Измеритель параметров импульсавыходного напряжения четырехпо-люсника

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (п>796777 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20,06.77 (21) 2500909/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.81. Бюллетень 89 2

Дата опубликования описания 150181 (51)М. Кл а

G 01 R 31/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и (53) УДК 621. 317. .799:621.3.049. . 75 (088. 8) !

T.È.Áóëûãèíà, A.Ã.ÐûæåâcKèé, Б.A.Ñóïoíèí, M.Ï.Øàäðèí и Ю.В.Шишков (72) Авторы изобретения

Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (71) Заявитель

54) ИЗМЕРИТЕЛЬ IIAPAMETPOB ИМПУЛЬСА

В61ХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА

1р

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля выходных параметров четырехполюсников, например усилителей, логических элементов, инвертирующих и неинвертирующих ключей и т.д.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель параметров импульса выходного напряжения четырехполюсника, содержащий формирователь импульсов, блок измерения и обработки выходного сигнала, элементы сравнения, источник опорных напряжений, блок линейного преобразования интервала времени, формирователь управляющего сигнала P1) Недостатком этого измерителя являются его ограниченные функциональ- 2Р ные воэможности, так как с его помощью невозможно измерить амплитуды сигналов на входе и выходе испытуемого четырехполюсника.

Цель изобретения — расширение фун- 25 кциональных возможностей.

Цель достигается тем, что в измерителе, содержащем формирователь импульсов, выход которого соединен с блоком измерения и обработки вых п Зр ного сигнала и входом испытуемого четырехполюсника, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорных напряжений, формирователь управляющего сигнала, выход которого через блок линейного преобразования интервала времени соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с общей шиной, введены элемент задержки, элемент совпадения, третий элемент сравнения, элемент сборки и переключатель, причем общая клемма переключателя соединена с первым входом третьего элемента сравнения, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения, выход — с первым входом элемента сборки, второй вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, а выход — со входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первой клеммой переключателя, вторая клемма которого соединена с выходом испытуемого четырехполюсника, а третья клемма соединена с общей шиной, вход элемента задержки соединен с первым;выходом первого элемента сравнения, а выхол—

796777 с первым входом элемента совпадения, второй вход которого соединен со вторым выходом первого элемента сравнения, а выход — co входом формирователя управляющего сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема измерителя; на фиг. 2 и 3— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель содержит формирователь

1 импульсов, элемент 2 сборки, блок

3 измерения и обработки выходного сиг-! нала, переключатель 4, источник 5 опорных напряжений, блок 6 линейного преобразования интервала времени, формирователь 7 управляющего сигнала, элементы 8, 9 и 10 сравнения, 15 элемент ll задержки, элемент 12 совпадения.

Измеритель работает следующим образом.

В зависимости от положения пере-, щ ключателя 4 измеритель может работать в трех режимах.

В режиме измерения динамических параметров, например длительности фронта импульса выходного напряжения )S испытуемого четырехполюсника 13, общая клемма переключателя 4 соединена с общей шиной. При этом временные диаграммы, характеризующие процесс формирования периода Т следования импульсов измерителя, приведены на фиг. 2, где П вЂ” выходное напряжение блоВбв 6 ка б линейного преобразования интервала времени; 35 выходное напряжение формирователя 1 импульсов; выходное напряжение испытуемого четырехполюсника 13;

- выходное напряжение эле-

ык.э мента 9 сравнения;

0 „„, — выходное напряжение элеЬых,1 мента ll задержки; — выходное напряжение элемента 12 совпадения; QS вых.7 — выходное напряжение формирователя 7 управляющего, сигнала; — момент перехода выход1 ного напряжения блока б р линейного преобразования интервала времени в область отрицательных значений; — момент равенства выход2 55 ного напряжения испытуемого четырехполюсника

13 опорному напряжению (on.w, момент срабатывания фор 6 мирователя 7 управляю- 6© щего сигналау Момент перехода выходно4 го напряжения блока б линейного преобразования интервала времени в 65 область положительных значений; момент равен-..тва выходного напряжения испытуемого четырехполюсника 13 опорному напряжейию Под„,. момент окончания периода

T ф

В пара пуль трех и я днн амических следования имскладывается из вляющих (см.фиг ° 2):

То (1) — время подготовки измерителя к очередному циклу преобразования; длительность переднего фронта импульсов выходного напряжения испытуемого четырехполюсника

13; длительность импульса выходного напряжения элемента 11 задержки; время нарастания выходного напряжения блока 6 линейного преобразования интервала времени в область отрицательных значений; — преобразуемая часть заднего фронта импульса выходного напряжения испытуемого четырехполюсника 13,от начала спада импульса (момент

ВРЕМЕНИ t4) ДО сравнения с опорным напряжением (момент времени t>) преобразованный (расширенный) пропорционально интервал времени

{ТО 6 5 ) — коэффициент преобразования ° рен д T ля ста х + изме ерио рите х со

Ъ реж метр сов осн име ов и изме овны

+ i, о где

0 Х 3= t — t

Ъ я 4 3

То = х K

Измерение динамических параметров испытуемого четырехполюсника 13,.например длительность 7 фронта,осуществпяется в три такта. В первом такте измеряется и запоминается период Т ри Uon

796777

0 3 tp+ х+ (2)

Во втором такте измеряется и запоминается значение Т при ()Опав

Т = +7> + t„ + t „+ T . (3)

В третьем такте вычисляется разность

"0 tO ("Н t„)+(t„- х

+(Т -То), (4)

С Учетом Равенств Т вЂ” — х К и (t0 t0)=(t„ †tõ ) = Т и пренебрегая значением + -+ö -, имеем дТ = ь (2+ К) (5) откуда длительность 7 фронта импульса выходного напряжения испытуемого четырехполюсника 13 определяется как

