Способ измерения времени установления переходных процессов четырехполюсников Советский патент 1984 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при измерении времени установления переходных процессов быстродействующих цифро-аналоговых преобразователей и других четырехполюс НИКОВ, имеющих осциллирующую переходную характеристику. Известен осциллографический способ измерения времени установления переходных процессов четырехполюсНИКОВ заключающийся в формировании тестовыхимпульсов,запускающих исследуемый четырехполюсник, и отсчете результата измерения на экране о циллографа Си. Недостатком данного способа явля ется малая точность и ручной процес измерения. Наиболее близким- к предлагаемому по технической сущности является способ измерения времени установлен переходных процессов четырехполюсни ков, заключающийся в том, что при п вом включении определяется, фиксиру ется и -запоминается уровень установившегося значения, затем формирует ся уровень меньший установившегося и уровень больший установившегося, аосле чего фиксируют код интервала времени, отсчитываемого от момента второго включения измеряемого элеме та до.момента последнего вхождения исследуемого сигнала в зону между пороговыми уровняг.да 2 . Однако известный способ характеразуется низкой точностью измерения времени установления, особенно при малых пороговых уровнях. Цель изобретения - повышение точ ности измерения. Поставленная цель достигается тем что согласно способу измерения времен установления переходных процессов четырехполюсников, заключающемуся в трм, что фиксируют код интервала времени, отсчитываемого от момента включения измеряемого элемента до момента последнего вхождения исследуемого сигнала в зону между порого выми уровнями, устанавливают установившееся значение усиленного иссл дуемого сигнала равным заданному значению, устанавливают величину . вспомогательного постоянного напряжения равной максимальной амплитуде исследуемого сигнала, добавляют к вспомогательному напряжению положительный и отрицательный начальные .уровни, используют суммарные напряжения в качестве уровней отсчета временных интервалов, запоминают величину измеряемого временного интервала, изменяют вспомогательное напряжение в К раз и К раз повторяют измерение времени установления, заканчивают процесс измерения после того, как постоянное вспомогательное напряжение снизится до значения, равного минимальной амплитуде исследуемого сигнала, и выбирают из измеренных и запомненных временных интервалов наименьший, соответствующий истинному значению-времени установления переходных процессов. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема варианта устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временные диаграммы. Устройство состоит из двухканального стробоскопического преобразователя 1, исследуемого элемента 2, усилителя 3 с регулируемым коэффициентом усиления, первого блока 4 сравнения, блока 5 уровней, блока б уп-. равления, реверсивного Ьчетчика 7, первого счетчика8,первого и второго цифро-аналоговых преобразователей 9 и 10, первого и второго сумматоров 11 и 12, второго блока 13 сравнения, триггера 14, второго .счетчика 15, генератора 16 тестовых импульсов, усилителя 17, третьего блока 18 сравнения, регистра 19 памяти с индикацией, блока 20 Сравнения кодов. Способ реализуется следующим образом. На вход преобразователя 1 с выхода исследуемого элемента 2 поступает сигнал переходного процесса. Сигнал преобразователя 1 в преобра- . зованном масштабе времени подается на усилитель 3 с регулируемым усилением. Если частота стробимпульсов в преобразователе 1 установлена выше частоты повторения сигнала, то такой преобразователь преобразует сигнал в обратном направлении (фиг.2) В этом случае, если измерить временной интервал между первым превышением сигналом одного из уровней отсчета и импульсом запуска, то он будет равен изменяемому времени установления. Усиленный сигнал подается на первый вход первого блока сравнения, на второй вход которого подается :0порный уровень с первого выхода блока 5 уровней. Блок. б управления включает первый блок 4 сравнения в промежуток времени, когда на выходе усилителя 3 присутствует , установившееся значение сигнала. Импульс синхронизации в блок 6 управления подается с третьего выхода преобразователя 1. В зависимости от результата сравнения производится либо досчет либо вычет импульсов реверсивного счетчика 7. Код последнего управляет усилением усилителя 3. С окончанием цикла регулирования амплитуды блок б управления выключает первый блок 4 сравнения, сбрасывает йервый счетчик 8 в ноль. Код первого счетчика 8, поступающий на входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей 9 и 10, устанавливает на их выходах два мак симальных постоянных вспомогательных напряжения, которые поступают на первый и второй сумматоры 11 и 1 Максимальная величина постоянного вспомогательного напряжения выбирается равной V V+V niTioix crtscKX Э I где V - максимальное значение установившегося значения сигнала на выходе усилителя 3; V3 - напряжени запаса, составляющее от 2 до 5% от полного изменения постоянного напря жения. В сумматорах 11 и 12 суммируются выходные токи преобразователей 9 и 10 с положительными и отрицательными начальными уровнями, поступающими из блока 5 уровней. На выходах сумматоров 11 и 12 образуются уровни отсче , которые подаются на второй и третий входы второго блока 13сравнения. С приходом следующего синхроимпульса, блок 6 управления .