Устройство для автоматического измерения параметров нелинейных элементов Советский патент 1984 года по МПК G01R27/26 

третий 45-триггер, второй компаратор, четвертьй, пятьй и шестой элементы И, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой синхронны демодуляторы, один квадратичный . , преобразователь напряжений., два вре мяамплитудных преобразователя, три перемножающих и два вычитающих блока, а также разрядный блок, вторьй аналоговый делитель и регулируемьй источник опорного напряжения,причем информационные входы третьего и четвертого синхронных демодуляторов подключены непосредственно, а пятого и шестого - через квадратичньй преобразователь напряжений к вы ходу первого времяамплитудного прео разователя, вход которого совместно с вторыми входами первого и второго элементов И соед(инен с выходом второ го элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого подключен к прямому выходу первого RS -триггера, а инверсньй - к прямому выходу третьего RS-триггера, б - и R -входы которого подключены к выходам соответственно цифрового элемента задержки и второго элемента ИЛИ, информационные входы седьмого и восьмого синхронных демодуляторов подключены к выходу второго времяамплитудного преобразователя, вход которого совместно с пе рвЬ1ми входами четвертого и пятого элементов И соединен с выходом шестого элемента И, один вход которого подключен к выходу второго компаратора, соответствующие входы которого соединены с вькодами первого и второго синхронных демодуляторов, а второй - к инверсному выходу первого R5 -триггера, соединенному с управляющем входом разрядного блока, информационньй вход которого под ключен к дополнительному выходу первого синхронного демодулятора, а выход соединен с общей точкой устрой ства, управляющие входы первого и второго синхронных демодуляторов подключены к прямым выходам соответственно третьего и второго R5 -триг геров, третьего и пятого синхронных демодуляторов - к выходу первого элемента И, четвертого и шестого синхронных демодуляторов - к выходу 58 второго элемента И, а седьмого и восьмого Синхронных демодуляторов - к выходам соответственно четвертого и пятого элементов И,вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам Т -триггера, выходы пятого и шестого синхронных демодуляторов соединены с соответствукмцими входами первого вычитающего блока, четвертого и седьмого синхронных демодуляторов - с входами первого, а третьего и восьмого синхронных демодуляторов - с входами второго перемножающих блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока, выход последнего соединен с вторым входом первого аналогового делителя и соответствующим информационным входом индикаторного блока, соответствующиеуправляющие входы которого подключены раздельно к выходам генератора запускающих импульсов и пятого элемента И, а другие информационные входы - к вькодам первого вычитающего блока и второго аналогового делителя, соединенным с раздельными входами третьето перемножающего блока, выход которого соединен с первым входом первого аналогового делителя, второй вход второго аналогового делителя подключен к выходу третьего синхронного демодулятора, а первьй - к выходу регулируемого источника опорного напряжения, уп-, равлякшщй орган которого совместно с управляющими органами первого и второго вычитающих блоков сопряжен с управляющим органом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, кроме этого, выход источника напряжения смещения соединен с вторым входом измерительного блока, второй зажим для подключения исследуемых элементов соединен с общей шиной устройства, а вход цифрового элемента задержки подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, один из входов которого подключен непосредственно к выходу генератора запускающих импульсов, а другой через второй дифференцирующий блок - к выходу четвертого элемента И. Изобретение относится к радиоизмерительной технике, предназначено для измерения активной состав.ляющей проводимости, емкости и добротности различных линейных и нелинейных. элементов с повышенной точностью и быстродействием и может быть использовано в подсистемах технической диагностики элементов автоматизированных систем контроля различной радиоэлектронной аппаратуры, а также при технологическом контроле параметров полупроводниковых приборов и других объектов. Известно устройство для автоматического измерения полных проводимостей и добротности нелинейных элементов, содержащее генератор запускаю щих импульсов, блок управления, соединенный с измерительным блоком, дифференцирую1дий и сравниванпций блоки, усилитель-ограничитель,аналоговый делитель, индикаторный блок, источник и измеритель напряжения смещения, управляемые образцовую активную и реактивную проводимости, а также блок регистрации экстремума, переключатель, два синхронных демодулятора, R5- и Т -триггеры, два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и интегратор. Принцип действия устройства основан на формировании и модуляции путем коммутации исследуемого элемента в измерительном блоке ударно возбуждаемых четвертьволновых колебаний с последующим анали зом их амплитуд и периодов, а также полной компенсацией измеряемых параметров отрицательными составляющими образцовых проводимостей (lj Однако это устройство, способное эффективно работать на относительно, низких частотах, обладает.низкой точностью на повышенных частотах и не обеспечивает требуемого быстродействия измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство, содержащее блок управления соединенный с измерительным блоком, блок регистрации экстремума, компаратор, один из входов которого соединен с общей шиной устройства, два синхронных демодулятора, дифференцирующий блок, аналоговый делитель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, переключател информационный вход которого подклю чен к второму выходу измерительного блока, три элемента И, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, два R5 -триггера, Т -триггер, прямой выход которого соединен с управляющим входом переключателя и одним из входов элемента.И, цифровой элемент задержки, соединенный с S -входом первого R5 -триггера, прямой выход которого соединен с входом блока управления, генератор запускающих импульсов, источник напряжения смещения и индикаторный блок, а также интегратор, блок сравнения и управляеь№1е образцовые активная и реактивная проводимости 2 . Данное устройство обладает высокой точностью измерений в расширенной частотном диапазоне, однако не может обеспечить необходимой производительности измерений при массовом контроле параметров нелинейных элементов. Это обусловлено тем, что при замещении в измерительном блоке параметров управляемых образцовых отрицательных проводимостей параметрами исследуемых элементов следует так же как у предыдущего устройства непрерывно уравновешивать системы автокомпенсации активных и реактивных составлякнцих,причем для полного уравновешивания систем необходимо совершить как минимум 3-4 такта возбуждения колебаний в измерительном блоке, что значительно снижает быстродействие измерений. Целью Изобретения является повышение быстродействия измерений параметров нелинейных элементов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического измерения параметров нелинейных элементов, содержащее блок управления, соединениь с первым входом измерительного блока, блок регистрации экстремума, компаратор, один из входов которого соединен с общей шиной устройства, два синхронных демодулятора, информационные входы которых совместно с вторым входом компаратора и входом блока регистрации экстремума подключены к первому выходуизмерительного блока, дифференцирую1ций блок, аналоговый делитель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, переключатель, информахщонный вход которого подключен к второму выходу измерительного блока, а выход к одному из зажимов для подключенияа исследуемых эле1 ентов, три элемента И, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, два RS-триггера, Т -триггер, прямой выход которого соединен с управляюпщм входом переключателя и одним из входов первого элемента И, а инверсный - с одним из входов второго элемента И, цифровой элемент задержки, соединенный с 5 -входом первого I 5-триггера, прямой выход которого соединен с входом блока управления, генератор запускающих импульсов, соединенный с установочными входами Т -триггера и делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а также с первыми входами элементов ИЛИ и инверсным входом элемента ЗАПРЕТ, источник напряжения смещения и индикаторный, блок, соответствующие информационные входы которого подключены к выходам аналогового делителя и источника напряжения смещения, при этом выход компаратора соединены с одним из входов третьего элемента И,другой вход которого подключен к выходу блока регистрации экстремума, выход третьего элемента И соединён непосредственно со счетным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и через элемент НЕ - .с вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы делителя частоты с переменньм Коэффициентом деления и второго элемента ИЛИ соединены соответственно с S- и R -входами второго RS -триггера инверсньй выход которого через дифференцирующий блок соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, выход последнего соединен со счетным входом Т-триггера и другим входом первого элемента ИЖ выход которого соединен с R -входом первого Я5 -тригге ра, дополнительно введены второй дифференцирующий блок, третий элемент ИЛИ, второй элемент ЗАПРЕТ, третий R5 -триггер, второй компаратор, четвертый, пятый и шестой элементы И, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой синхронные демодуляторы, один квадратичный преобразователь напряжений, два времяамплитудных преобразователя, три перемножающих и два вычитающих блока, а также разрядный блок,второй аналоговый делитель h регулируемый

