Генератор сигналов специальной формы

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для испытаний аппаратуры в условиях различных помех в цепях питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем обеспечения возможности генерировать помехи и импульсы специальной формы с различными амплитудами и длительностями. Для этого в генератор, содержащий формирователь 1 импульсов, блок 3 управления записью, задающий генератор 2, регистры 10, 12, триггер 11, элементы И 13, 14, дешифратор 15, элемент НЕ 16, элемент ИЛИ 17 и блок 18 коммутации, введены запоминающие блоки 8, 9, блок 4 управления считыванием, блоки 5, 6 элементов ИЛИ, блок 7 управления сдвигом. Помехи формируются путем замыкания ключей в блоке 18 по программе, заносимой в запоминающие блоки 8, 9 с помощью блока 3. Блок 8 обеспечивает формирование помех, длительность которых составляет целое число периодов питающего напряжения, подаваемого на шину 20. Блок 9 обеспечивает формирование помех, длительность которых существенно меньше периода питающего напряжения. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5g)5 Н 03 К 4/00, G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTFT

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4432469/24-21 (22) 30.05.88 (46) 15.03.90. Бюл. 9 10 (72) Ф.В. Гладков, Г.H. Левин и Ю.И. Осипов (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1211858, кл. Н 03 К 4/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 268493, кл. С 01 R 29/02, 1968. (54) ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ

ФОРИН (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для испытаний аппаратуры в условиях различных помех в цепях питания. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей — достигается путем обеспечения возможности генерировать помехи и импульсы специальной формы с различными амплитудами и длитель„„SU„„1550603 A 1

2 ностями. Для этого в генератор,содержащий формирователь 1 импульсов, блок

3 управления записью, задающий генератор 2, регистры 10 и 12, триггер

11, элементы И 13 и 14, дешифратор 15 элемент HE 16, элемент ИЛИ 17 и блок

18 коммутации, введены запоминающие блоки 8 и 9, блок 4 управления считыванием, блоки 5 и 6 элементов ИЛИ, блок 7 управления сдвигом. Помехи формируются путем замыкания ключей в блоке 18 по программе, заносимой в запоминающие блоки 8 и 9 с помощью блока 3. Блок 8 обеспечивает формирование помех, длительность которых составляет целое число периодов питающего напряжения, подаваемого на шину

20. Блок 9 обеспечивает формирование помех, длительность которых существенно меньше периода питающего напряжения. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1550603

Изобретение относится к.импульсной технике и может быть использовано для испытаний аппаратуры в условиях наличия в цепях питания или на входах различных помех, а также для генерирования импульсов специальной формы, в частном случае генератор может быть использован в качестве имитатора провалов и кратковременных помех первич- 10 ной сети электропитания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности reнерировать помехи и импульсы специальной формы, в частности помехи с различными амплитудами и длительнос-:. тями.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока управления считыванием; на фиг. 3 структурная схема блока управления сдвигом; на фиг. 4 — вариант структурной схемы блока коммутации при ге- 25 нерации помех на фоне переменного напряжения однофазной промышленной сети в цепи питания испытуемой аппаратуры; на фиг. 5 . — структурная схема блока управления записью; на фиг. 6 — схема 30 подключЕния устройства при генерации помех на фоне переменного напряжения в цепи питания испытуемой аппаратуры; на фиг. 7 — пример выполняемой устройством программы; на фиг. 8 — таблица состояний выходов дешифратора 15; на фиг. 9 и 10 — диаграммы работы блоков устройства; на фиг. 11 и 12 примеры форм выходных напряжений устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит формирбватель 1 импульсов, задающий генератор 2, блок 3 управления записью, блок 4 управления считыванием, первый блок 5 элементов ИЛИ, второй блок 6 элементов ИЛИ, блок 7 управленля .сдвигом, первьпЪ запоминающий блок 8, второй запоминающий блок 9, первый регистр 10, триггер 11, второй регистр

12, первый и второй элементы И 13 и

i4, дешифратор 15, элемент НЕ 16, элемент ИЛИ 17, блок 18 коммутации, первую и вторую входные шины 19 и 20, выходную шину 21. Кроме того, показана испытуемая аппаратура 22.

Первый выход блока 3 соединен с

55 первым входом запоминающего блока 8, второй выход блока 3 соединен с первым входом первого блока 5, выход которого соединен со вторым входом запоминающего блока 8, третий выход блока 3 соединен с первым входом запоминающего блока 9, четвертый выход блока 3 соединен с первым входом второго блока 6, выход которого соединен со вторым выходом запоминающего блока 9. Первый выход запоминающего .блока 8 соединен с первым входом первого регистра 10, первьп выход которого соединен с первым входом второго элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом элем .нта НЕ 16, а выход — с первым входом элемента

ИЛИ 17, второй вход которого соединен с первым выходом блока 4, а. выход— с первым входом блока 18, выход которого соединен с выходной шиной 21.

Второй выход запоминающего блока 8 соединен с первым входом триггера 11, второй .вход которого соединен с вторым входом первого регистра 10 и вторым выходом блока 4, третий выход которого соединен со вторым входом первого блока 5, четвертый выход. — с третьим входом запоминающего блока. 8, пятый выход — со вторым входом второго блока 6,шестой выход — с третьим входом блока 9 и седьмой выход — с первым входом блока 7. Пятый и шестой выходы блока 3 соединены с четвертыми входами запоминающих блоков 8 и 9.

Выход запоминающего блока 9 соединен с первым входом второго регистра 12, выход которого соединен с первым входом первого элемента„И 13, второй вход которого соединен с выходом триггера 11 и первым входом блока 4, а выход через элемент НЕ 16 соединен с вторым входом второго элемента И 14

Второй выход первого регистра 10 через дешифратор 15 соединен с вторым входом блока 18,третий вход которого соединен с второй входной шиной

20. Первая входная шина 19 через формирователь 1 соединена со вторым входом блока 4, третий вход которого соединен с выходом задающего генератора 2 и вторым входом блока 1, третий вход которого соединен с вторым выходом блока 4.

