Измеритель временных характеристик переходных процессов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени нарастания , времени установления и величины перерегулирования (выброса) переходных процессов в цифровой форме. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя, в частности измерение дополнительно величины перерегулирования (выброса) переходного процесса. В устройстве сравниваются максимальное значение ( ) исследуемого сигнала, записанное в амплитудном детекторе, с суммой установившегося значения (Uycr) исследуемого сигнала и напряжения (Uu,8n) с выхода цифроаналогового преобразователя , управляемого дополнительно введеннь м счетчиком. В момент достижения pasencTBa + , кода в этом счетчике прямо пропорционален, величине перерегулирования , 2 кл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 708507 (21) 42 16020/24-24 (22) 26.03.87 . (46) 30,09.88. Бюл. М- 36 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Минского радиотехнического института и Минский радиотехнический институт (72) Л.Н.Харченко и Н.И.Шатило (53) 681.328(088.8) (5б) Авторское свидетельство СССР

У 708507, кл. Н 03 М 1/50, 1977. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени нарас„„Я0„„1427570 А 2 тания, времени установления и величины перерегулирования (выброса) переходных процессов в цифровой форме.

Цель изобретения — расширение фу кциональных возможностей измерителя, в частности измерение дополнительно величины перерегулнрования (выброса) переходного процесса. В устройстве сравниваются максимальное значение (Б„„ ) исследуемого сигнала, записанное в амплитудном детекторе, с суммой установившегося значения (Бдд ) исследуемого сигнала и напряжения (Пце„ ) с выхода цифроаналогового преобразователя, управляемого дополнительно введенным счетчиком. В момент достижения равенства Ц„,ц, = Ууц

+ 4дд, кода в этом счетчике прямо пропорционале . величине перерегулирования. 2 кл.

1427570

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения времени нарастания, времени установления и величины перерегулирования переходных процес5 . сов .в цифровой форме и является усо- вершенствованием изобрет -HHH авт, св, У 708507.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей измерителя за счет измерения величины перерегулирования и повьш ения производительности измерений, На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 представлены временные диаграммы его работы, Устройство содержит (фиг. 1) изМс.pHTpJTJ ный 6JIoK 1, rrepBbIA триггер

2, первый элемент И 3, первый счетчик 4 импульсов, многовходовой элемент 5 совпадения, второй триггер 6, второй элемент И 7, второй счетчик

8 импульсов, третий счетчик 9 импульсов, генератор 10 импульсов, амплитудный детектор 11 компаратор

12, третий триггер 13, третий элемент И 14, четвертый счетчик 15 им— пульсов, цифроаналоговый преобразователь 16 и сумматор 17.

Измерительный блок 1 обеспечивает регулировку уровня установившегося значения входного напряжения, ширины зоны "норма", а также уровня напряжения U (фиг. 2а), с момента дости- 35 жения которого входным сигналом начинается отсчет временных характерис. тик переходных процессов (обычно

0 1 U ). Многовходовой элемент 5 ст

40 совпадения сравнивает коды, записанные в гервом и третьем счетчиках 4 и 9, и вырабатывает на выходе импульс

При равенстве этих кодов. Счетчики

4 8 9 и 15 считают импульсы, постуУ

45 пающие на их входы от генератора 10 импульсов через элементы И 3, 7 и 14.

Выходные сигналы триггеров 2, 6 и

13 запрещают или разрешают прохождение импульсов генератора 10 через элементы И 3, 7 и 14. 50

Лмплитудный детектор 11 запоминает максимальное значение исследуемого сигнала, поступающего .на вход измерительного блока 1, и хранит это значение в течение всего цикла изме- 55 рения. Цифроаналоговый преобразователь 16 преобразует код четвертого счетчика 15 в постоянное напряжение, которое суммируется в сумматоре 17 с исследуемым сигналом. Компаратор 12 сравнивает напряз ения с выходов сумматора 17 и амплитудного детектора

1 1 и в зависимости от их отношения вырабатывает сигнал управления третьим триггером 13.

Устройство работает следующим об"разом.

На первом выходе измерительного блока 1 всегда присутствует низкий потенциал, и только в момент достижения входным сигналом уровня U на этом входе появляется импульс ° На втором выходе этого блока высокий потенциал присутствует только при значениях входного сигнала, находящихся в пределах зоны норма, при других значениях входного напряжения на втором выходе действует низкий потенциал.

Перед началом измерений устройство с помощью импульса сброса переводят в исходное состояние (цепь сброса на фиг. 1 не показана). При этом в счетчиках 4, 5, 9 и 15 устанавливается нулевой код, триггеры 2, 6 и

13 переводятся в такое состояние, при котором на вторых входах элементов И присутствует низкий (запрещающий) потенциал, и импульсы генератора 10 импульсов не проходят на входы счетчиков 4, 5, 9 и 15.