источник опорного напряжения,причем информационные входы третьего и четвертого синхронных демодуляторов подключены непосредственно, а пятог и шестого - через квадратичный преобразователь напряжений к выходу (Первого времяамплитудного преобразователя, вход которого совместно с вторыми входами первого и второго элементов И соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого подключен к прямому выходу первого R5 -триггера, а инверсньй К прямому выходу третьего R6 -триггера, S - и 1 -входы которого подключены к выходам соответственно цифрового элемента задержки и второго элемента ИЛИ, информационные входы седьмого и восьмого синхронных демодуляторов подключены к выходу второго- времяамплитудного преобразователя, вход которого совместно с первыми входами четвертого и пятого элементов И соединен с выходом щестого элемента И, один вход которого подключен к выходу второго компаратора, соответствующие входы которого соединены с выходами первого и второго синхронных демодуляторов, а второй - к инверсному выходу первого ИЗ -триггера, соединенному с управляющим входом разрядного блока, информационный вход которого подключен к дополнительному выходу первого синхронного демодулятора, а выход соединен с общей точкой устройства, управляющие входы первого и второго синхронных демодуляторов подключены к прямьм выходам соответственно третьего и второго Я5-триггеров, третьего и пятого синхронных демодуляторов - к выходу первого элемента И, четвертого и шестого синхронных демодуляторов - к выходу второго элемента И, а седьмого и восьмого синхронных демодуляторов - к выходам соответственно четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверс- ; ному выходам Т -триггера, выходы