Блок 4 содержит (фиг. 2) первый элемент ИЛИ 23, первый триггер 24, первый и второй элементы И 25 и 26;, первый счетчик 27 импульсов, второй элемент ИЛИ 28, первый дешифратор 29, формирователь 30 импульсов, второй триггер 31, второй счетчик 32 импуль603

5 1550 сов, третий, четвертый и пятый элементы И 33-35, второй дешифратор 36,, третий счетчик 37 импульсов, с первой по четвертую шины 38-41 управления.

Первый вход второго элемента ИЛИ

28 соединен с первой шиной 38, выходс первым входом второго триггера 31, а второй вход — с выходом первого элемента ИЛИ 23 и первым входом первого элемента И 25. Первый вход первого элемента ИЛИ 23 соединен с выходом второго дешифратора 36, второй вход — с второй шиной 39. Третья шина

40 соединена с вторым входом первого элемента И 25, третий вход которого является вторым входом блока 4, а выход соединен с первым входом первого триггера 24, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 26, второй вход которого является третьим входом блока 4, а выход соединен с входом первого дешифратора 29, первый выход которого соединен с вторым входом второго триггера 31, первым входом второго счетчика 32 и является вторым выходом блока 4, второй выход является четвертым выходом блока 4, третий, четвертьпi и-пятый выходы соединены с первыми выходами соответственно третьего, четвертого и пятого элементов

И 33-35, а шестой выход через формирователь 30 соединен с вторыми входами первого триггера 24 и первого счетчика 27. Вторые входы третьего, четвертого и пятого элементов И 33-35 объединены и являются первым входом блока 4, выход второго триггера является первым выходом блока 4. Выход второго счетчика 32 соединен с входом второго дешифратора 36 и является тре,тьим выходом блока 4, выход третьего элемента И 33 соединен с первым входом третьего счетчика 37, выход которого является пятым выходом блока

4. Выходы четвертого и пятого элементов И 34 и 35 являются шестым и седьмым выходами блока 4. Вторые входы второго и третьего счетчиков 32 и 37 соединены с четвертой шиной 41, Блок 7 содержит (фиг. 3) триггер

42, первый элемент И 43. счетчик 44 импульсов, дешифратор 45, второй элемент И 46.

Первый вход триггера 42 является первым входом блока 7, вторым входом которого является первый вход первого элемента И 43, соединенный также

55 с первым входом второго элемента И 46, выход которого является выходом блока =7. Выход триггера 42 соединен со вторым входом первого элемента И 43, выход которого соединен с первым входом счетчика 44, выход которого через дешифратор 45 соединен с вторым входом второго элемента И 46. Вторые входы триггера 42 и счетчика 44 объединены и образуют третий вход блока 7..

Блок 18 в случае генерации помех на фоне напряжения переменного тока содержит (фиг. 4) входные усилители

47,-47„, диоды 48 -48, включенные по и мостовой схеме, в диагональ которой включены транзисторы 49„ -4"., базы которых соединены с выходами входных усилителей 47, -47„, а последовательно с коллекторами, начиная с транзистора 49, включены переменные резисторы 50< -50„

Блок 3 управления записью. содержит источники 51 и 52 напряжений единичного и нулевого логических уровней, с первого по четвертый блоки 53-56 переключателей, выходы которых являются соответственно с первого по четвертый выходами блока 3, первую и вторую кнопки 57 и 58 записи, выходы которых через первый и второй формирователи 59 и 60 импульсов записи соединены с пятым и шестым выходами блока 3.

При этом выход источника 51 соединен с первыми входами блоков 53-56 и кнопок 57 и 58, а выход источника 53 соединен со вторыми входами блоков 5356 и кнопок 57 и 58.

На фиг. 6 показаны формирователь

61 импульсов и генератор 62.

Помехи, генерируемые генератором, условно делятся на длительные и кратковременные. Длительные помехи, генерируемые устройством, являются кратными периоду входного тактирующего сигнала (полупериоду питающего напряжения в случае генерации помех на фоне напряжения переменного тока), а кратковременные помехи (различные по длительности и сочетаниям) генерируются в пределах любого периода входного тактирующего сигнала. Импульсы специальной формы вырабатываются генератором путем преобразования амплитудных и временных параметров, задаваемых на вход устройства сигналов. Устройство работает в режиме подготовки к генерации помех (импульсов специальной формы) и в режиме генерации помех

l550603 (импульсов специальной формы) . Перевод устройства в режим подготовки к генерации помех осуществляется с пульта устройства заданием нулевого сиг5 нала на второй вход элемента И 25 блока 4 по шине 40, взведением триггера 31 через элемент ИЛИ 28 по шине

38 и сбросом счетчиков 32 и 37 единичным сигналом по вторым входам по шине 41.

Нулевой сигнал на втором входе элемента И 25 запрещает прохождение по третьему его входу импульсов с формирователя 1 на запуск циклов работы блока 4. Единичный сигнал с выхода триггера 31 через элемент ИЛИ 17 поступает на первый вход блока 18 и открывает ключ 49„ блока 18. Все напряжение, поступающее на третий вход блока 18, проходит через открытый ключ 49 на выходную шину 21, обеспечивая нормальную работу испытуемого устройства, подключенного к питающей сети (входному сигналу) последователь-25 но с блоком 18 устройства, до начала режима генерации помех.

Режим подготовки к генерации помех представляет собой автономное занесение соответствующих признаков дли- 30 тельных и кратковременных помех в запоминаюцие блоки 8 и 9 с блока 3. С первого выхода блока 3 данные (признаки помех) в виде комбинации единичных и нулевых сигналов в соответствую35 щих разрядах, задаваемой блоком 53, поступают на первый вход блока 8. Со второго выхода блока 3 через блок 5 на второй вход блока 8 поступает в двоичном коде адрес занесения данных, 0 набранный в блоке 54 ° Адрес данных в двоичном коде соответствует номеру такта на входной шине 19, отсчитанному от начала цикла генерации помех.

