Устройство для измерения искажений плоской вершины периодических импульсов Советский патент 1983 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях искажени прямоугольных импульсов.

Известно устройство для обнаружения искажений плоской вершины периодических импульсов, содержащее бло регулировки амплитуды сигнала, два амплитудных ограничителяу блок формирования импульсов управления/ блок выделения пикового значения сигнала, блок сравнения,.блок совпадения, блок формирования .импульсов управления блок .формирования стробимпульса, генератор импуль- : сов остановки и блок разряда l .

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет определить характер искажений и измерить искажения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения искажений плоской вершины периодических импульсов, содержащее блок вьщеления пикового значения сигнала, первый вход которого соединен с выходом второго амплитудного ограничителя, второй вход - с выходом блока разряда, а выход - с першдм входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого амплитудного ограничителя, а выход к второму входу блока совпадения, первый .вход которого связан с ныходом блока фор1 ро5ания стробимпульсов, а выход - с входом генератора импульсов остановки, выход которого соединен с входом блока разряда, причем вход второго амплитудного ограничителя подключен к выходу блока регулировки амттктутл сигнала, вход блока формирования стробимпульсов - к выходу блока формирования импульсов управления, а входы блока регулировки амплитуды сигнала, первого амплитудного ограничителя и блока формирования импульсов управления - к шине исследуемого сигнала., причем выход блока формирования импульсов управления связан с первыми входами триггера, первого и второго счетных блоков, а выход генератора импульсов остановки - с вторыми входами второго счетного блока и триггера, выходом соединенного с первым входом блока регистрации, второй вход которого подключен к выходу первого счетного блока, а третий вход - к выходу второго счетного блока 2 ,

Недостатками этого устройства являются ограниченность метрологических характеристик не позволяет определять характер искажений ; (спад или подъем и характеризуется низкой точностью измерений..

Цель изобретения - расширение диапазона метрологических характеристик.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения искажений плоской вершины периодических импульсов, содержащее блок выделения пикового значения сигнала, блок сравнения и блок формирования импульсов управления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, снабжено дифференциальным усилителем, вторым блоком сравнения, блоком форг рования опорных напряжений, блоком индикации и блоком логических операций, три выхода которого соединены с тремя входами блока индикации, первьй вход с первым выходом второго блока срав- . нения, второй вход - ,с первым выходом первого блока сравнения, третий вход - с вторьм выходом второго

блока сравнения, четвертый вход с вторым выходом первого блока сравнения, шестой вход - с третьим вы- ходом блока формирования импульсов управления, пятый вход - с вторым

выходом блока формирования импу льсов управления и вторым входом блока выделения пикового значения сигнала, выходом связанного с входом блока фор:мирования опорных напряженяй, второй выход которогоСоединен с BTopbjM входом первого блока сравнения, первый выход - с вторым входом дифференциального усилителя, а третий выход - с вторым входом второго блока сравнения,,третий вход которого .подключен к третьему входу .йервого блока сравнения и первому выходу блока формирования импульсов управления, а первьой вход - к выходу

дифференциального усилителя, первый

вход которого связан с шиной исследуемого сигнала, первым входом первого блока сравнения и первым входом блока выделения пикового .значения сигнала. . .

На фиг, 1 Представлена структур ная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство состоит из дифференциального усилителя 1, блока 2 внщеления пикового значения сигнала, второго блока 3 сравнения, первого блока 4 сравнения, блока 5 формирования опорных напряжений, блока б Логических операций, блока 7 формирования импульсов.управления, блока 8 индикации.

Три выхода блока б логических операций соединены с тремя входами блока 8 индикации, первый вход .- с пер ВБИЛ; вы:ходом второго блока 3 сравнения, второй вход - с первым выходом первого блока 4. сравнения, третий вход - с вторым выходом второго блока 3 сравнения, четвертый вход с вторым выходом первого блока 4