пятого и шестого синхронных демодуляторов соединены с соответствуюпрми входами первого вычитающего блока, четвертого и седьмого синхронных демодуляторов - с входами первого а третьего и восьмого синхронных демодуляторов - с входами второго перемножающих блоковj выходы которых соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока, выход последнего соединен с вторым входом первого аналогового делителя и соответствующим информационным входом индикаторного -блока, соответствующие управляющие входы которого подключены раздельно к выходам генератора запускающих импульсов и пятого элемента И, а другие информационные входы - к выходам первого вычитающего блока и второго аналогового делителя, соединенным с раздельными входами третьего перемножающего блока, выход которого соединен с первым входом первого аналогового делителя, второй вход второго аналогового делителя подключен к выходу третьего синхронног демодулятора, а первьй - к выходу регулируемого источника опорного напряжения, управляющий орган которого совместно с управляющими органами первого и второго вычитающих блоков сопряжен с управляющим органом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, кроме этого, выход источника напряжения смещения соединен Сх вторым входом измеритель него блока, второй зажим для подключения исследуемых элементов соединен с общей щиной устройства, а вход цифрового элемента задержки подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, один из входов которого под ключен непосредственно к выходу генератора запускающих импульсов, а другой - через второй дифференцирую щий блок - к выходу четвер гого злемента И. Устройство в автоматическом режи последовательно во времени дважды в измерительном блоке соответственно с отключенным и подключенным исследуемым элементам ударно возбуж дает колебания с определенным число периодов, в пределах каждой серии колебаний формирует интервалы време пропорциональные периоду и логарифмическому декременту затухания с последующим-преобразованием этих интервалов в пропорциональные напря жения и в соответствии с установленными математическими соотношения ми производят вычисление искомых параметров, обеспечивая при этом 86 выигрьш в точности и быстродействии измерений. На фиг.1 представлена структурная схема устройства для автоматического измерения параметров нелинейных элементов; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие принцип измерений и работы устройства. Устройство для автоматического измерения параметров нелинейных элементов (фиг.1) содержит измерительный блок 1, к которому через переключатель 2 подключен исследуемый нелинейный элемент 3. Необходимый режим измерения исследуемого нелинейного элемента 3 обеспечивается с помощью источника 4 напряжения . смещения , причем с целью исключения влияния последнего на результат измерения, напряжение смещения на исследуемый элемент передается посредством соответствующих элементов измерительного блока 1 и переключатель 2. Ударное, возбуждение колебаний в измерительном блоке 1 осуществляется с помощью системы, в состав которой входят блок 5 регистрации экстремума, выполненный двухполярным, компаратор 6, третий элемент И 7, эле-мент НЕ 8, второй элемент ИЛИ 9, делител 10 частоты с переменным коэффициентом деления, второй RS -триггер 11, дифференцирующий блок 12, элемент ЗАПРЕТ 13, первый элемент ИЛИ 14, третий элемент ИЛИ 15, цифровой элемент 16 задержки, первый R5 -триггер 17 и блок 18 управления. Первый и второй синхронные демодуляторы 19 и 20, разрядный блок 21, второй компаратор 22, шестой элемент И 23, второй времяамплитудный преобразователь 24, седьмой и восьмой синхронные демодуляторы 25 и 26, а также четвертый и пятый элементу И 27 и 28 представляют собой канал формирования и разделения во времени информации о значениях логарифмического декремента затухания колебаний в измерительном блоке 1. Первый синхронный демодулятор 19 в отличие от других синхронных демодуляторов имеет дополнительный выход, который непосредственно соединен с образцовые емкостньм элементом памяти. Разрядный блок 21 выполнен в виде последовательного соединения

