Устройство для определения наличия импульсных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R19/04 

I Изобретение относится к электроизмерител .ной технике и предназначено для контроля работы различного рода импульсных функцио нальных узлов, например инверторов класса Д с парафазными сигналами управления. Известно устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, либо последовательности разнополярньк импу сов, содержащее входной усилитель, выход к торого через резистор соединен с входами пиковых детекторов, дифференциальный усилитель, входы которого через повторители подклюадны к выходам пиковых детекторов, а выход - к сигнальному входу фиксатора уровня напряжения, разрядные ключи, включенные параллельно выводам пиковых детекторов, нуль-орган, твходы которого соединены с выводами резистора в выходаой цепи вход ного усилителя, а выход - с зпгфавляющимн входами фиксатора уровня напряжения и разрядных ключей 1. Недостатки зтого устройства связаны со значительной конструктивной сложностью и весьма узксй областью практического использования, охватывающей контроль сигналов лишь определенного класса. Известно также устройство для определения парафазности импульсных сигналов двух источников, выполненное по схеме фиксации соответствия, т. е. с индикацией .потери парафазности, и содержащее, в частности, реализованные в релейном исполнении два элемента. И, входы первого из которых соединены с двумя входными щинами непосрййственно, а входы второго через соответствующие элементы НЕ, и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами обоих элементов И12). Недостаток известного устройства - невозможность определения наличия импульсных сигналов от каждого из источников. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для определения наличия импульсных сигналов, содержащее элемент НЕ, вход которого соединен с входной шиной и две цепи, в каждой из которых последовательно включены входной повторитель напряжения, пиковый детектор и выходной повторитель напряжения, выход каждой цеш соединен с соответствующим входом элеме та И, выход которого соединен с выходной щиной (31. Недостаток указанного устройства также опре деляется ограниченными функциональными возможностями, не позволяющими, в частности, осуществлять контроль взаимной фазовой ориен та1ши двух импульсных последовательностей. Цель изобретения - расщирение функциональ ных возможностей измерительного устройства 9 путем обеспечения возможности определения парафазности сигналов двух источников. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения наличия импульсных сигналов, со держащее-элемент НЕ, вход которого соединен с входной щиной, и две цепи, в каждой из которых последовательно включены входной повторитель напряжения, пиковый детектор и выходной повторитель напряжения, выход каждой це1Ш соединен с соответствующим входом элемента И, выход которого соединен с выходной щиной, введены второй элемент НЕ, два элемента И-НЕ, второй элемент И, вторая входная ишна, вторая выходная щина и двухполюсный переключатель с двумя контактт,1ми парами для каждого полюса, причем первый вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ, а второй вход - с входом второго элемента НЕ и с второй входной шиной, первый вход второго элемента И-НЕ соединен с первой входной шиной, а второй вход - с выходом второго элемента НЕ, выход каждого элемента И-НЕ соединен с соответствуюцшм входом второго элемента И, выход которого соединен с второй выходной шиной, общий вывод контактных пар каждого полюса соединен с входным повторителем напряжения соответствующей цепи, индивидуальные выводы контактных пар первого полюса - с соответствующими входами первого элемента И-НЕ, а индивидуальные выводы контактных пар второго полюса - с соответствующими входами второго элемента И-НЕ. На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы напряжений в режимах поочередного определения наличия двух последовательностей импульсных сигналов и единовременного определения парафазности последних (нарушения парафазности). Выходными узлами устройства являются установленные на входных шинах 1 и 2 (фиг. 1) логические элементы 3 и 4 НЕ. Входь и выходы последних с помощью двухполюсного двухпоэиционного переключателя 5 поочередно (по мере необходимости) подключаются к входам повторителей 6 и 7 напряжения. В тракт определения наличия импульсных сигналов входят также пиковые детекторы 8 и 9 (с диодами и конденсаторами) и логический элемент И 10, входы которого через повторители И и 12 напряжения соединены с выходами Пиковых детекторов 8 и 9. В тракт определения парафазности двух последовательностей импульснь х сигналов введены логические элементы И-НЕ 13 и 14 и логический элемент И 15. Устройство работает следующим образом. В режиме определения наличия одной из последовательностей импульсных сигналов, например последовательности, поступающей по входной шине 1 (фиг.2,а), переключатель 5 устанавливается в одном из крайних положений, в данном случае - в левом, тем самым к повторителям 6 и 7 подключается выход и вход соответствующего логического элемента НЕ, в частности НЕ 3. Пусть на входной шине 1 имеет место пауз между импульсами, т.е. лог.О. В этом случа этот же уровень наблюдается на выходах повторителя 7, пикового детектора 9 и повторите ля 12. На выходах логического элемента НЕ повторителя 6, пикового детектора 8 и повторителя 11 уровень выходных напряжений соответствует лог.1. Если на шине 1 пауза сменяется импульсом, т. е. возникает лог., то последняя появляется также и на выходах повторителя 7, пикового детектора 9 и повторителя 12. Выходные напряжения логического элемента НЕ 3 и повторителя 6 меняют свой уровень, снижаясь от лог.1 к лог.О. Однако на выходах пикового детектора 8 и пов торителя 11 за счет входящего в состав пикового детектора 8 конденсатора уровень лог.1 задерживается еще на некоторое врем t,. В связи с этим на выходе логического элемента И 10 в течение времени tj вырабатывается импульс с уровнем напряжения, соответствующим лог, (фиг. 2,6). Если далее на шине 1 вместо импульса вновь наступает гауза, т. е. возникает лог.О, то на выходах логического элемента НЕ 3, повторителя 6, пикового детектора 8 и повторителя 11 уровень напряжений возвращается к лог. Выходное напряжение повторителя 7 снижается с уровня логЛ до лог.О. Однако на выходах пикового детектора 9 и повторителя 12 за счет входящего в состав пикового детектора 9 конденсатора уровень лог. сохраняется в течение времени tj. Указанное обстоя t V тепьство обусловливает формирование на выхо де логического элемента И 10 в течение времени ta импульса с уровнем напряжения, соответствующим лог.Г. Прн определении наличия последовательности импульснь1х сигналов на входной шине 2 переключатель 5 устанавливается в правое крайнее положение. Процессы взаимодействия функциональных элементов устройства происходят аналогично описанным. Сходными в конечном счете оказываются и временные диаграммы напряжений (фиг. 2,в,г). Таким образом, на выходе логического элемента И 10 периодически вырабатываются контрольные импульсы, свидетельствующие о наличии на той или иной входной шине последовательности импульсных сигналов. Частота повторителя контрольных импульсов вдво превышает частоту сигналов, поступаюиих на входные шины 1 и 2. Одновременно с режимом сшределенця наличия импульсных сигналов на входных umнах. 1 и 2 в предложенном устройстве осуществляется контроль их пapaфaзFюcтн, т. е. строгой 180 -ной фазировки сигналов двух последовательностей друг относительно друга. Подобный контроль и своевременное действие защиты являются крайне необходимыми, поскольку при продолжительном (2-3 периода) нарушенни парафазности сигналов, используемых, например, в качестве управляющих в мостовых транзисторных инверторах класса Д, возможен выход из строя силовых транзисторов из-за значительных сквозных токов. Пусть на каком-то временном интервале последовательности импульсных сигналов, поступающих на входную шину 1 (фиг.3,а), имеет место пауза между импульсами, т. е. лог., а в это же время в последовательности сигналов, поступающей на входную шину 2 (фиг. 3,6), наоборот, импульс, т. е. лог.Г. В этом случае на выхЪде логического злемента НЕ 3 наблюдается уровень лог.1, на выходе логического элемента НЕ 4 - уровень лог.О, на выходе логического элемента НЕ 13 - уровень лог.О, на выходе логического элемента И-НЕ 14 - уровень лог. и на выходе логического злемента И 15 - уровень лог.О. При наличии на входной шине 1 импульса, г. е. лог., а на входной шине 2 паузы, т. е. лог., на выходе логического элемента НЕ 3 оказывается уровень лог.О, на выходе логического эле мента НЕ 4 - уровень лог., на выходе логического злемента И-НЕ 13 - уровень лог. Г, на выходе логического элемента И-НЕ 14 - уровень лог.О и на выходе логического элемента И 15 - вновь уровень лог.О. Таким образом, при соблюдении парафазности входных последовательностей импульсных сигналов на выходе логического элемента И 15 и в. любом случае имеет место уровеиь выходаого напряжения, соответствзтощий лог. В случае нарушения парафазности последовательностей импульсных сигналов возможно рисутствие одновременно на обеих входных шинах 1 и 2 либо лог.О, либо лог.Г. При этом на выходах логических элементов Е 3 и 4 наблюдаются уровни либт лог.Г, ибо лог.О, а на выходах логических лементов И-НЕ 13 и 14 и И 15 - уровень лог.Г. Срабатывание последнего (фиг. Зв) видетельствует о нарушении парафазности оследовательностей импульсных сигаалов и о необходимости введения в действие соответствующей защиты. Если фзнкцни прототипа ограничиваются только определением наличия одной лоследовательности импульсных сигналов, то в предложенном устройстве благодаря введению двполннтельной входной шины, дополнительного логического элемента НЕ, двухполюсно 109 го двухпозицион1юго переключателя, двух логических элементов И-НЕ и дополнитель- . ного логического элемента И с соответствующими функциональными связями создается возможность определения наличия двух аналогичных последовательностей импульсных сиг, налов и обеспечивается контроль их парафаз- ности (нарушения парафазности).

