выходом блока формирования импульсов управления и вторым входом блока выделения пикового значения сигнала, выходом связанного с входом блока Формирования опорных напряжений, второй выход которого -соединен с вторым входом первого блока сравнения, первый выход — с вторым входом дифференциального усилителя, а третий выход - с вторым входом второго блока сравнения,,третий вход которого подключен к третьему входу первого блока сравнения и первому выходу блока формирования импульсов управления, а первый вход - к выходу дифференциального усилителя, первый вход которого связан с шиной исследуемого сигнала, первым входом первого блока сравнения и первым входом блока выделения пикового значения сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство состоит из дифференциального усилителя 1, блока 2 выделения пикового значения сигнала, второго блока 3 сравнения, первого блока 4 сравнения, блока Б.формирования опорных напряжений, блоКа 6 логических операций, блока 7 формирования импульсов.уйравления, блока

8 индикации.

Три выхода блока б логических операций соединены с тремя входами блока 8 индикации, первый вход ; c первым; выходом второго блока 3 сравнения, второй вход - с первым выходом первого блока 4. сравнения, третий вход - с вторым выходом второго блока 3 сравнения, четвертый,входс вторым выходом первого блока 4 .сравнения шестой вход - с третьим вы1057883 максимальному значению измеряемых импульсов (фиг. 2,g), которое сохраняется на выходе блока 2 на время порядка 2-3 с, достаточное для визуального наблюдения результата измерения в блоке 8 индикации ° Далее процесс измерения повторяется заново.

Во время существования сигнала на втором выходе блока 7 формирования импульсов управления (фиг. 2,Z) блок

5 формирует следующие опорные на« пряжения: напряжение, составляющее

0,8 от максимального значения измеряемых импульсов и поступающее с первого выхода на второй вход дифференциального усилителя 1; напряжение, составляющее 0,5 от максимального значения и поступающее с второго выхода на второй вход блока 4 сравнения,.и напряжение, значение которого можно изменять в диапазоне от 0 до 0,2 kU (4- коэффициент усиления дифференциального усилителя 1, усиливаемый разностный сигнал равен

bUgg = Uln- 0,80ю = 0,2 0в и поступающее с третьего выхода блока 5 ! на второй вход блока 3 сравнения.

Усиление части импульса (фиг. 2, ) расположенной выше уровня 0,8 от максимального значения измеряемых импульсов, позволяет увеличить разрешающую способность блока 3 сравнения.

Блок 7 формирования импульсов управления е помощью сигнала управления (фиг.2,Я) вырабатывает сигнал (фиг. 2,8) разрешения на срабатывание блоков 3 и 4 сравнения, поступающий на третьи входы этих блоков.

Инвертированный сигнал управления (фиг. 2,Ф) с третьего выхода блока 7 поступает на шестой вход блока 6 логических операций, низкий уровень этого сигнала блокирует работу блока 8 индикации с целью предупреждения одновременного загорания двух элементов индикации блока

8 в случае отсутствия искажений.

В блоке 3 сравниваются усиленный разностный сигнал k ь Оg — — (И„,-0,8Uw) и напряжение, изменяющееся в пределах От 0 дО Oi2k и „(фиг. 2i4) . В блоке 4 сравниваются напряжения.

0п и О,Мщ . При спаде плоской вершины второй блок 3 сравнения выдает на первый выход импульс, возникающий в момент фронта усиленной верхней части исследуемого импульса (фиг. 2,k) а на второй выход — импульс, возникающий в момент, когда плоская вершина спадает до уровня, установленного на втором входе этого блока сравнения. Первый блок 4 сравнения выдает на свои первый и второй выходы импульсы, возникающие на фронте и срезе исслеходом блока 7 формирования импульсов управления, пятый вход — с вторым выходом блока 7 формирования импульсов управления и вторым входом блока 2 выделения пикового значения сигнала, выходом связанного с входом блока 5 формирования опорных напряжений, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока 4 сравнения, первый выход - с BTopbIM входом дифференциального усилителя 1, а третий вы- 30 ход — с вторым входом второго блока