После набора адреса и данных вы- 45 ,дается импульс записи кнопкой 57 и формирователем 59 импульсов, который с пятого выхода блока 3 поступает на четвертый вход блока 8 и записывает в соответствующую ячейку запоминающего блока 8 заданные признаки длительной помехи в данном такте. Затем набираются адрес и данные следующей длительной помехи и формируется импульс записи.

Аналогично производится запись

55 признаков кратковременных помех в блок 9. На первый вход блока 9 поступают данные (признаки кратковременных помех) с третьего выхода блока 3, заданные блоком 55, на второй вход блока 9 через блок 6 поступает адрес с четвертого выхода блока 3, заданный блоком 55, на четвертый вход блока 9

1 поступает импульс записи с шестого выхода блока 3, сформированный формирователем 60 при нажатии кнопки 58.

После занесения признаков длительных и кратковременных помех в блоки

8 и 9 по адресам, соответствующим номерам тактов на входной шине 19, устройство готово к работе в режиме гене. рации помех. В режиме генерации помех устройство может генерировать цикл заданных длительных и кратковременных поМех однократно и многократно..

Многократный повтор циклов генерации задается с пульта устройства единичным сигналом на второй вход элемента

ИЛИ 23 блока 4 по шине 39, однократный — нулевым сигналам. Перевод устройства из подготовительного в режим генерации осуществляется заданием единичного сигнала на второй вход элемента И 25 блока 4 по шине 40.

Устройство работает следующим образом.

Основной сигнал (напряжение), на фоне которого генерируются помехи, подается с входной шины 20 на второй вход блока 18, а с блока 18 — на входную шину 21 и далее на вход испытываемой аппаратуры 22. С входной шины 19 на формирователь 1 поступает тактирующий сигнал . На выходе формирователя 1 по переднему фронту тактового сигнала формируется короткий импульс, который поступает на второй вход блока 4 для запуска цикла считывания очередного слова из запоминающих блоков 8 и 9. Этот импульс поступает на третий вход элемента И 25, на первый вход которого подан разрешающий сигнал с элемента ИЛИ 23 в режиме многократного повторения цикла генерации помех (по второму входу элемента ИЛИ 23 с пульта устрой TBa) или с выхода дешифратора 36 при незаполненном счетчике 32. На второй вход элемента И 25 задается разрешающий сигнал по шине 40 при переводе устройства из режима подготовки к ге- нерации в режим генерации помех, и с выхода элемента И 25 импульс взводит по первому входу триггер 24, который выдает при этом разрешающий сигнал. на первый вход элемента И 26 для

1550603

10 прохождения серии импульсов с задающего генератора 2 ло второму входу элемента 26. Импульсы с выхода элемента 26 поступают на первый (счетныи) вход счетчика 27, выход которого

"1 5 соединен с входом дешифратора 29.

Через один такт задающего генератора 2 с первого выхода дешифратора

29 выдается сигнал "Сброс" блоков 7

10, 11 12 и триггера 31 ло второму входу. Триггер 31 был взведен по пер- вому входу сигналом с элемента ИЛИ

28 при подготовке к генерации помех с шины 38 или с дешифратора 36 при лол15 ном заполнении счетчика 32 в предыдущем цикле генерации помех через элемент ИЛИ 23. Этот же сигнал vo«тупает на первый (счетный) вход счетчика 32 для пересчета на единицу адреса считываемого слова. Адрес с третьего выхода блока 4 через блок элементов

ИЛИ 5 поступает на второй (адресныи) вход запоминающего блока 8.

Через два такта генератора 2 со второго выхода дешифратора 29 через четвертьп1 выход блока 4 поступает импульс считывания на третий вход запоминаюцего блока 8 и считывается очередное слово на регистр 10 (младшие разряды) и триггер 11 (старший разряд). При наличии "1" в старшем разряде считанного слова единичный сигнал с выхода триггера 11 через первый вход блока 4 появляется на вторых входах элементов И 33-35. Через три такта генератора 2 с третьего выхода дешифратора 29 через элемент 33 поступает импульс на первый (счеTHbBI) вход счетчика 37 для пересчета на единицу адреса считываемого слова. Пересчитанньп адрес с пятого выхода блока

4 через блок элементов ИЛИ 6 проходит на второй (адресный) вход запоминающего блока 9. Через четыре такта генератора 2 с четвертого выхода дешифратора 29 через элемент 34 поступает импульс считывания на шестой выход блока 4 и далее на третий вход заломив наюцего блока 9 и считывается очередное слово на регистр 12. Через пять тактов генератора 2 с пятого выхода дешифратора 29 через элемент И 35 поступает импульс на седьмой выход блока 4 и далее на первый вход блока 7 для взведения по первому входу триггера 42. 55

При отсутствии "1" в старшем разряде считанного слова из блока 8 соответственно отсутствует единичный сигнал на выходе триггера 11 и на вторых входах элементов И 33-35. Поэтому третий, четвертый и пятый такты генератора 2 в этом случае не изменяют состояние счетчика 37, не считывают слово из блока 9 и не взводят триггер 42. Управление блоком 18 в этом случае происходит только одним управляющим словом, считанным из блока 8. Через 6 тактов генератора 2 с шестого выхода дешифратора 29 поступает импульс на вход формирователя

30, на выходе которого формируется импульс, поступающий на вторые входы (входы "Сброс" ) счетчика 27 и триггера 24. Счетчик 27 и триггер 24 сбрасываются. Снимается разрешающий сигнал с первого входа элемента И 26 на прохождение импульсов с задающего генератора 2 на вход счетчика 27. На этом работа блока 4 в течение данного периода тактирующего сигнала (периода генерации помех) прекращается. С приходом следующего импульса с формирователя 1 (по переднему фронту следующего тактового импульса) работа блока 4 повторяется.

В блок 7 с приходом импульса на первый вход блока 4 взводится триггер

42. С его выхода выдается разрешающий сигнал на второй вход элемента И 43, на первом входе которого присутствуют импульсы с задаюцего генератора 2.