7

образцового резистора и управляемого быстродействующего электронного ключа с малым остаточным сопротивлением и .открытом и большим в закрытом состоянии.Емкостной элемент памяти первого синхронного демодулятора 19 совместно с реэистивным элементом разрядного блока 21 образует образцовую RC -цепь, с помощью которой осуществляется преобразование логарифмического декремента затухания колебаний в пропорциональный интервал времени &t.

Первый времяамплитудный преобразователь .29, третий и четвертьй .синхронные демодуляторы 30 и 31, первьй и второй перемножающие блоки 32 и 33 и второй вычитающий блок 34 образуют канал измерения активной составляющей проводимости исследуемых элементов, а квадратичный преобразователь 35 напряжений, пятый и шестой синхронные демодуляторы 36 и 37 и первьй вычитающий блок 38 - канал измерения емкости. Второй аналоговьй делитель 39 и регулируемьй источник 40 опорного напряжения обеспечивают непосредственньй отсчет частоты, на которой производятся измерения параметров нелинейных элементов, а совместно с третьим перемножающим блоком 41 и первым аналоговым делителем 42 непосредственньй отсчет добротности С целью сохранения непосредственного отсчета измеряемых параметров при расширении частотного диапазона работы измерительного устройства за счет изменения абсолютного значения коэффициента деления делителя 10, управляющие органы регулируемого источника 40 опорного напряжения первого и второго вычитающих блоков 38 и 34 сопряжены с управляющим органом делителя 10 частоты с переменным коэффициентом деления.

Т -триггер 43, управляющий работо переключателя 2, совместно с третьи ,К5-триггером 44, вторым элементом ЗАПРЕТ 45, первым и вторым элементами И 46 и 47 позволяет разделить во времени информацию о периодах колебаний, формируемых в измерительном блоке 1, точно так же. как и информацию о значениях логарифмическо го декремента затухания с помощью четвертого и пятого элементов И 27 и 28.

322588

Начальные усло.вия работы всего измерительного устройства в целом и его синхронизация при переходе от одной серии ударно возбуждаемых ко5 лебаний к другой обеспечиваются соответственно генератором 48 запускающих импульсов и вторым дифференцируюлщм блоком 49, а регистрация всех измеряемых параметров, включая наtO пряжение смещения исследуемого элемента и частоту, на которой производятся измерения, осуществляется с помощью индикаторного блока 50. При этом выход блока управления 18

15 соединен с первым входом измерительного блока 1, а вход соединен с одним из выходов первого R5 -триггера .17 и одним из входов элемента ЗАПРЕТ 45, один из входов 6 компарато20 ра соединен с общей щиной устройства, а второй - с выходом измерительного блока 1 и входами блока регистрации экстремума 5 и сигнальными входами синхро.нных демодуляторов 19

5 и 20, выход компаратора соединен с

одним из входов элемента И 7 выход переключателя 2 с.оединен с соответствующим входом измерительного блока, а информационньй вход переклю0 чателя - с одним из выводов исследуемого элемента 3, второй вьшод которого соединен с общей шиной.Второй вход элемента И 7 соединен с выходом блока регистрации экстре5 мума, а вькод - с входом элемента НЕ 8 и одним из информационных входов делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления 1.0, второй вход которого соединен с од0 ним из входов элемента ИЛИ 9, выходом генератора импульсов 48,,входами элементов ИЛИ 14 и 15, блока 50, элемента ЗАПРЕТ 13 и Т -триггера 43. Второй вход элемента ИЛИ 15