включает второй блок 13 сравнения. Когда уровень сигнала превысит урожень отсчета Vg , поступающий на второй вход блока 13 из первого сумматора 11, либо станет меньще уровня отсчета v , поступающего на третий вход блока 13 из второго сумматора 12, блок 13 генерирует импульс, который переключает триггер 14в другое положение. Включение триггера 14 (фиг.2) произойдет в йомент времени t . Уровень Уц будут больше установившегося значеНИН сигнала, и с приходом импульса включения с блока б блок 13 генерирует импульс управления триггером 14, выходной сигнал которого включает счет счетчика 15. На втором вхо де преобразователя 1 присутствует выходной сигнал генератора 16 тестовых импульсов, который запускает .исследуемый элемент 2. Генератор.16 тестовых импульсов запускается им-, пульсом запуска преобразователя 1. В случае, когда время установления измеряется не от определенного уровня импульса запуска, а от определенного уровня выходного сигнала исследуемого элемента 2, на второй выход двухканального стробоскопического преобразователя 1 подается тот же сигнал как и на первый его выход. Сигнал с второго выхода преобразователя 1 поступает на вход усилителя 17, ас его выхода - на первый вход третьего блока 18 сравнения, на второй вход которого с блока 5 уровней поступает уровень отсчета. При срав нении мгновенного уровня сигнала с выставленным уровнем отсчета третий блок 18 сравнения генерирует импульс, который возвращает триггер 14 в исходное состояние. Счет им- : пульсов во втором счетчике 15 прекращается. Выходной код второго счетчика 15 будет пропорциональным измеренному временному интервалу t,j-t. Измеренный результат запоминают в регистре 19 памяти с индикацией . Синхронно со следующим синхроимпульсом блок б управления вырабатывает импульс, увеличивающий содержание первого счетчика 8 на единицу, что уменьшает на ступеньку выходное напряжение первого и второго цифро-аналоговых преобразователей 9 и 10, и тем самым и уровни отсчета, поступающие на второй блок 13 .сравнения. Измерения повторяются. :После i-2 измерения постоянного вспомогательное напряжение принимают величину. V.2 , а уровни отсчета значения Hi-Z Первое сравнение произойдет в момент времени , измеренный временной 1 интервал будет равным t,- 2-t-5 При установ ке величин постоянного напряжения равных V,.. , и Vp,-. измеренный временной интервал будет незначительно уменьшаться- (t{., -t-j ) . () {t.). При дальнейшем уменьшении величины постоянного вспомогательного напряжения (например Vf,.j .2 ) измеренный временной интервал опять возрастает (), так как сигнал превысит уровень Vg, При уменьшении постоянного вспомогательного напряжения до Vp . (при К-том измерении), измеренный временной интервал опять возрастает до величины , так.как в момент включения блока 13 значение сигнала превысит уровень отсчета Vg.. Минимальную величину постоянного вспомогательного напряжения выбирают.равной . . V v -V Ml П min с. min з где Vj; , - минимально возможная величина установившегося значения сигнала на выходе усилителя 3 . 1 После К-того измерения, где К - емемкость первого счетчика 8, на его выходе появляется импульс, поступающий на вход блока б управления. В блоке 20 сравнения кодов производят сравнение результатов измерения временных интервалов и выбирают наименьший, который является результатом измерения времени установления четырехполюсника. Предлагаемый, способ позволяет увеличить точность измерения времени установления переходных процессов четырехполюсника, особенно при уровнях мало отличающийся от установившегося эиачения сигнала. Это обеспечивается, в частности, возможностью регулировки амплитуды сигнала и статистической обработкой результатов измерения.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСН ИКОВ, з аключающий ся в том, что фиксируют код интервала времени, отсчитываемого от момента включения измеряемого элемента до момента последнего вхождения исследуемого сигнгша в зону между noporoBtJM уровнями, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устанавливают установившееся значение усиленного исследуемого сигнала равным заданному значению, устанавливают величину вспонюгательного постоянного напряжения равной максимальной амплитуде исследуемого сигнала, добавляют к вспомогательному напЕ яжению положительный и отрицательный начальные уровни, используют суммарные напряжения в качестве уровней отсчета временных интервалов, запоминают величину измеряемого временного интервала, изменяют вспомогательире напряжение в |с раз и К раз повторяют измерение времени установ- Щ ления, заканчивают процесс измерения (Л после того, как постоянное вспомогательное напряжение снизится до значения, равного минимальной амплитуде исследуемого сигнала и выбирают из измеренных и запомненных временных интервалов наименьший, соответствующий истинному значению времени установления переходных процессов. оо 4:: О

,Понен1п cuHjepmowpofofwoto начала изне/ е ия . Уе и.

. « , ««

Ь/-. ЧмЛ

3btJ( сигмаJt I Зтдмоо сигнал че/пыр9хполюсникл у