Устройство для стробоскопической регистрации периодических сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРОБОСКОПИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее источник опорного напряжения, первый интегратор, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, первый компаратор, одновибратор, второй, компаратор, ТИ -триггер, дифференциальный усилитель-ограничитель, второй интегратор, фильтр низких частот и двухкоординатный регистратор , причем выход первого интегратора соединен с X -входом двузскоординатного регистратора и первьв4 входом первого компаратора, а вход устройства через формирователь импульсов и генератор пилообразного напряжения - с вторьщ входом первого . компаратора , выход которого через одновибратор соединен с синхровходом I) -триггера, выходы которого через дифференциальный усилитель-ограничитель ивторой интегратор подключены к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с вхоi дом, ус тройства, а выход - с информационным входом D -триггера, выход (Л второго интегратора через фильтр низких частот соединен с Y -входом двухкоординатного регистратора, о Т личающееся тем, что, с целью повьшения точности регистра ,ции, оно снабжено аналоговым ключом двумя счетчиками и элементом ИЛИ, причем счетные входы счетчиков соесо динены с выходом одновибратора, а выходы старших разрядов - с собственными входами остановки счета и входами элемента ИЛИ, выход которо го подключен к управляющему входу со аналогового ключа, включенного между выходом источника опорного напряжения и входом первого интегратора, входы установки нуля первого и второго счетчиков соединены соответственно с инверсным и прямым выходами 1 -триггера.

СОЮЗ COBETÑÍÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1П

3(ю 001 К1304

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOhhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTMA (21) 3476542/18-21 (22) 19.07.82 (46) 07.05.84. Бюл. и - 17 (72) В.Б. Архангельский, А.Б. Бахменд, С.Ф. Глаголев, В.П. Зубков, В.А. Панов, В.А. Федорчук и М.М. Червинский (7 1) Научно-исследовательский институт по -передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (53) 621. 317. 757 (088. 8) (56) 1. Справочник по радиоизмерительным приборам; Под ред. В.С. Насонова. Т. 3, М., "Сов. радио", 1979.

2. Современные линейные интегральные микросхемы и их применение. Под ред; М.В. Гальперина. М., "Энергия", 1980, с. 94-95.

3. Архангельский В.Б. и др. Устройство для измерения параметров полупроводниковых оптико-электронных элементов,-используемых для передачи информации из зоны высокого потенциала. Научные труды ВУЗов Литовс" кой СССР. Радиоэлектроника-81, т. 17, Ф 3, с. 84-87. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ CTPDSDCKDGHЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ, (содержащее источник опорного напрял ения, первый интегратор, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, первый компаратор, одновибратор, второй компаратор, Ъ -триггер, дифференциальный усилитель-ограничитель, второй интегратор, фильтр низких частот и двухкоординатный регистратор, причем выход первого интегратора соединен с ) -входом двухко" ординатного регистратора и первым входом первого компаратора, а вход устройства через формирователь импульсов и генератор пилообразного напряжения - с вторым входом первого,компаратора, выход которого через одновибратор соединен с синхровходом

Э -триггера, выходы которого через дифференциальный усилитель-ограничи- тель и второй интегратор подключены к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с входом.устройства, а выход — с информа- Я ционным входом Ъ -триггера, выход второго интегратора через фильтр низких частот соединен с Y -входом двухкоординатного регистратора, о т» л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регистрации, оно снабжено аналоговым ключом,, двумя счетчиками и элементом ИЛИ, причем счетные входы счетчиков соединены с выходом одновибратора, а. выходы старших разрядов — с собственными входами остановки счета и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа, включенного между выходом источника опорного напряжения и входом первого интегратора, входы установки нуля первого и второго счетчиков соединены соответственно с инверсным и прямым выходами

3 -триггера.

109 3079

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для регистрации с повышенной точностью периодических процессов в широком частотном диапазоне на низ- 5 кочастотном двухкоординатном регистраторе.