Импульсы с выхода элемента И 43 поступают на первьп (счетный) вход счетчика 44, выход которого соединен со входом дешифратора 45. Дешифратор выдает управляющий сигнал на второй вход элемента И 46 при полном заполнении счетчика 44, а на первый вход элемента 46 поступают импульсы с задающего генератора 2. С выхода элемента 46 импульсы с частотой, меньшей частоты задающего генератора 2 в число раз, равное емкости счетчика 44 поступают на второй (сдвиговьп ) вход регистра

12 в течение всего периода тактирующего сигнала до поступления сигнала

"Сброс" на третий вход блока 7 со второго выхода блока 4 с поступлением следующего тактируюг.его сигнала. Емкость Р „ счетчика 44 определяется из условия задания минимальной длительности кратковременной помехи, которая задается соответствующим разрядом в слове, считываемом из блока 9 на регистр 12, ло формуле

l550603

t n. мин си 4 г где t — минимальная длительность

»». мин кратковременной помехи;

Т вЂ” период работы задающего генератора 2.

Блок 8 предназначен для хранения признаков длительных помех и призна10 ков наличия в данном такте кратковременных поглех (старший разряд). Разрядность слов блока 8 определяется из условия максимального числа различных амплитуд задаваемых помех в

15 одном цикле генерации помех и определяется по формуле

1щп+2) где г, — разрядность слов блока 8; и - число различных амплитуд помех в одном цикле генерации помех;

2 — старший разряд, используемыи 25 для хранения признака наличия кратковременных помех, и младший разряд, используемьв» для управления первым ключом блока коммутации при отсутствии помех.

Число слов блока 8 определяется из условия максимальной длительности цикла генерации помех .по формуле

tlltl a» кс

Ттс

Т т

tn, мин где r — разрядность слов блока 9.

Число слов блока 9 выбирается равным числу тактов с кратковременными помехами в одном цикле генерации помех где С д — максимальная длитель . макс ность одного цикла генеи по„ех. 40

Тт — длительность периода так товых сигналов;

К вЂ” число слов блока 8.

Блок 9 предназначен для хранения, признаков кратковременных помех. Раз- 45 рядность слов 6.нэка 9 определяется иэ условия обеспечения минимальной длительности кратковременной помехи и длительности периода тактового сигнала по формуле 50

fear

Pñè. >» де с ь частота сдвигающих импульсов; частота задающего генератора 2; емкость счетчика 31 блока 7. си, >»

Наличие единичного сигнала на выходе блока 12 соответствует моменту выработки кратковременной помехи устройством, так как в этот момент с выхода элемента НЕ 16 выдается сигнал на второй вход элемента И 14, запрещая прохождение сигнала на управление первым ключом блока 18 по первому входу блока. Момент начала кратковременной помехи, отсчитываемой от начала тактового сигнала на входе устройства, определяется номером разряда (начиная с младшего), в котором эаписана перВ блок 10 и триггер 11 в начале каждого тактового сигнала с четвертого выхода блока 4 переписываются из блока 8 соответствуюг»г»е разряды очередного слова, которые хранятся в регистре 10 и триггере 11 в течение данного периода тактового сигнала.

В триггер 11 переписывается старший разряд, а остальные (r, -1) разрядив в регистр 10. С первого выхода регистра 10 единичный или нулевой сигнал младшего разряда поступает на первьп» вход элемента И 14 для управления первым ключом блока 18, а сигналы состояния остальных разрядов регистра

10 со второго выхода — на дешифратор 15. С выхода дешифратбра 15 сиг-. налы поступают на второй вход блока

18 для управления остальными ключами блока. Сигнал с выхода триггера 11 подается через первый вход. блока 4 на вторые входы элементов И 33-35, разрешая перепись очередного слова из блока 9 на регистр 12 следующими тактами задающего генератора 2. Кроме того, сигнал с выхода триггера 11 поступает на первый вход элемента

И 13, на второй вход которого поступает сигнал с выхода регистра 12 °

Блок 12 представляет собой регистр сдвига вправо с параллельным занесением числа по первому входу, на второй вход которого поступают сдвигающне импульсы с выхода блока 7 с частотой, равной

13 155060 вая "1", а длительность кратковременной помехи — числом подряд записанных

"1" в регистре (самая короткая помеха при наличии одной "1"). Нескольким

"1", записанным не в смежных между собой разрядах, соответствует такое же число кратковременных помех. Максимальное число кратковременных помех в одном периоде входного тактово- 10 го сигнала при чередовании "1" и "0" в регистре.

Дешифратор 15 преобразует входной двоичный код в позиционный выходной код, определяя номер открываемого ключа в блоке 18. Блок 18 по первому входу управляется сиг налом с вьгхода элемента ИЛИ 17, по второму входу— сигналами с выхода дешифратора 15, причем по nepsoMy входу через усилитель 47, происходит управление ключом 49,, а по второму входу через соответствующие усилители 47; идет управление остальными ключами. Последовательно с ключом 49, не включен 25 гасящий резистор и поэтому все напряжение, поступающее на вход устройства и третий вход блока 18, выдается на выход устройства, что соответствует отсутствию помехи. При генерации помех ключ 49, блока 18 закрыт, и напряжение на выход устройства поступает через какой-либо следующий ключ блока 18, причем последовательно с каждым из них включен гасящий резистор 50, на котором падает часть напряжения входного сигнала. Настройкой каждого гасяцего резистора определяется величина амплитуд помех, генерируемых на выходе устройства в каждом периоде тактового сигнала, Номер открываемого ключа определяется управляющим словом, считанным из блока 8 в начале данного периода тактового сигнала. При генерации кратковременной помехи одновременно выдается сигнал на открывание ключа 49 (первым разрядом слова из блока 8) и какого-либо другого ключа с гасящим резистором. При этом первый ключ в течение всего периода тактового сигнала управляется сигналами с выхода регистра 12, на который в начале дан ного периода было переписано управляющее слово кратковременных помех из блока 9 ° S5

Испытуемое устройство 22 включено последовательно с блоком 18, поэтому динамическое изменение падения напрякения на блоке 18 эа счет изменения номера открытого ключа с соответствующим гасящим резистором по признакам, считываеггыи иэ блока 8, и за счет динамического иэиенеиия состояния первого ключа по признакам, считываемым иэ блока 9, вызывает динамическое изменение напряжения сигнала на входе испытуемого устройства 22. Уменьшение напряжения на входе испытуемого устройства 22 в течение одного или нескольких периодов тактового сигнала соответствует длительной помехе, а уменьшение напряжения в течение какого-то времени, меньше длительности лериода тактового сигнала, соответствует кратковременной помех.