5 соединен с выходом дифференцирующего блока 49, а выход - с входом элемента задержки 16, выходы элементов ИЛИ 9 и делителя частоты .10 соединены с R - и 5 -входами

0 RS-триггера 11, причем R -вход триггера 11 соединен с R -входом RS-триггера 44. Второй вход элемента ЗАПРЕТ 13 соединен с выходом дифференцирующего блока 12, вход

5 которого соединен с одним из выходов R5 -триггера 11, выход элемен:та задержки 16 соединен с 5 -входами RS -триггеров 17 и 44. Выход генератора 48 соединен также с одним из входов элемента ИЛИ 14, второй вход которого с.оединен с выходо элемента ЗАПРЕТ 13, а выход - с . R-входом RS -триггера 17, выход которого соединен с входами разрядного блока 21 и элемента И 23. Выход R6 -триггера 44 соединен с одним из входов элемента ЗАПРЕТ 45 и управляющим входом синхронного демодулятора 19, а управлякмций вход второго синхронного демодулятора 20 соединен с одним из выходов RS-триггера 11. Один из выходов син хронного демодулятора 19 соединен с информационным входом разрядника, а второй выход демодулятора 19 с одним из входов компаратора 22, второй вход которого соединен с выходом синхронного демодулятора 20, а выход компаратора - с вторым вхо дом элемента И 23, выход которого соединен с входами элементо1В И 27, 28и времяамплитудного преобразова теля 24, выход которого соединен с информационными входами синхронных демодуляторов 25 и 26, выходы которых соединены с входами блоков 3 и 33, при этом управляющий вход де модулятора 26 соединен с выходом элемента И 28 и входом блока 50, а управляющий вход демодулятора 25 - с выходом элемента И 27 и вхо дом дифференцирующего блока 49,выход которого соединен с вторым вхо дом элемента ИЛИ 15. Второй выход КЗ-триггера 17 соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ 45 и входом блока управления 18. Выход элемента ЗАПРЕТ 45 соединен с входами времяамплитудного преобразователя 29и элементов И 46, 47, а выходы элементов И 46, 47 соединены с управляющими входами синхронных демо дуляторов 30, 36 и 31, 37. Выход времяамплитудного преобразователя 29 соединен с сигнальными входами синхронных демодуляторов 30,31 и входом квадратичного преобразовате ля напряжений 35, выход которого. соединен с сигнальными входами син хронных демодуляторов 36 и 37, выходы которых соединены с входами вычитающего блока 38, выход которо соединен с одним из входов блока 4 и одним из входов блока 50. Выход синхронного демодулятора 31 соединен с вторым входом блока 32, выхо которого соединен.с одним из входов вычитающего блока 34, второй вход которого соединен с вькодом блока 33, второй вход которого соединен с выходом синхронного демодулятора 30 и входом аналогового делителя 39, второй вход которого соединен с выходом регулируемого источника опорного напряжения. Выход аналогового делителя 39 соединен с вторым входом блока 41, выход которого соединен с одним из входов аналогового делителя 42, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока 34., а выход - с одним из входов блока 50, выход вычитающего блока 34 соединен также с одним из входов блока 50. Работа устройства происходит следующим образом. Процессы, протекающие в устройстве, целесообразно рассмотреть с момента установления начальных условий работы отдельных функциональных блоков. При этом независимо от состояния последних относительно короткий импульс (фиг.2а) генератора 48 запускающих импульсов через .третий и первый элементы ИЛИ 15 и 14 воздействует соответственно на вход, цифрового элемента 16 задержки и Я-вход первого R5 . -триггера 17 и устанавливает последний в исходное (нулевое) состояние, при котором блок 18 управления шунтирует измерительный блок 1, и колебания в нем отсутствуют, а второй элемент ЗАПРЕТ 45 исключает появление импульса на своем выходе. 1 Появившийся выс:окий потенциал на инверсном выходе первого RS -триггера 17, воздействуя на управляющий вход разрядного блока 21 и на один из входов шестого элемента И 23, способствует полному разряду емкостного элемента памяти первого синхронного демодулятора 19 (на основном выходе данного демодулятора, так же как и на выходе второго синхронного демодулятор 20, не исключено появление потенциала в момент включения устройства в работз, а следовательно, и образованию низкого (нулевого) потенциала на выходе второго компаратора 22, исключающего возникновение какого бы то ни быпо импульса на выходе шестого И 23, несмотря на присутствие

11

разрешающего потенциала на его первом входе.