Известным устройством, позволяющим наблюдать и при необходимости фотографировать несинусоидальные

1О и импульсные процессы с экрана электроннолучевой трубки, является электронный осциллограф. Осциллографы обладают высокой чувствительностью и широкой полосой пропускаемых частот f1).

Недостатками известных устройств являются невысокая точность измерения амплитуды наблюдаемых напряжений, а также сложность, получения фотографий с экрана осциллографа.

Известны устройства для стробоскопической регистрации периодических сигналов произвольной формы на низкочастотном двухкоординатном регистраторе, содержащие электроннолучевой осциллограф, )(--вход которого является входом устройства, причем

Y -вход через первый резистивный делитель напряжения соединен с вхо- 30 дом блока выборки и хранения, а выход горизонтальной развертки через второй резистивный делитель напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом регулируемого источника опорного напряжения и -входом двухкоординатного регистратора, а выход через одновибратор соединен с управляющим входом бло- 4О ка выборки и хранения, выход которого соединен с (-входом двухкоор- динатного регистратора (2).

Недостаток устройства — значительная динамическая погрешность, 45 возникающая при регистрации быстро изменяющихся процессов, например импульсов с крутыми фронтами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для стробоскопической регист- . рации, содержащее источник опорного напряжения, первый интегратор, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, первый компара-55 тор, одновибратор, второй компаратор, ф -триггер, дифференциальный усилитель-ограничитель, второй интегратор, фильтр низких частот и двухкоординатный регистратор, причем источник опорного напряжения через первый интегратор соединен с М -входом двухкоординатного регистратора и первым входом первого компаратора, вход устройства через формирователь импульсов и генератор пилообразного напнапряжения — с вторым входом первого компаратора, выход которого через одновибратор соединен с синхровходом

D -триггера, выходы которого через дифференциальный усилитель-ограничитель и второй интегратор подключены к первому входу второго компаратора, второй вход которого соединен с входом устройства, а выход — с информационным входом 3 -триггера, выход второго интегратора через фильтр низких частот соединен с Y -входом двух/

1 координатного регистратора (З .

Недостатком известного устройства стробоскопической регистрации является невысокая точность регистрации процессов с крутыми фронтами, обусловленная динамической погрешностью

4 из-за малой скорости нарастания выходного напряжения второго интегратора, а следовательно, и напряжения на Y -входе двухкоординатного регистратора.

Цель изобретения — повышение точности регистрации.

l.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для стробоскопической регистрации периодических сигналов, содержащее источник опорного напряжения, первый интегратор, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, первый компаратор, одновибратор, второй компаратор, D --триггер, дифференциальный усилитель-ограничитель, второй интегратор, фильтр низких частот и двухкоординатный регистратор, причем выход первого интегратора соединен с

Y --входом двухкоординатного регистратора и первым входом первого компаратора, а вход устройства через формирователь импульсов и генератор пилообразного напряжения — с вторым входом первого компаратора, выход которого через одновибратор соединен с синхровходом Ъ-триггера, выходы которого через дифференциальными усилитель-ограничитель и второй интегратор подключены к первому входу второго компаратора, второй вход

1091079 которого соединен с входом устройства, а выход — с информационным входом D --триггера, выход второго интегратора через фильтр низких частот соединен с Y -входом двухкоорди- 5 натного регистратора, снабжено аналоговым ключом, двумя счетчиками и элементом ИЛИ, причем счетные входы счетчиков соединены с выходом одновибратора, а выходы старших разря- 10 дов - с собственными входами остановки счета и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа, включенного между выходом источника опор- 15 ного напряжения и входом первого интегратора, входы установки нуля перпервого и второго счетчиков соединены соответственно с инверсным и прямым выходами Э -триггера. 20

Это позволяет остановить медленную пилу на время регистрации крутого фронта и исключить динамическую погрешность регистрации. 25

На фиг. 1 приведена схема устройства стробоскопической регистрации; на фиг. 2 — диаграммы формирования выходного напряжения. 30