Предлагаемое устройство в пределах цикла работы (цикла генерации помех или формирования импульсов специальной формы) позволяет генерировать переменное количество различных по длительности и амплитуде помех или иг1пульсов специальной форинr.

В качестве примера конкретной реализации устройства и импульсов специальной формы рассматривается устроиство, генерирующее помехи на фоне переменного напряжения однофазной промышленной сети (напряжение 220 В, 50 Гц), от которой запитывается испьггуемое устройство.

В устройстве задаюций генератор 2 имеет частоту 1 МГц, первый запоминащий блок 8 объемом 256 шестиразрядных слов, второй запоминающий блок 9 объе. мом 16 тридцатишестиразрядных слов,, первый регистр 10 — пятиразрядный, второй регистр 12 — тридцатишестираэрядньпг. Блок 18 коммутации содержит шестнадцать входных усилителей 47, шестнадцать транзисторных ключей 49 и пятнадцать гасящих резисторов 50 °

Блок 4 имеет трехразрядный первый счетчик 27, восьииразрядный второй счетчик 32,четырехразрядный третий счетчик 37, блок 7 имеет девятиразрядный счетчик 44 емкостью 280 единиц, блок 3 имеет шестираэрядный первый блок 53, восьииразрядный второй блок 54, тридцатишестираэрядный третий блок 55, четырсхразрядный четвертый блок 56 °

Из блока 3 заносятся признаки помех в блоки 8 и 9 в пределах цикла (в данном случае с 1-ой по

256-ю полуволну питающего напряжения) с учетом настраиваемых уровней

16

155050 длительных помех (в данном случае 15) и длительности кратковременных помех, которые кратны периоду поступления импульсов, с выхода блока управления сдвигом 7 (в данном случае

280 мкс).

Рассмотрим для примера случай, когда гасящие резисторы в блоке 18 настроены таким образом, что первым резистором 50< задается амплитуда помехи, равная 57. от входного напряжения питающеи сети, вторым — IOX третьим—

157, четвертым — 207, пятым — 251, шестым — 307, седьмым — 357, восьмым407, девятым — 457, десятым — 507., одиннадцатым — 557, двенадцатым — 60X, тринадцатым — 70X, четырнадцатым—

807., пятнадцатым — 90X, Работа .устройства рассматривается в режиме генерации помех бдного цикла программы, занесенной в блоки 8 и 9 (фиг. 7).

В момент прохождения питающего напряжения через нулевое значение (при- 25 ход первой полуволны питаюшего напряжения в режиме генерации помех) на входную Мину 1.9 поступит тактирующий сигнал (фиг. 9а), по переднему фронту которого из блока 1 поступит импульс длительностью 0,5 мкс (фиг.9б) на третий вход элемента И 25 блока 4, с выхода которого импульс взведет триггер 24,который выдает разрешающий сигнал на первый вход элемента И 26.

На второй вход элемента И 26 посту пают импульсы с частотой 1 МГц с задающего генератора 2 (фиг. 2в). С выхода элемента 26 импульсы частотой

1 ИГц поступают на первый (счетный) вход .счетчика 27, а с выхода последнего сигналы поступают на .вход дешифратора 29. Счетчик 27 совместно с дешифратором 29 представляют собой распределитель импульсов (фиг. 9г-л).

Через один такт задающего генератора 2 с первого выхода дешифратора

29 выдается импульс на второй выход блока 4 для сброса блоков 7, 10, 11, 12, и для сброса триггера 31, а также на счетный вход счетчика 32 для пересчета на единицу адреса считываемого иэ блока 8 слова. На втором (адресном) входе блока 8 будет установлен первый адрес. Триггер 31 снимает разрещающий сигнал с первого входа элемента ИЛИ 17, в результате чего закрывается первый ключ 45 блока 18 и устройство переходит в режим имитации, при котором управление первым ключом блока 18 осуществляется только по второму входу элемента 17.

Через два такта генератора 2 со второго выхода дешифратора 29 поступает импульс через четвертый выход блока 4 на третий вход запоминающего блока 8 и считываются младшие пять разрядов первого слова на регистр

10, а старший (шестой) разряд — на триггер 11 ° „В первом слове (фиг.7) содержится единица только в первом разряде, следовательно, на регистре

10 будет единичный сигнал только на первом выходе, а на втором выходе регистра (со второго по пятый разряд) и на выходе триггера 11 будут нулевые сигналы. Нулевые сигналы со второго выхода регистра 10 поступают на вход дешифратора 15, на выходах которого в соответствии с таблицей состояний (фиг. 8) тоже будут нулевые сигналы.

Таким образом, первое слово, считанное из блока 8, выдаст единичный сигнал через усилитель на первый ключ блока 18, который будет открыт в течение всего данного полупериода питающего напряжения до сброса регистра 10 в начале следующего полупериода. Через три такта задающего генератора 2 на первый вход элемента И 33 блока 4 поступит импульс, который не пройдет через элемент 33, потому что на втором его входе присутствует нулевой сигнал с выхода триггера 11, и счетчик 37 не изменит своего состояния (останется нулевой адрес).

Так как на вторых входах элементов

И 34 и 35 присутствует тот же нулевой сигнал с выхода. триггера 11, то через четыре такта генератора 2 не поступит импульс чтения с четвертого выхода дешифратора 29 на третий вход запоминающего блока 9 и через пять тактов генератора 2 не поступит импульс с пятого выхода дешифратора 29 на первый вход блока 7.