3 сравнения, третий вход которого подключен к третьему входу первого блока сравнения и первому выходу блока 7 формирования импульсов УпРав- 5 ления, а первый вход — к выходу дифференциального усилителя 1, первый вход которого связан с миной исследуемого сигнала, первым входом первого блока 4 сравнения, первым входом ® блока 2 выделения пикового значения сигнала и входом блока 7 формирования импульсов управления. !

Устройство работает следующим образом. 25

На первые входы дифференциального усилителя 1, первого блока 4сравнения, блока 2 выделения пикового значения сигнала и вход блока 7 формирования импульсов управ- у) ления поступает исследуемый сигйал » последовательность импульсов, вершина которых имеет спад или подъем.

Блок 2 выделения пикового значения импульса осуществляет двухступенчатое запоминание пикового значения. Первая ступень с малой постоянной времени следит эа изменением мгновенных значений исследуемсао импульса последовательности и при достижении максимального значения сохраняет его неизменным (фиг. 2, а штриховая линия) в течение длительности. исследуемого импульса и длительности импульса, формируемого блоком 7 формирования импульсов уп- 45 равления {фиг.2,Ь) . Последний, длительность которого достаточна для заряда элемента памяти — конденсатора второй ступени запоминания максимального значения, возникает на . 5g срезе одного из прямоугольных импульсов (фиг. 2>5) формируемых из исследуемой последовательности импульсов.

За время существования импульса фиг. 2,Ь) происходит заряд элеента памяти — конденсатора второй ступени запоминания максимального значения (фиг. 2, ) через нормально открытый электройный ключ, находящийся в этом же блоке. На срезе импульса (фиг ° 2,Ь) блок 7 формирует на втором выходе сигнал управления (фиг. 2, ), закрывающий электронный ключ, фиксируя тем самым постоянное, напряжение 0в, пропорциональное 65 дуемого импульса .

1057883

Фиг. 1

Если искажение представляет собоО спад плоской вершины, то совпадают во времени импульсы, возникающие на первых выходах блоков 3 и 4 сравнения. Это совпадение фиксируется в блоке б срабатыванием первого триггера фиксации. Затем выявляется одинаковость логических уровней на первом выходе этого триггера и втором выходе .второго триггера фиксации (этот триггер, фиксирующий 10 совпадение импульсов на вторых выходах блоков 3 и 4, при спаде не срабатывает (фиг. 2,gf . С приходом управляющего сигнала. на элемент блока б, выявизший одинаковость логических уровней, в блоке 8 индикации загорается табло "Спад вершины".

Если искажение представляет собой подъем плоской вершины, то совпадают во времени импульсы, возникающие на вторых выходах блоков 3 и 4 сравнения — импульс среза усиленной верх1ней части исследуемого импульса и импульс среза исследуемого импульса.

Зто совпадение фиксируется в блоке

ВНИИПИ Заказ 9580/48 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", ir, Ужгород, ул. Проектная,4 б. Затем выявляется одинаковость логических уровней на первом выходе второго и втором выходе первого триг-, геров фиксации и загорается табло вершины", При неискаженной плоской вершине выявляется одинаковость логических уровней на первых выходах триггеров фиксации и загорается табло "Вершина плоская".

Значение искажения вершины в процентах от максимального значения исследуемого импульса определяется путем вращения от потенциометра блок@ 5, с подвижного контахта которого снимается опорное напряжение 0-0,2k ° Ощ. Угол поворота соответствует истинному значению величины искажений при загорании табло "Вершина плоская".

Предлагаемое устройство обеспечивает возможностЬ определения вида искажений вершины импульсов, измерение значения искажений, выдачу сигналов при превышении допустимых значений искажений.