Источник 1 опорного напряжения через аналоговый ключ 2 и интегра"тор 3 подключен к X --входу двухкоор-. динатного регистратора 4 и к перво- му входу первого компаратора 5, вход устройства через формирователь 6

35 импульсов и генератор 7 пилообразного напряжения †.к второму входу первого компаратора 5, а его выход через одновибратор 8 — к счетным входам

40 счетчиков 9 и 10 и к синхровходу

3-триггера 11, инверсный и прямой выходы которого соответственно соединены с входами К -установки нуля счетчиков 9 и 10 и через дифференци45 альный усилитель-ограничитель 12 и второй интегратор 13 — к первому входу второго компаратора 14, второй вход которого подключен к входу устройства а выход — к информационно-.

50 му входу Э -триггера 11, выход второго интегратора 13 соединен через фильтр 15 низких частот с (--входом двухкоординатного регистратора 4, а выходы старших разрядов счетчиков 9 и 10 — с своими входами. остановки

55 счета и входами элемента ИЛИ 16, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 2.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от источника 1 опорного напряжения через замкнутый аналоговый ключ 2 поступает на интегратор 3, который вырабатывает линейно нарастающее напряжение U> (фиг.20)

Это напряжение подается на Х -вход двухкоординатного регистратора 4 и на первый вход компаратора 5 . Формирователь 6 импульсов под действием входного напряжения, подаваемого на вход устройства, вырабатывает импульсы, следующие с частотой повторения входного напряжения, из которых генератор 7 пилообразного напряжения формирует быструю пилу Ug (фиг. 2о) и подает ее на второй вход компаратора 5. В момент равенства напряжений медленной и быстрой пил компаратор 5 формирует перепад напряжения, под действием которого одновибратор 8 вырабатывает строб-импульсы U (фиг. 2Ь) и подает их на счетные входы С счетчиков .9 и 10 и синхровход С Ь -триггера 11. Фаза строб-импульсов по мере изменения напряжения медленной пилы изменяет-. ся относительно фазы .входного напряжения и за время регистрации полного период а входного напряжения это изменение составляет 2/Г. При этом на прямом выходе .Ь-триггера 11 форми,руется напряжение Uq (фиг. 2 ), за-.

;висящее от уровня напряжения на .его

Ь -входе, а дифференциальный усилитель-ограничитель 12 формирует напряжение, знак которого зависит от состояния 3 -триггера 11. Под действием этого напряжения изменяется выходное напряжение второго интегратора

13 UH (фиг. 2 ), оно сравнивается вторым компаратором 14 с входным напряжением U>< (фиг. 2 C) и результат сравнения подается на Э -вход

Ь-триггера 11. В результате выходное напряжение второго интегратора 13 .стремится принять значение, равное мгновенному значению входного напряжения в момент действия строб-импульса, и оно через фильтр 15 нижних частот подается на Y -вход двухкоординатного регистратора Uy (фиг. 2%). Если напряжение на выходе второго интегратора Бн (фиг. 2 ) приблизительно равно мгновенному значению входного напряжения 0 „ (фиг. 2e), то счетчики 9 и 10 не счи1091079 тают, так как по каждому второму строб-импульсу они сбрасываются, а если это равенство нарушается, то через несколько строб-импульсов, на.пример два, на одном из счетчиков появляется выходное напряжение, которое через логический элемент ИЛИ

16 размыкает аналоговый ключ 2 и останавливает медленную пилу, т.е. развертку регистратора по X . Медленная пила включается только тогда, когда выходное напряжение второго интегратора равно мгновенному значению входного сигнала в момент действия строб-импульса.

Таким образом, в предлагаемом устройстве исключается динамическая погрешность регистрации и появляется возможность регистрировать быстроизменяющиеся процессы с повышенной точностью.

1091079

Составитель С. Рыбин

Редактор А. Курах Техред А.Ки семезей Корректор И. Шароши

Заказ 3075/41 Тираж 711 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

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