Таким образом, при отсутствии "1" в шестом разряде слова блока 8 на выходе триггера 11,присутствует нулевой сигнал и при этом не считывается из блока 9 слово кратковременных помех и не запускается работа блока 7.

Через шесть тактов генератора 2 с шестого выхода дешифратора 29 поступает импульс на вход формирователя 30, с выхода которого импульсом длительностью 0,5 мкс сбрасываются счетчик

l7

18

1550603

27 и триггер 24, запрещая тем самым прохождение импульсов с генератора 2 через элемент П 26 (фиг. 9 г,м) . На этом блок 4 заканчивает работу до прихода следующего импульса с .блока 1 (до начала следующей полуволны питающего напряжения), а "1" первого разряда слова блока 8, считанная на регистр 10 через элемент 17 и первый " усилитель блока 18, удерживает в открытом состоянии первый ключ, пропуская напряжение с третьего входа блока 18 на выход устройства 21 в течение данного полу.-;ериода питаюцего на- 15 пряжения. Это соответствует отсутствию помех в этом полупериоде питающего напряжения на входе испытуемого устройства.

С приходом следуюцего импульса из блока 1 работа устройства повторится, так как считанное через два такта . генератора из блока 8 второе слово по содержанию одинаково с первым словом. По той же причине работа будет 25 аналогичной до прихода 51-го импульса с блока 1.. С приходом 51-го импульса через два такта задающего генератора будет считано 51-е слово из блока 8, у которого (фиг. 7) "1" 0 во втором и третьем разряде перепишутся на регистр 10 и поступят на вход дешифратора 15. Далее в соответствии с таблицей состояния дешифратора 15 (фиг. 8) с его третьего выхода единичный сигнал через усилитель откроет

35 четвертый ключ 49 блока 18, в цепи которого включен третий гасящий резисторр 50з . На резисторе 50 > пр ои з ойдет падение 157. входного питаюцего напряжения, следовательно, в 51-ой полуволне питаюшего испытуемое устройство напряжения будет помеха в виде "провала" напряжения амплитудой

157 от номинального.

При поступлении следуюцего импульса с выхода блока 1 будет считано из блока 8 52-ое слово, под управлением которого откроется шестой ключ блока

18, имитируя "провал" питающего напряжения на испытуемом устройстве íà 25%.

Аналогично при прохождении 53-ей полуволны питаюцего напряжения будет открыт 8-ой ключ блока 18 и на испытуемом устройстве будет "провал" на 35% питающего напряжения, в 54-ой полувол-55 не — "провал" 50%, в 55-ой полуволне"провал" 607, в 56 полуволне — "провал" 707. в 57 полуволне — "провал"

807., в 58 полуволне — "провал" 1007 (разомкнуты все ключи блока 18), в полуволнах с 59-ой по 100-ую "провалы" отсутствуют, потому что открыт первьп ключ блока 18. Таким образом, изменяя содержимое слов блока 8, можно динамически в течение цикла изменять амплитуду помех на испытуемом устройстве.

Рассмотрим работу устройства при генерации кратковременной помехи.

Дри поступлении 10 1-го .импульса с выхода блока через,два такта генератора 2 будет считано 101-ое слово из блока 8, в котором (фиг.7) в первом, третьем, пятом и шестом разрядах

1, поэтому в первом, третьем и пятом разрядах регистра 10 и у триггера 11 будут единичные сигналы на выхбде. Единичньп сигнал с первого выхода регистра 10 (первый разряд) через элементы 14 и 17 откроет. первый ключ блока 18, потому что на выходе регистра 12 в этот момент нулевой сигнал, а на втором входе элемента

И 14 — единичньп сигнал. Единичные сигналы третьего и пятого разряда регистра 10 поступят на дешифратор

15, в результате чего (фиг. 8) "1" с 10-го выхода дешифратора откроет одиннадцатый ключ блока 18. В этот момент в блоке 18 будут открыты два ключа, первый и одиннадцатьп1, но так как в цепи первого ключа нет гасящего резистора, то все напряжение, поступаюцее на третий вход блока 18 через первый ключ, будет выдано на выход 21.

Единичный сигнал с выхода триггера

11 поступит на вторые входы элементов

И 33-35 блока 4 и через три такта генератора 2 с третьего выхода дешиф.— ратора 29 через элементы 33 поступит импульс на первьп (счетньп ) вход счетчика 37, который установит по второму входу блока 6 элементов ИЛИ первьп адрес на втором входе блока 9. По это" му адресу через четыре такта генератора импульсом с четвертого выхода дешифратора 29 через элемент 34 по третьему входу блока 9 будет считано на регистр 12 первое слово кратковременных помех (фиг. 7) из блока 9. В первом разряде регистра 12 будет "0", который поступает на выход регистра.

Так как состояние выхода регистра

12 после занесения первого слова из блока 9 ые изменилось, то состояние!

1550603 элементов 13, 16, 14 тоже. не изменится, и первый ключ блока 18 останется открытым. Через пять тактов генератора 2 с пятого выхода дешифратора 29 через элемент 35 поступит импульс на первый вход триггера 38 блока 7 и взведет его. Единичный сигнал с вы-! хода триггера 38 поступит на второй вход элемента И 39, разрешая прохож-! дение по первому его входу импульсов с задаюцего генератора 2 на первый (счетный) вход счетчика 44, выход которого соединен с дешифратором 45.

Через шесть тактов генератора 2 с шестого выхода дешифратора 29 поступит импульс на вход формирователя 30, с выхода которого сформированный импульс сбросит счетчик 27 и дешифратор

24, завершив этим работу блока 4 в данном полупериоде питающего напряжения. Работа блока 7 продолжается.

