Измеритель временных характеристик переходных процессов

 

-т

ОРйСАНЙЕ

ЙЗОБРЕТЕЙ ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (обоз оветсних

Сощиалнстических

Республик а1,708507 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 03.05.77 (21) >480340/18 21 (5l)М. Кд.

Н 03 К 13/17 с присоединением заявки.%

Г6ЩД&ВтВВНКЫИ КВВВИТВТ (23) П риорнтет

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень М 1

Вэ ювляи и306 иеиик к Ото>Чтим (Бз) ДК 681. .328 (088.8) Дата опубликования описания 08.01,80

Н. И. Шатило

Минский радиотехнический институт

{ 54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ХАРЛКТЕРИСТИК

ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения времени нарастания и времени установления переходных процессов в цифровой форме.

Изьестны устройства для измерения временных характеристик переходных процессов, содержащие импульсный генератор и измеритель временных интервалов (1)„

При этом в качестве измерителей временных интервалов изспользуются осциллографы, которые не обеспечивают высокой точности быстродействия и ав» томатизапии процесса измерений.

Известно также устройство для измерения длительности (времени установлени я) переходного процесса с предста лением результата измерения в цифровой форме, содержаьчее измерительный блок, три счетчика, многовходовый 9lt8мент совпадения, основной триггер, два эле.лента И, генератор импульсов, выход которого соединен с первыми. входами элементов И (2).

Однако данное устройство отличается черезмерной сложностью и не позволяет чолучать одновременно информацию о других характеристиках переходного процесса, например о времени нарастающая.

Цель:.предлагаемого изобретения— повьииение надежности работы и прои:-Рводительности измерений.

Для этого в известный измеритель временных характеристик переходных про ессов введен дополнительный триггер, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, первый вход дополнительного триггера соединен с выходом многовходового элемента совпадения, а второй вход дополнительного триггера с первым входом первого счетчика, первым выходом измерительного блока и первым входом основного триггера, второй вход которого подключен ко второму выходу измерительного блока, Выход основного триггера через второй элементов И 3 и 7 присутствует низкий (запрещающий) потенциал, и импульсы генератора 10 импульсов не проходят на входы счетчиков 4, 8, 9.

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

На втором элементе И 3 появляется (разрешающий) потенциал (фиг. 2в) и импульсы генератора 10 начинают поступать на вход второго счетчика 4, увеличивая его код. Когда входное напряжение впервые достигает зоны норма", первый импульс со второго входа измерительного блока 1 (фиг. 2г) возвращает триггер 2 в исходное состояние (фиг.

2в) и переключает дополнительный триг гор 6 (фиг. 2д), закрывая элемент И 3 и открывая элемент И 7, При этом во втором счетчике 4 оказывается записанным код, соответствующий интервалу времени»-, t c»(âðåìåíè нарастания сигнала), а импульсы с выхода генератора

10 импульсов начинают поступать на вход третьего счетчика 8 и второй вход первого счетчика 9. Первый счетчик 9 изменяет свой код только в моменты, когда на его первом входе имеется выСокий (разрешающий) уровень напряжения.

При низком уровне напряжения на этом входе в счетчике 9 устанавливается нулевой код и импульсы, поступающие на второй вход, не изменяют состояние счетчика 9. Яноговходовый элемент 5 совпадения сравнивает коды, записываемые и первом счетчике 9 во время действия разрешающих импульсов на его первом входе с кодом, записанном во втором счетчике 4. Если переходный процесс не установился, то длительность этих разрешающих импульсов, соответствующая времени нахождения исследуемого сигнала в зоне норма", всегда мел»ше, чем время нарастания сигнала »»ap. tq t- o> поскольку ширина зоны норма» 2 50 значительно меньше, чем разность напряжения U между нижней границей зоны норма" U»>qq — 2»,Lj и величиной U o (фиг. 2а). Например, при обычно принятых уровнях отсчета переходных процессов Ц =0,4 lJyeq U LU = O»4 U >cy» ширина эоны "норма" составляет не Голее 0,25» !.

Поэтому, если переходный процесс не установился, коды,занисыва мь>е и первом з 708507 элемент И соединен со входом второго счетчика, а выход первого элемента И подключен ко второму входу первого счетчика и ко входу третьего счетчика, причем ныходы первого и второго счетчико

5 соединены со входами многовходового элемента совпадения.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 даны временные диаграммы его работы. 10

Устройство содержит (фиг. 1) последовательно соединенные измерительный блок 1, основной триггер 2, второй элемент И 3, второй счетчик 4 и последовательно соединенные многовходовый 15 элемент 5 совпадения, дополнительный ч . триггер 6, первый элемент И 7, выход которого соединен со входом третьего счетчика 8 и перным входом первого счетчика 9. Первые входы элементов 20

И 3 и 7 подключены к выходу генератора 10 импульсов, при этом второй выход измерительного блока 1 соединен со вторым входом основного триггера 2, вторым входом дополнительного триггера

6 и вторым входом первого счетчика 9, а входы многовходового элемента 5 совпадения - с выходами первого и второго счетчиков 4 и 9. Измерителыпяй блок 1, стожций на входе устройства, обеспечивает регулировку уровня установившегося значения входного напряжения, ширины зоны норма, а также уровня напряжения 0О (фиг. 2a), с момента достижения которого входным сигналом З- начинается отсчет временных характеристик переходных процессов (обычно Uo

= 0,1О„„.