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее элемент НЕ, вход которого соединен с входной шиной, и две цепи, в каждой из которых последовательно включены входной повторитель .напряжения, пиковый детектор и выходной .повторитель напряжения, выход каждой цепи соединен с соответствующим входом элемента И, выход которого соединен с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения функцисиальных возможностей путем обеспечения возможности определения парафазности сигналов двух источников, в устройство введены второй элемент НЕ, два элемента И-НЕ, второй элемент И, втбрая входная щина, вторая выходная шина и двухполюсный переключатель с двумя контактными парами для каждого полюса, причем первый вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента НЕ, а второй вход - с входом второго элемента НЕ и с второй входной шиной, первый вход второго элемента И-НЕ соединен с первой входной шиной, а второй вход - с выходом второго элемента НЕ, выход каждого элемента И--НЕ соединен с соответствующим входом второго элемента И, выход которого .соединен с второй выходной ишной, общий вывод контактных пар каждого полюса соединен с входным Л повторителем напряжения соответствующей цепи, индивидуальные выводы контактных пар первого полюса - с соответствующими входами первого элемента И-НЕ, а индивидуальные выводы контактных пар второго полюса - с соответствующими входами второго элемента И-НЕ.

-«J

-о

i

Чч

-о

i

f

J

f«

-м