После того, как счетчик 44 просчитает 279 тактов генератора 2, на выходе дешифратора 45 вырабатывается 25 единичный сигнал, поступающий на второй вход элемента И 46, разреыая прохождение 280-го импульса (с момента взведения триггера 42) по первому входу элемента 46. Этим же импульсом счетчик возврацается в исходное нулевое состояние и начинает следующий цикл просчета тактов генератора 2.

И так до конца полупериода питающего напряжения, пока не будет сброшен триггер 42 по второму входу с первого выхода дешифратора 29 блока 4 в начале следующего полупериода питающего напряжения.

Таким образом, с выхода блока 7 в

40 течение данного полупериода питаюцего напряжения будут поступать импульсы длительностью 0,5 мкс и периодом

280 мкс на второй (сдвиговый) вход регистра 12. Причем в рассматриваемом случае при частоте 50 Гц за полупериод поступит 35 импульсов, На фиг. 9 н;о, п, показаны диаграммы работы узлов блоков 1, 4, 7 в данном полупериоде питаюцего напряжения, Диаграмма одинакова для всех полупериодов, имеющих кратковременные по

На выходе регистра 12 до, прихода первого сдвигающего импульса из блока 7 будет первый разряд с нулевым сигналом, поэтому состояние первого ключа блока 18 не изменится. С приходом первого сдвигаюцего импульса из блока 7 на выходе регистра будет второй разряд тоже с нулевым сигналом. Описанный алгоритм будет продолжаться до появления пятнадцатого сдвигающего импульса. С приходом этого импульса на выходе регистра 12 появится шестнадцатый разряд с единичным сигналом, который поступит на второй вход элемента И 13, На пер-вом входе элемента И 13 присутствует единичный сигнал с выхода триггера 11, поэтому на выходе элемента

13 будет единичный сигнал. Этот сигнал через элемент НЕ 16 по второму входу элемента И 14 запретит прохождение единичного сигнала с первого выхода регистра 10 через элемент 17 на первый вход блока 18, по которому до этого момента был открыт первый ключ блока 18. С этого момента первый ключ 45 блока 18 будет закрыт и останется открытым только одиннадцатый ключ с последовательно включенным десятым гасящим резистором, на котором осуществляется падение 507. питающего напряжения. С приходом шестнадцатого импульса из блока 7 на выходе регистра 12 появится семнадцатый разряд также с единичным сигналом, который будет продолжать удерживать закрытым первый ключ в блоке

18, увеличивая этим время кратковременной помехи. Аналогично восемнадцатый разряд с единичным сигналом, поступивший на выход регистра 12 после прихода семнадцатого импульса из блока 7, не изменит состояние первого ключа блока 18, и помеха будет продолжаться. Только с приходом восемнадцатого импульса из блока 7 на выходе регистра 1.2 появится девятнадцатый разряд с нулевым сигналом, который поступит на второй вход элеиента И 13. На выходе последнего в этом случае появится нулевой сигнал, который через элемент НЕ 16 поступит на второй вход элемента И 14, разрешая прохождение по первому входу элемента 14 единичного сигнала с первого выхода регистра 10 для открывания первого ключа блока 18. Первый ключ блока 18 открывается, и напряжение, поступаюцее на третий вход блока 18, полностью коммутируе.гся через него на выход устройства 21, генерируя тем самым окончание действия кратковре21

22

1550603 менной.помехи; Таким образом, наличие

"1" в шестнадцатом, семнадцатом и восемнадцатом разрядах первого слова блока 9 позволяет генерировать на выходе устройства кратковременную поме5 ху длительностью 840 мкс (280 мкс х 3), амплитудой 50Х от питающего напряжения, определяемой содержанием второго, третьего, четвертого и пятого разряда 10 соответствующего слова блока 8 (в данном случае 101-го).

С продвижением девятнадцатого и последующих разрядов на выход регистра 12 первый ключ блока 18 будет оставаться открытым, потому что в остальных разрядах отсутствуют "1".

Аналогичной будет работа устройства при генерации помех в 102-ой, 103-ей и 104-ой полуволнах питающего напряже- 0 ния. На фиг. 10 приведена диаграмма работы блоков 7, 12, 13, 14, 16, 17 и форма напряжения на выходе устройства в 101-ом полупериоде питающего напряжения, а на фиг. 11 и 12 — диаграм-25 ма работы блоков 7, 12 и формы напряжения на выходе устройства в 102-ом, 103-ем и 104-ом полупериодах п»»тающе го напряжения.

Таким образом, меняя содержимое второго, третьего, четвертого и пятого разрядов слов блока 8 можно варьировать величиной амплитуды помех, а содержанием разрядов слов блока 9 можно изменять число, длительность и место помех в пределах полу35 периода питающего напряжения.

В полуволнах с 105-ой по 254-ую отсутствуют длительные и кратковременные помехи, работа устройства в таких полупериодах рассматривалась.

С приходом 255-й полуволны питающего напряжения наступит очередной цикл работы блока 4, но через один . такт генератора 2 счетчик 32 увеличит свое содержание на единицу (во всех разрядах счетчика "1") и с выхода дешифратора 36 поступит нулевой сигнал на первый вход элемент 23, причем на втором входе элемента 23 также нулевой сигнал, заданный с пульта устройства в однократном режиме работы, тройства. С выхода элемента

23 нулевой сигнал вь»дает. запрет по первому входу элемента И 25 на прохождение следующего импульса из блока 1 на запуск блока 4, и этот же сигнал через второй вход элемента

ИЛИ 28 взводит триггер 31, с выхода которого единичньп» сигнал по первому входу элемента ИЛИ 17 поступает на первьп» вход блока 18 для открыва ния первого ключа этого блока. Этим заканчивается цикл генерации помех в однократном режиме работы устройства.