Одновременно ,с этим импульс генератора 48 запускающих импульсов, поступая непосредственно на один, из управляющих входов индикаторного блока 50 и установочные входы делителя 10 частоты с переменным коэф фициентом деления и Т -триггера 43 и через элемент ИЛИ 9 на R -входы второго и третьего R5-триггеров, фиксирует данные блоки в исходных состояниях, запрещая тем самым прием информации первому и второму синхронным демодуляторам 19 и 20. Этот же импульс, попадая на инверсньй вход элемента ЗАПРЕТ 13,- предотвращает на время своей длительности появление на его выходе каких-либо импульсов, образующихся, например, в результате переключения второго R5 -триггера 11 и последующей обработки в дифференцирующем блоке 12, что исключает ложное срабатьгвание Т -триггера 43, а в дальнейшем и первого RS-триггера 17.

Возникший низкий потенциал на прямом выходе Т -триггера 43 размыкает переключатель 2 и запрещает появление импульсов на выходах первого и четвертого элементов И 46 и 27, а высокий потенциал, действующий на инверсном выходе, способствует образованию таковых на выходах первого и пятого элемен- . тов И 47 и 28, однако в данньй момент времени из-за того, что на выходах второго элемента ЗАПРЕТ 45 и шестого элемента И 23 сигналы : исключены, эти импульсы отсутствуют

По истечении интервала времени 1 , определяющегося временем установления переходных процессов, протекающих в устройстве, на выходе цифрового элемента 16 задержки появляется задержанный импульс (фиг.2б генератора 48 запускающих импульсов который,,воздействуя на 5 -входы первого и третьего R5 -триггеров 17 и 44, переводит их в единичное состояние (фиг.2 8,-i). При этом высокий потенциал с прямого выхода первого RS т-триггера 17 воздействует на прямой вход второго элемента ЗАПРЕТ 45 и посредством блока 18 упраления вызьшает в измерительном блок 1 ударное возбуждение колебаний

3225812

(фиг.2 г ) с логарифмическим декрементом затухания Д, и периодом Tj , а низкий потенциал с- инверсного выхода того же триггера закрывает раз5 рядный блок 21 и исключает появление импульса на выходе шестого элемента И 23. В свою очередь, высокий потенциал с прямого выхода третьего RS -триггера открывает для при10 ема информации первьй синхронньш демодулятор 19 и запрещает передачу сигнала на вькод второго элемента ЗАПРЕТ 45.

Возникшие в измерительном блоке 1 колебания с определенной начальной фазой, например показанной на фиг.2 г , поступают для анализа в блок 5 регистрации экстремума и компаратор 6, а также на информационные входы первого и второго синхрон ных демодуляторов 19 и 20. При этом первьй синхронный демодулятор 19, являющийся в данньй момент времени открытым для приема информации, воспринимает первую положительную полуволну ударно возбуждаемого колебания и следит за ее изменением. С появлением малейшего сигнала на основном выходе первого синхронного

демодулятора 19 срабатывает второй компаратор 22, формируя на своем выходе положительный импульс (фиг.2 и ), практически совпадающий с моментом возникновения колебаний в измери5 тельном блоке 1 и воздействующий на шестой элемент И 23.

Одновременно с получением колебаний в измерительном блоке 1.блок 5 регистрации экстремума и компара0 тор 6 формируют на своих выходах высокие потенциалы (фиг.2е и ), которые, взаимодействуя в третьем элементе И 7, образуют на его выходе первьй положительньй импульс

5 (фиг.2;(с). При достижении максимального значения первой полуволны коле- , баний (заштрихованная первая область на фиг.2 2) блок 5 регистрации экстремума возвращается в исходное

