Устройство для измерения нелинейности пилообразного напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистичвских

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20. 02. 79 (21)2726945/18-21 (51) М Кл.

G01 R 29/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытн и (23) Приорите

Опубликовано 231280. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23 ° 12 ° 80 (53) УДК 621.317. .75 7 (088 . 8) В. A. Бондарь и A. М. Кузьменко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕЛИНЕЙНОСТИ ПИЛООБРАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике измерения параметров импульсных сигналов и может быть использовано для контроля нелинейности импульсов развертки в телевидении и других облас- 5. тях радиоэлектроники.

Известно устройство для измерения нелинейности пилообразного напряжения, принцип действия которого основан на сравнении контролируемого на- 10 пряжения с эталонным 11 1.

Его недостатком является отсутствие воэможности полной автоматизации процесса измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель нелинейности, в котором использован принцип дифференцирова-. ния контролируемого напряжения, со держащий каскад дифференцирования 20 входного сигнала, ограничитель, буферный каскад, стробирующий каскад, пиковый детектор, преобразователь напряжение-время и индикаторное устройство 121., 25

Недостатками его являются отсут-. ствие автоматизации измерений, невозможность определения характера нели-. нейности, необходимость в дополнительных. расчетах для получения конт- щ ролируемого коэффициента нелинейности, низкая скорость.

Цель изобретения — автоматизация процесса измерения и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейности пилообразного напряжения, содержащее генератор импульсов регулируемой длительности, подключенный ко входу синхронизации устройства, последовательно подключенные счетчик импульсов и блок индикации, а также дифференцирующий каскад, вход которого является входом устройства, а его выход подключен ко входам амплитудного детектора и блока вЫделения вершины импульса, введены детек тор знака нелинейности, генератор ступенчатого напряжения ГСН, компаратор и элемент запрета, причем выход элемента запрета подключен ко . входу счетчика импульсов, а первый его вход через компаратор подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, первый вход которого подключен к выходу амплитудного детектора и ко второму входу блока выделения вершины импульсов, а второй вход генератора ступенчатого напт>яжения

789912 подключен ко входу синхронизации устройства, выход блока выделения вершины импульса подключен ко .второму входу компаратора и через детектор знака нелинейности к блоку индикации, а выход генератора импульсов регулируемой длительности подключен ко второму входу элемента запрета.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства : на фиг. 2 показаны основные осцилограммы, поясняющие работу устройства.

Функциональная схема устройства включает дифференцирующий каскад 1, соединенный со входом устройства, амплитудный детектор 2 и блок 3 выделения вершины импульса, подключенные к выходу дифференцирующего каскада, генератор 4 импульсов регу лируемой длительности, соединенный со входом синхронизации устройства, счетчик 5 импульсов и соединенный с ним последовательно блок 6 индикации, ГСН7, соединенный с выходом амплитудного детектора 2 и входом синхронизации, компаратор 8, подключенный к выходам ГСН7 и блока 3 выделения вершины импульса, элемент 9 запрета, соединенный с выходами генератора 4 импульсов регулируемой . длительности и компаратора 8, де тектор 10 знака измеряемой величины, соединенный с выходом блока 3 выделения вершины импульса и входом блока

6 индикации.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем состоянии на вход дифференцирующего каскада поступает контролируемое пилообразное напряжение

IJ . Одновременно на входе импульсов генератора 4 импульсов регулируемой длительности появляются импульсы синхронизации U „„„p, определяющие частоту повторения импульсов пилообразного напряжения. На выходе диФференцирующего каскада появляются импульсы прямоугольной формы Q (фиг. 2), амплитуда которых пропорциональна скорости нарастания вход ного напряжения U>, а спад вершины соответствует изменению этой скорости, т.е. характеризует нелинейность пилообразного напряжения во время прямого хода Оп .

Ia выходе амплитудного (пикового) детектора 2 появляется постоянное напряжение, пропорциональное максимальной скорости U> . Это напряжение поступает далее на один из входов блока 3 выделения вершины .продифференцированного импульса (разностный усилитель с постоянным коэффициентом усиления), на другой вход этого блока поступает продифференцированный импульс с выхода дифференцирующего каскада 1. В блоке выделения происходит вычитание поступивших на вход напряжений с

65 минимальную длительность несколько большую длительности обратного хода

ПН. Таким образом, импульсы сравнения очередной ступени напряжения от

ГСН 7 с вершиной продифференцирован-ного импульса, приходящиеся на момент обратного хода, не поступают на счетчик 5 импульсов. Импульсы сравсравнения, приходящиеся на период прямого хода ПН, поступают от компаратора 8 через элемент 9.запрета на счетчик 5 (U9 Фиг. 2) и далее на блок 6 индикации.