Известные устройства генерируют (имитируют) равновеликие скачкообразные помехи (провапы) на фоне питающего напряжения, которые не идентичны реальным, изменяющимся по величине во времени провалам напряжения промьппленной сети, . возникающим при включении и отключении соединенных параллельно устройств. Они не генерируют (имитируют) помехи, которые могут возникать при последовательном во времени включении (отключении) уст. ройств в реально существующих промышленных сетях. Кроме того, известные устройства не могут генерировать (имитировать) кратковременные помехи в питающем напряжении и во входных цепях испытуемых устройств, которые реально существуют. Предлагаемое техническое решение позволяет генерировать изменяющиеся по величине помехи последовательно во времени (в каждой полуволне питающего напряжения или в каждом периоде синхронизирующего сигнала) в пределах цикла работы устройства, а также генерировать длительность и кратковременность помехи.

Кроме того, предлагаемое решение позволяет генерировать разнообразные импульсы специальной формы путем преобразования входного сигнала синхронно с тактовыми сигналами.

Формула и з обретения

1. Генератор сигналов специальной, формы, содержащий формирователь импульсов, вход которого соединен с первой входной шиной, блок управления записью, задающий генератор, первый регистр, триггер, второй регистр, первьп» элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго регистра, второй элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом первого регистра, дешифратор, вход которого соединен с вторым выходом первого регистра, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход — с вторым входом второго элемента И, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом

1550603

24 второго элемента И, блок коммутации, первый и второй входы которого 1 соединены соответственно с выходами элемента ИЛИ и дешифратора, третий вход с соединен с второй входной шиной, а выход — с выходной шиной, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены первый и второй запоминающие блоки, блок управления считыванием, первый и второй блоки элементов ИЛИ и блок управления сдвигом, причем первый вход первого sanoминающего блока соединен с первым выходом блока управления записью, первый и второй выходы соединены с первыми входами соответственно первого регистра и триггера, а второй вход соединен с выходом первого блока эле20 ментов ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления записью, третий выход которого соединен с первым входом второго sanoминающего блока, второй вход которого 25 соединен с выходом второго блока элементов ИЛИ, а выход — с первым входом второго регистра, второй вход которого соединен с выходом блока управления сдвигом, первый выход блока управления считыванием соединен с вторым входом элемента ИЛИ, второй выход — с третьим входом второго регистра и вторыми входами первого регистра и триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом блока управления считыванием, второй и третий входы которого соединены с выходами, соответственно формирователя импульсов и

40 задающего генератора, третий выход соединен с вторым входом первого блока элементов ИЛИ, а четвертый выход— с третьим входом первого запоминающего блока, при этом четвертый выход

45 блока.управления записью соединен с первым входом второго блока элементов ИЛИ, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления считыванием, причем третий вход второго запоминающего блока соединен с шестым выходом блока управления считыванием, седьмой выход которого соединен с первым входом блока управления сдвигом, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а третий вход — с вторым выходом блока управления считыванием, при этом пятый и шестой выходы блока управления записью соединены с четвертыми входами соответственно первого и второго запоминающих блоков.

2 ° Генератор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что блок управления считыванием содержит с первого по пятый элементы И, первый и второй триггеры, первый, второй и третий счетчики импульсов, первый и второй дешифраторы, первый и второй элементы ИЛИ и формирователь импульсов, причем первый вход второго элемента

ИЛИ соединен с первой шиной управления, выход — с первым входом второго триггера, а второй вход — с выходом первого элемента HJllf и первым входом первого элемента И,.первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго дешифратора, второй вход — с второй шиной управления, третья шина управления соединена с вторым входом первого элемента И, третий вход которого является вторым входом блока управления считыванием, а выход соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого является третьим входом блока управления считыванием, а выход! соединен с первым входом первого счетчика импульсов, выход которого соединен с входом первого дешифратора, первый выход которого соединен с вторым входом второго триггера, первым входом второго счетчика импульсов и является вторым выходом блока управления считыванием, второй выход первого дешифратора является четвертым выходом блока управления считыванием, третий, четвертый и пятый выходы первого дешифратора соединены с первыми входами, соответственно, третьего, четвертого и пятого элементов И, а шестой выход через формирователь импульсов соединен с вторыми входами первого триггера и первого счетчика импульсов, при этом вторые входы третьего, четвертого и пятого элементов И соединены с первым входом блока управления считыванием, выход второго триггера является первым выходом блока управления считыванием, выход второго счет- чика импульсов соединен с входом второго дешифратора и является третьим выходом блока управления считыванием, выход третьего элемента И соединен с первым входом третьего счетчика

1550603

26 импульсов, .выход которого является пятым выходом блока управления считыванием, выходы четвертого и пятого элементов И являются шестым и седьмым выходами блока управления считывани5 ем, вторые входы второго и третьего счетчиков импульсов соединены с четвертой шиной управления.

3. Генератор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок управления сдвигом содержит триггер, первый вход которого является первым входом блока управления сдвигом, первый элемент И, первый вход которого является 15

l вторым входом блока управления сдвигом, а второй вход соединен с выходом триггера, второй вход которого является третьим входом блока управления сдвигам, счетчик импульсов, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй входс вторым входом триггера, а выход— с входом дешифратора, к второй элемент И, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход — с выходом дешифратора, а выход является выходом блока управления., сдвигом.

1550603

1550603 (Риг. 5

1550603

15 8

U 12

5 р

2р

Выход длпка 10

О

0

0

О

1

1

1

1

0 0

О 0

О. 0 а о

0 О

О О

0 0

О 0

0 О

0 0

О 0

0 0

0 0

О

7 0 выход блока 5

О О

0 0 ао

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

О 0

0 о

0 О

0 О домер аткыдаеюго кпюца &ока 18

3

Ф

6

9

11

12

8

/б

1550603

Фиг 9 ьиод

Аока 7

ыхоо локк 12

iход лока У

Выход

&70/Я 8

uw" лоюа 1б

Й/ход длокй 17

Выход

Юлпка 18

1550603

Вью длака 1В

Вь сход

Ваи 12

Оь сод тихtS (Üå. 17 . Выход дрока 7

Выход блока 12

Щход блока М

Составитель А. Смирнов

Редактор Т. Парфенова Техред N.Äèäüèñ Корректор В. Кабаций

Заказ 278 Тираж 666 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101