(нулевое) состояние и таким образом заканчивает формирование импульса на выходе третьего элемента И 7. Этот импульс (фиг.2 5k), проинвертировавшись в элементе НЕ 8 и пройдя второй элемент ИЛИ 9, задним фронтом, не изменяя состояния второго R6 триггера 11, возвращает в исходное состояние третий R5 -триггер 44,низ13кий потенциал (фиг.2з), на прямом выходе которого переводит первый синхронный демодулятор 19 в режим хранения накопленной информации о максимуме амплитуды первой положительной полуволны Иц ударно возбуж даемого колебания, -и разрешает пер дачу информации на выход второго элемента ЗАПРЕТ 45 с прямого выхода первого R3 -триггера 17. Информация в. виде прямоугольного импульса (фиг. 2k ) с выхода второго элемента ЗАПРЕТ 45 воспринимается первым времяамплитудным преобразователем 29, а также первым и вторым элементами И 46 и 47, причем на выходе второго элемента И 47 образуется управляющий импульс (фиг.2 л ), которьш открывает для приема информации четвертьй и шестой синхронные демодуляторы 31. и 37. Четвертый синхронный демодулятор 31 накапливает информацию с выхода первого времяамплитудного преобразователя 29 в виде линейно нарастающего напряжения (зачерненная область на фиг.2,/) пропорционального периоду Т (фиг.2 i) формируемых колебаний в измерительном блоке 1, а шестой синхронньм демодулятор 37 - ту же информацию, возведенную в квадрат с помощью квадратичного преобразователя 35 напряжений. Приобретае мые напряжения в четвертом и шестом синхронных демодуляторах 31 и 37 подвергаются затем обработке соответственно в первом перемножаю щем и первым вычитающем блоках 32 « 38. По мере протекания ударно возбу дённых колебаний в измерительном блоке 1 компаратор 6 продолжает формировать прямоугольные импульсы (фиг.2с1 ), фазы которых соответствуют переходу исходного колебания (фиг.2.2 ) через нуль, (один вход компаратора 6 соединен с общей точ кой устройства), а блок 5 регистра ции экстремума - аналогичные импул сы (фиг.2,е), фазы которых соответ ствуют местоположению экстремальных точек на этом колебании. Сформированные в блоке 5 регистрации экстремума и компараторе 6 импуль сы поступают на раздельные входы третьего элемента И 7 и снова на е выходе образуют прямоугольные им814пульсы (фиг.), длительности и местоположение которых в точности соответствует интервалам времен, заключенным между первым переходом через нуль и экстремумом каждой полуволны ударно возбуждаемых колебаний (фиг. 2,2 ). Получаемые таким образом второй и последующие импульсы (фиг.2а), инвертируясь элементом НЕ 8 и проходя через элемент ИЛИ 9, не вызывают изменения состояния третьего RS -триггера 44, а также второго RS -триггера 11 до тех пор, пока не образует-, ся импульс на выходе делителя 10 частоты с переменным коэффициентом деления, на счетный вход которого поступают анализируемые импульсы. Появление во времени импульса на выходе делителя 10 частоты с переменным коэффициентом деления зависит от устанавливаемого коэффициента деления п, значение которого может изменяться в широких пределах, достигая нескольких десятков или сотен раз. В связи с тем, что принимаемое числовое значение коэффициента деления п принципиально не влияет на динамику протекаюш 1х процессов, рассмотрим работу устройства прип 3 (фиг.2). При таких условиях к моменту образования третьего периода ударно возбуждаемого колебания (фиг.21 ), что соответствует началу третьего импульса (фиг. 2 :k ), действующего на выходе третьего элемента И 7, появляется короткий импульс (фиг.2|И ) на выходе делителя 10 частоты с переменным коэффициентом деления, который воздействует на S -вход второго R5 -триггера 11 и переводит его в единичное состояние. Приобретенный на прямом выходе этого R5-триггера 11 высокий потенциал (фиг.2н ) открывает для приема информации второй синхронный демодулятор 20, который, производя непрерьгоное слежение и запоминание, воспринимает в данный момент времени информацию об амплитуде третьего периода ударно возбуждаемого колебания (вторая заштрихованная область на фиг.2), действующего на первом выходе измерительного блока 1. При достижении максимального значения амплитуды третьего периода ко15 /,

лёбаний U. (фиг.2 i ) заканчивается формирование с помощью блока 5 регистрации экстремума и компаратор 6 третьего импульса на выходе третьего элемента И 7. Этот импульс (фиг.2А) после инвертирования в элементе НЕ 8 задним фронтом посредством второго элемента ИЛИ 9 возвращает в исходное состояние второй