Пусть переходный процесс представляется временной диаграммой, изображенной на фиг. ?а. В момент, когда напряжение на входе измерительного блока достигает уровня U,, на первом выходе этого блока появляется импульс (фиг. 2б), который переключает триггер 2, На втором входе первого элемента

И 3 появляется разрешающий потенциал, и импульсы генератора 10 начинают поступать на вход первого счетчика 4, увеличивая его код. Когда входное напряжение впервые достигает зоны норма", первый импульс с второго выхода измерительного блока

1 (фиг. 2r) возвращает первый триггер 2 в исходное состояние (фиг.2в) и переключает второй триггер 6, закрывая элемент И 3 и открывая элемент

И 7. При этом в первом счетчике записывается код, соответствующий интервалу С, — Г (времени нарастания сигнала „„ ), а импульсы с выхода генератора 10 импульсов начинают

1427570 поступать на вход второго счетчика 8 и первьп :вход третьего счетчика 9, Третий счетчик 9 изменяет свой код только в моменты, когда на его втором входе имеется высокий (разрешающий) уровень напряжения. При низком уровне напряжения на этом входе в третьем счетчике 9 устанавливается нулевой код и импульсы, поступающие на его первый вход не изменяют состояние счетчика. Многовходовой элемент 5 совпадения сравнивает коды, записываемые в третьем счетчике 9 во время действия разрешающих импульсов на его первом входе, с кодом, записанным в первом счетчике 4 ° Если переходный процесс не установился, то длительность этих разрешающих импульсов, соответствующая времени нахождения исследуемого сигнала в зоне норма", всегда меньше, чем время нарастания сигнала: ндР t< toю и коды, записываемые в третьем счет" чике 9, меньше, чем коды в первом счетчике 4,. и многовходовой элемент

5 совпадения не срабатывает. Когда переходный процесс последний раз входит в зону "норма" (момент t„, фиг. 2а), то увеличение кода в третьем счетчике 9 происходит от момента времени С„ до момента времени „, в который код в третьем счетчике 9 становится равным коду первого счетчика

4. В момент времени t импульс с выхода многовходового элемента 5 совпадения устанавливает второй триггер

6 в исходное состояние (фиг. 2д), при котором закрывается элемент И 7, и во втором счетчике 8 оказывается записанным код, соответствующий интервалу времени (1):

"и tå н "о . уст

Таким образом, в первом счетчике

4 и во втором счетчике 8 оказываются коды, соответствующие времени нарастания и времени установления переходного процесса.

Одновременно с описанным процессом в амплитудном детекторе 11 запоминается максимальное значение напряжения U„ (фиг. 2a) исследуемого сигнала, которое сравнивается в компараторе 12 с его текущим значением, поступающим на второй вход компара35 чаем

40 ц ц 1 ц

К 6 Цус.т К1ь- ЦчсГ

Таким образом, в четвертом счетчике 15 оказывается записанным код, 45 прямо пропорциональный относительной величине перерегулирования о U/Щ„Предлагаемое устройство позволяет за один цикл изменений измерить как временные характеристики переходного процесса, так и величину перерегулирования, что расширяет функциональные воэможности измерителя и обеспечивает рост производительности измерений.

Формула изобретения

Измеритель временных характеристик переходных процессов по авт. св. тора 12 через сумматор 17, В момент окончания переходного процесса (момент t, фиг. 2а) импульс с выхода многовходового элемента 5 совпадения

5 переключает третий триггер 13, выходной сигнал которого открывает элемент И 14, и импульсы генератора 10 импульсов начинают поступать на вход четвертого счетчика 15. Код этого с етчика изменяет напряжение Ц на выходе цифроаналогового преобразова- теля 16 (фиг, 2е) до тех пор, пока оно не станет равным

15 цч = ц,, — ц уст где ц у q — установившееся значение напряжения исследуемого сигнала.

В этот момент напряжения на вхо20 дах компаратора 12 становятся равны- . ми, потенциал на em выходе изменяется и переключает третий триггер

13, выходной сигнал которого закрывает третий элемент И 14.

В четвертом счетчике 15 оказывается записанным код, определяемый из соотношения

ЦО0 К и 1- 0 Ц ус.т где ц „ — напряжение на входе опорного напряжения цифроаналогового преобразователя

16, К„ — коэффициент передачи этого преобразователя, n — число, записанное в четвертом счетчике 15.

Учитывая, что в данном устройстве

U U,, из выражения (2) полувходом компаратора, а второй вход объединен с входом амплитудного детектора, входом измерительного блока и входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, при этом второй вход третьего элемента

И и S-вход третьего триггера подключены соответственно к выходам генератора импульсов и многовходового элемента совпадения.

Ф 708507, отличающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения величины перерегулирования ввеУ

5 дены последовательно соединенные амплитудный детектор, компаратор, третий триггер, третий элемент И, четвертый счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь и сумматор, выход которого соединен с вторым

Queue. 1

I 427570

7-2 г

Редактор А.Огар

Заказ 4865/55

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Оу д

016

Составитель Ю.Спиридонов

Техред М.Дидык Корректор Н.Король

Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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