Устройство работает следующим образом.

На первом выходе измерительного блока 1 всегда присутствует низкий уровень напряжения и только в момент достижения входным сигналом уровня Uo на этом выходе появляется импульс. На втором 4 выходе измерительного блока 1 высокий потенциал присутствует только при значениях входного напряжения, находящихся в пределах зоны норма, при других значениях входного напряжения на этом 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, 8, 9. устанавливается нулевой ход, триггеры 2 и 6 переводятся в такое состояние, при котором на вторых входах

507

«О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Микросхемы интегряль-.«ь«е, аналоговые. Методы измерения электрических параметров и определения характеристик.

45 ГОСТ 19799-74.

2. Авторское свидетельство СС(:Р

No 4794246, кл. Н 03 К 13/17, 24.07.73.

5 708 счетчике 9, меньше, чем код во втором ..«отчике 4, и элемент 5 совпадения не срабатывает. Когда же перехоцный процесс последний раз входит в зону норма (момент 1„-фиг. 2я), то увеличение кода в первом счетчике 9 будет происходить от момента времени t< до момента времени t, в который код в первом счетчике 9 станет равным коду второго счетчика 4. В момент времени <и импульс с выхода элемента 5 совпадения установит дополнительный триггер b в исходное состояние (фиг. 2д), при котором закрывается элемент И 7, и в третьем счетчике 8 оказывается запи- «5 санным код, соответствующий интервалу времени t «I- t «(фиг. 2а, д) . Поскольку счетчики 4 и 9 работают от одного генератора 10 импульсов, для записи одинаковых кодов в этих счетчиках требуется 20 равное время, т.е. интервал времениФ1-, равен интервалу времени т ««- г к . От- сюда, (фиг. 2) время установления переходного процесса равно:

= t K-to - t h

Такчм образом, в третьем счетчике

8 оказывается записанным код, соответствующ:«й времени установления переходного процесса уст, я в первом и втором счетчиках 4 и 9 — кодь«, соответствующие времени нарастания переходного пронесся t,«««в.

Устройство отличается простотой работы и реализации, в нем отсутствуют такие сложные и громоздкие „ стройства, 55 как схемы переноса кодов, распределители импульсов, деширраторы и др., имеющиеся в известном устройстве. Предлагаемое устройство обладает более высокой производительностью измерений и позволяет за один ш«кл измерений определить как время нарастания, так и время установления переходного процесса.

Кроме того, при определенных условиях устройство обеспечивает сокращение времени измерений. f3 известном устройстве оно задается зяраннее, например с помощью реле и, очевидно, при любой длительности переходных процессов не может быть меньше, чем предел измерений. В предлагаемом устрой«стве время измерения ряв««о не«р+ ст (фиг. 2), поэтому выигрыш во времени измерения я« ляется функцией измеряемой величинь«.

Формула изобретени я

Измеритель временных характеристик переходных процессов, содержащи «измерительный блок, три счетчика, многовходовый элемент совпяден««я, основ««о«« триггер, два элемента И и генератор импульсов, выход которого ссед««««ен с первыми входами элементов И, о т л и— чающнйся тем,что,с целью повышения надежности работы н производительности измерений, в него введен дополнительный триггер, вы. од которого соединен со вторым входом пергкто элемента И, первый вход дополнительного триггера соединен с вь«ходом многовходового элемента совпадения, я второй вход дополнительного триггера с первым входом первого счетчика, первым выходом измерительного блока и первым входом основного триггера, второй вход которого подключен ко второму выходу измерительного блока, при этом выход основного триггера через .—,торой элемент

И соединен со входом второго счетчика, а выход первого элемента И подключен ко второму входу первого счетчика и ко входу третьего счетчика, причем m»«ходы первого и второго Счетчиков соединены со входами многовходового элемента совпадения.

70<9507

Составитель В. Мунир

Техред О-. Андрейко Корректор И. Михеева

Редактор Б. Павлов

Заказ 8514/53 Тираж 995 Поднисное

ЫНИИПИ Государственпого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,. Ж-35, Раушская на6., д. 4/5

Филиал ППИ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

) ( (!