Если величину .ступени в ГСН выбрать равной 1Ъ от величины напряжения амплитудного детектора, пропорционального максимальной скорости изменения

ПН, то число ступеней, укладывающихпоследующим усилением на постоянный коэффициент усиления, в результате чего на выходе получается импульс ,напряжения U> )фиг. 2), повторяющий форму вершины продифференцированного импульса. Коэффициент усиления раз- ностного усилителя выбирается из следующего соотношения : K < = 1Ф мах где 4 „— максимальное значение из-

-, МО Х, меряемой нелинейности в относительных

I единицах. Так, при заданной максимальной нелинейности 0,1 К = 10, при = Ор01 К с : 100. Если необходимо шкалу измеряемых нелинейностей разбить на несколько поддиапазонов, то это значит,. что и К„

15 надо выбирать имеющим несколько фиксированных значений.

ГСН 7 работает совместно с двоичным счетчиком. В качестве напряжения, питающего резистивную матрицу генера20 тора, используется напряжение с выхода амплитудного детектора, пропорциональное скорости изменения пилообразного напряжения(ПН),т,е. равное апмлитуде продифференцированного импУльса.На выходе ГСН формируется ступенчатое напряжение Ц (фиг. 2), величина каждой ступени которого находится в прямой зависимости от величины максимальной скорости измеряемого ПН. Причем, каждая ступень формируется синхронно с импульсами поступающего на вход устройства ПН. Цикл измерения нелиней ности ПН заканчивается после формирования максимального выбранного числа ступеней, например 127. С выхода ГСН 7 ступенчатое напряжение поступает на один-из входов компаратора 8, сравнивается с величиной импульсов вершины, посту40 пающих с выхода разностного усилителя 3 на другой вход компаратора (фиг. 2) . Импульсы 08(фиг. 2 ) формируемые компаратором 8 в момент сравнения ступени с вершиной, поступают на один из входов элемента 9 запрета. На другой вход элемента 9 запрета поступают импульсы Ц (фиг.

2) с выхода генератора 4, имеющие

789912 ся в амплитуде импульса вершины, и есть коэффициент нелинейности в процентах, определяемый по известной

1 I формуле Un ma» и нц п М

О (и и чна» песк

Ддя замера величины нелинейности ПН на отдельном выбранном участке прямого хода необходимо изменять длительность импульсов запрета, поступаю. щих с генератора 4 импульсов регулируемой,длительности. На фиг. 2 измейение длительности импульсов 04 показано штриховой линией.

На детектор 10 знака измеряемого коэффициента нелинейности сигнала поступает сигнал с выхода блока 3 выделения вершины (разностного уси- l5 лителя ) . Здесь он дифференцируется и усиливается. В результате на выходе получается отрицательный импульс ,при положительном коэффициенте нелинейности (т.е. когда скорость изменения в начале ПН больше, чем в конце ), и положительный, когда коэффициент нелинейности отрицательный. Импульсы с выхода усилителя детектора знака поступают далее на соответствующий индикатор, например светодиод.в блоке 6 индикации.

Высокая скорость измерения и получения непосредственного отсчета измеряемой величины в цифровом виде позволяют полностью автоматизировать процесс измерения и применять предлагаемое устройство для контроля не1

:линейности серийно выпускаемых генераторных раэверток для телевизионных и других устройств. 35 формула изобретения

Устройство для измерения нелиней ности пилообразного напряжения, со-„ 4р держащее генератор импульсов регулируемой длительности, подключенный ко входу синхронизации устройства, последовательно подключенные счетчик импульсов и блок индикации, а также дийференцирующий каскад, вход кото- рого является входом устройства, а его выход подключен ко входам амплитудного детектора и блока выделения вершины импульса, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью автоматизации процесса измерения и повышения быстродействия, в него введены детектор знака нелинейности, генератор ступенчатого напряжения, компаратор и элемент запрета, причем выход элемента запрета подключен ко входу счетчика импульсов, а первый его вход через компаратор подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, первый вход которого подключен к выходу амплитудного детектора и ко второму входу блока выделения вершины импульсов, а второй вход генератора ступенчатого напряжения подключен ко. входу синхронизации устройства, выход блока выделения вершины Импуль сов подключен ко второму входу компаратора и через детектор знака нели- нейности к блоку индикации, а выход генератора импульсов регулируемой длительности подключен ко второму входу элемента запрета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 521530, кл. 501 R 29/02, 25.09.72.

2. Одиноков В.Ф. Измеритель нелинейности пилообразного напряжения.—

" Иэмерительная техника", 1974, Р 9, .. 74-.76 (прототип) .

789912

Составитель В. Дубков

Техред М.Рейвес Корректор М. Шароши

Редактор О Малец

Заказ 9034/46 Тираж 1019 Подписное

BHHHOH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наь, д. 4/5

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