сравнения, шестой вход - с третьим выходом блока 7 формирования импульсо управления, пятый вход - с вторым в ходом блока 7 формирования импульсо управления и вторым входом блока 2 выделения пикового значения сигнала выходом связанного с входом блока 5 формирования опорных напряжений, вт рой выход которого соединен с вторы входом первого блока 4 сравнения, п вый выход - с вторым входом диффере циального усилителя 1, а третий выход - с вторым входом второго блока 3 сравнения, третий вход которого подключен к третьему входу первого блока сравнения и первому выходу бл ка 7 формирования импульсов управления, а первый вход - к выходу диф ференциального усилителя 1, первый вхол которого связан с шиной иссле дуемого сигнала, первый входом перв го блока 4 сравнения, первым входо блока 2 выделения пикового значения сигнала и входом блока 7 формирования импульсов управления. Устройство работает следующим образом. На первые входы дифференциального усилителя 1, первого блока 4 сравнения, блока 2 выделения пикового значения сигнала и вход блока 7 формирования импульсов управления поступает исследуенялй сигйал последовательность импульсов, вер- вшна которых имеет спад или подъем. Блок 2 выделения пикового значения импульса осуществляет двухступенчатое запоминание пикового значения. Первая ступень с малой постоян ной времени следит за изменением мгновенных значений исследуемого им пульса последовательности и при дос тижении максимального значения сохраняёт его неизменшлм (фиг. 2,а , штриховая линия в течение длительности исследуемого импульса и длительности импульса, формируемого блоком 7 формирования импульсов управления /фиг.2,6) . Последний, длительность которого достаточна для заряда элемента памяти - конденсатора второй ступе rik запоминания мак симального значения, возникает на срезр одного из прямоугольных им пульсов фиг. 2,6) , формируемых из исследуемой последовательности им.пульсов. , За время существования импульса г|фиг. 2,Ь) происходит заряд эле мента памяти - конденсатора второй ступени запоминания максимального значения фиг. 2,д) через нормально открытый электронный ключ, находящийся в этом же блоке. На срезе импульса (фиг. 2,) блок 7 4 ормирует на втором выходе сигнал управления . 2,7) , закрывающий электронный ключ, -фиксируя тем самым постоянное iнапряжение Um , пропорциональное максимальному значению измеряемых импульсов (фиг. 2)9) , которое сохраняется на выходе блока 2 на время порядка 2-3 с, достаточное для визуального наблюдения результата измерения в блоке 8 индикации. Далее процесс измерения повторяется заново. Во время существования сигнала -на втором выходе блока 7 формирования импульсов управления (фиг. 2,1) блок 5 формирует следукяяие опорные напряжения : напряжение, составляющее 0,8 от максимального значения измеряемых импульсов и поступающее с первого выхода на второй вход дифференциального усилителя 1; напряжение, составляющее 0,5 от максимгшьного значения и поступающее с второго выхода на второй вход блока 4 сравнения, и напряжение, значение которого-можно изменять в диапазоне от О до 0,2kUrn(U- коэффициент усиления дифференциального усилителя 1, усиливаемый разностный сигнал равен A{Jex Urn- 0,8U№ 0,2Um и -поступающее с третьего выхода блока 5 на второй вход блока 3 сравнения. Усиление части импульса (фиг. 2j) расположенной выше урйвня 0,8 от максимального значения измеряемых импульсов, позволяет увеличить разрешаквдую способность блока 3 сравнения. Блок 7 формирования импульсов управления с помощью сигнала управления (фиг.2,7) вырабатывает сигнал (фиг. ) разрешения на срабатывание блоков 3 и 4 сравнения, пбступагаций на третьи входы этих блоков. Инвертированный сигнал управления (фиг. 2,) с третьего выхода блока 7 поступает на шестой вход блока б логических операций, низкий уровень этого сигнала блокирует работу блока 8 индикации с целью предупреждения одновременного загорания двух элементов индикации блока 8 в случае отсутствия искажений. В блоке 3 сравниваются усиленный разностный сигнал k В (Urt,-0 ,) и напряжение, изменяющееся в пределах от О до 0;21С-И„,(фиг. 2,ij) . В блоке 4 рравниваются напряжения. Un и 0,5Цп . При спаде плоской вершины второй блок 3 сравнения выдает на первый выход импульс, возникающий в момент фронта усиленной верхней части исследуемого импульса (фиг. 2, и) , а на второй выход - импульс, возник ощий в момент, когда плоская вершина спадает до уровня, установленного на втором входе этого блока сравнения. Первый блок 4 сравнения выдает на свои первый и второй выходы импульсы, возникающие на фронте и срезе исследуемого импульса. Если искажение представляет собо спад плоской вершины, то совпадают во времени импульсы, возникающие на первых выходах блоков 3 и 4 сравнения. Это совпадение фиксируется в блоке б срабатыванием первого . триггера фиксации. Затем выявляется одинаковость логических уровней на первом выходе этого триггера и втором выходе вторрго триггера фиксации , (этот триггер, фйксируквдий совпадение импульсов на вторых выходах блоков 3 и 4, при спаде не срабатывает) (иг 2,, С приходом управляющего сигнала на элемент блока 6, выявийший одинаковость ло1«ческих уровней/ в блоке 8 индикац загорается табло Спад . Если искажение представляет сйбо подъем плоской вершины, то совпадае во времени импульсы, возникающие на втсчрых выходах блоков 3 и 4 сравнения - импульс среза усиленной верх1ней части исследуемого импульса и импульс среза исследуемого импульса то совладение фиксируется в блоке б, Затем выявляется одинаковость логических уровней на первом выходе второго и втором выходе первого триг-, геров фиксации и загорается табло Подъем веришны. При неискаженной плоской вершине выявляется одинаковость логических уровней на первых ., выходах триггеров фиксации и загорается табло Вершина плоская. Значение искажения вервшны в процентах от максимального значения исследуемого импульса определяется путем вращения от потенциометра блока 5, с подвижного контакта которого снимается опорное напряжение 0-0,2k.-Ом,. Угол поворота соответствует истинному значению величины искажений при загорании табло Вершина плоская. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность определения вида искажений вершины импульсов, изме1зение значения искажений, выдачу сигналов при превышении допустимых значений искажений.

УСТРОЙСГЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКАЖЕНИЙ ПЛОСКОЙ ВЕРВШНЫ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее блок выделения пикового значения сигнала, первый блок сравнения и блок формирования импульсов управления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона метрологических хар 1ктеристик, оно снабжено дифференциальным усилителем, вторым блоком сравнения , блоком формирований опорных напряжений, блоком индикации и блоком логических операций/ три выхода которого соединены с тремя входами блока индикации, первый вход - с первым выходом второго блока сравнения, второй вход с первым выходом первого блока . сравнения, третий вход - с вторым выходом второго блока сравнения, четвертый вход - с вторым выходом первого блока сравнения, шестой вход - с третьим выходом блока формирования импульсов управления, пятый вход - с вторим выходом блока формирования импульсов управления и вторым входом блока выделения пикового значения сигнала, выходом связанного с входом блока формирования опорных напряжений, второй выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, S первый выход - с вторым входсяи дифференциального усилителя, а третий выход - с вторым входом второго блока срсшнения, третий вход которого подключен к третьему входу первого блока сравнения и первому выходу блока формирования импульсов управления, а первый вход - к виходу дифференциального усилителя, первый вход которого связан с шиной Dl исследуемого сигнала, первым вхо;ДОМ первого блока сравнения и :вым зходок блока выделения пикового эо эо значения сигнала. :о

,