Ьых.1

Ьых.w

15 (6)

2.+К

В режимах измерения амплитудных характеристик входного и выходного сигналов испытуемого четырехполюсника 13 ко входу элемента 10 сравнения прикладывается либо выходное напряжение формирователя 1 импульсов (Ug) либо выходное напряжение испытуемого четырехполюсника 13 (U„ ) в зависимости от положения переключателя 4. Вре- 25 менные программы, поясняющие работу измерителя в этих режимах> представлены на фиг. 3, где U0 6 — выходное напряжение

ЬЫх.б блока 6 линейного пре- 3ф образования интервала времени; выходное напряжение

ВыхВ элемента 8 сравнения;

"ьых 0 двое напряжение 35 элемента 10 сравнения; — выходное напряжение формирователя 1 импульсов; выходное напряжение испытуемого четырехполюсника 13;

В,„ — выходное напряжение элемента 9 сравнения; выходное напряжение элемента 11 задержки; 45

U» «z — выходное напряжение элемента 12 совпадения; — выходное напряжение формирователя 7 управляющего сигнала; 50 — момент перехода выходно1 го напряжения блока 6 линейного преобразования интервала времени в область отрицательных значений; — момент равенства выходного напряжения испытуемого четырехполюсника

13 опорному напряжению

Uon., 40 — момент срабатывания формирователя 7 управляющего сигнала

t — момент перехода выход4

1 ного напряжения блока 45

6 где S — скорость нарастания выходного напряжения блока 6 линейного преобразования интервала времени, значение которой известно и постоянно.

Дальнейший процесс формирования периода происходит так же, как и приизмерении динамических параметров испытуемого четырехполюсника 13, т.е. в интервале времени t„ = -t5 напряжение на выходе блока 6 лийейного преобразования интервала времени продолжает линейно возрастать c,áoëüøoé скоростью (до момента времени t6), а после окончания интервала времейи (одоп+ t>) — линейно уменьшается с малой, скоростью.

Таким образом, при измерении амплитуды входного и выходного напряжений испытуемого четырехполюсника 13 период следования импульсов измерителя складывается из следующих составляющих: (9) где t = t -t — время подготовки из4 1 мерителя к 1очередному циклу преобразования; — время нарастания вы.A0n 5 ходкого напряжения блока 6 линейного преобразования интервала времени от 0 до О»,. преобразуемая часть

6 линейного преобразования интервала времени в область положительных значений; — момент равенства выходного напряжения блока

6 линейного преобразования интервала времени измеряемому напряжению; †.момент равенства выходного напряжения испытуемого четырехполюсни- ка 13 опорному напряжению;

7 — момент окончания периода Т.

Формирование заднего фронта импульса напряжения формирователя 1 импульсов будет происходить в момент сравнения выходного напряжения блока 6 линейного преобразования интервала времени с бх или с U (момент времени t5) т.е в момейт времени напряжение Usыхб на выходе блока 6 линейного преобразования интервала времени равно измеряемому напряжению "Ьыхб= U„ а интервал времени (t5-t4) равный задержке срабатывания (по заднему фронту) формирователя 1 импульсов, пропорционален измеряемому напряжению и определяется из выражения х до =,, (В) 79б777 заднего фронта импульса выходного напряжения испытуемогО четырехполюсника 13>

То(пп+ „) К- преобразованный ин-тервап времени;

К вЂ” коэффициент преобразования.

Измерение U осуществляется в три такта. В первом такте измеряется и запоминается период следования им- ® пульсов измерителя, определяемый выражением (9). Во втором такте измерения общая клемма переключателя 4 соединяется с общей шиной измерителя.

При этом измеряется и запоминается значение периода следования импуль- И сов измерителя, определяемое из выРажениЯ (1), ЗначениЯ (7о в пеРвом и втором тактах измерения должны быть равными. В третьем такте находится разность результатов измерения пре- Щ дыдущих тактов

< on < (10)

С учетом выражения (8) имеем

ЬТ

u =- — к.

Х Я 25

Следовательно, измерение импульсных напряжений в измерителе сводится к преобразованию измеряемого импульсного напряжения в интервал времени и последующему многократному расшире- у нию этого интервала времени.

Таким образом, измеритель параметров импульса выходного напряжения четырехполюсника позволяет измерять как динамические параметры испытуемого четырехполюсника, так и амплитуды импульсных напряжений, т.е. обладает более широкими функциональными возможностями.

Формула изобретения

Измеритель параметров импульса выходного напряжения четырехполюсника, =одержащий формирователь импульсов, выход которого соединен с блоком измерения и обработки выходного сигнала и входом испытуемого четырехполюсника, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорных напряжений, формирователь управляющего сигнала, выход которого через блок линейного преобразования интервала времени соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого соединен с общей шиной, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент задержки, элемент совпадения, третий элемент сравнения, элемент сборки и переключатель, причем общая клемма переключателя соединена с первым входом третьего элемента сравнения, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения, а выход — с первым входом элемента сборки, второй вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, а выход — со входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первой клеммой переключателя, вторая клемма которого соединена с выходом испытуемого четырехполюсника, а третья клемма соединена с общей шиной, вход элемента задержки соединен с первым выходом первого элемента сравнения, а выход— с первым входом элемента совпадения, второй вход которого соединен со вторым выходом первого элемента сравнения, а выход — со входом формирователя управляющего сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 532065,. кл. G 01 R 31/28, 1975.

796777

Составитель С. Бычков

Редактор Ю.Петрушко Техред А.Бабинец Корр е кт ор С . Ш екмар

Заказ 9764/63 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф

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