RS-триггер 1.1. Исчезнувший высокий потенциал (фиг.2н ) на прямом выход этого триггера переводит второй синхронньй демодулятор 20 в режим хранения накопленной информации ,о максимуме амплитуды колебаний U (а появившийся высокий потенциал на его инверсном выходе, обрабатываясь в дифференцирующем блоке 12, образует на выходе последнего остроконечный импульс (фиг.2 о ), который через открытьй элемент ЗАПРЕТ 13 (запрещающий сигнал на инвертирующем выходе элемента в данньй момент

времени отсутствует) воздействует непосредственно на счетный вход

Т-триггера 3 и через первьй элемент. ИЛИ 14 - на R -вход первого Я5-триггера 17 и опрокидывает их.

При этом блок 18 управленияi .получая низкий потенциал (фиг.2р) с прямого выхода первого RS -триггера 17, шунтирует измерительный блок 1, и колебательный процесс в нем, быстро затухая по экспоненте прекращается, завершая формирование первой серии ударно возбуждаемых колебаний (фиг. 2 f ) с периодом Т, и логарифмическим декрементом затухания Л, . Вместе с этим исчезает импульс (фиг.2 k ) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45, которьй в свою очередь прекращает существование импульса (фиг.2,д ) на выходе второго элемента И 47, .переводящего четвертый и шестой синхронные демодуляторы 31 и 37 в режим хранения накопленной информации. Последнему действию способствует и исчезнувший высокий потенциал на инверсном вы-, ходе Т -триггера 43, который дополнительно блокирует и пятьй элемент И 28 от возможного появления на: его выходе какого-либо импульса.

К данному моменту времени в четвертом и шестом синхронньрс демодуляторах 31 и 37 накопилась в виде постоянного напряжения информация .соответственно о qlj периодах и

3225816

их квадратах первой серии ударно возбужденных колебаний, которая первоначально бьша сосредоточена в длительности t, идентичных импуль5 сов (фиг.2 k,A ), существовавших на выходах второго элемента ЗАПРЕТ 45 и второго элемента И 47. С исчезновением импульса на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 первый 10 времяамплитудный преобразователь 29 автоматически возвращается в исходное состояние, т.е. обнуляется, что влечет к аналогичному действию и квадратичньй преобразователь 35 5 напряжений.

Одновременно с протеканием рассматриваемых процессов возникший высокий потенциал (фиг. 2 .и ) на прямом выходе Т -триггера 43 переводит переключатель 2 в замкнутое состояние и подключает, таким образом, .исследуемый нелинейный элемент 3 к второму выходу измерительного блока 1. При этом с помощью источtI

ника 4 напряжения смещения, возникает возможность создания необходимого режима измерений параметров нелинейного элемента 3. В свою ачередь высокий потенциал с инверсного вы хода первого R5 -триггера 17 открывает разрядный блок 21 и разрешает шестому элементу И 23 передачу информации с выхода второго компаратора 22 на входы второго времяамплитуд5 ного преобразователя 24 и подготовленного (высоким потенциалом с прямо, го выхода Т-триггера 43) к приему информации четвертого элемента И27. С появлением импульса (фиг.2р.) на

0 выходе шестого элемента И 23 образуется аналогичный импульс. (фиг.2 с ) и на .выходе четвертого элемента И 27, которьй открывает для приема информации седьмой синхронный демодуля5 тор 25.Последний воспринимает и накапливает информацию с выхода второго времяамплитудного преобразователя 24, формирующего линейно нарастающее напряжение (зачерненная область на

0 фиг.2,с) с момента возникновения импульса (фиг.2р ) на его входе. Приобретаемая седьмым синхронным демодулятором 25 информация поступает для дальнейшей обработки на соот5 ветствующий вход первого перемножающего блока 32.

При включении в работу разрядного блока 21 происходит разряд емкостно17

го элемента памяти первого синхронного демодулятора 19, и на основном выходе этого демодулятора начинает

-titp снижаться по экспоненте е f

(фиг.2 t) потенциал, который непрерывно сравнивается во втором компараторе 22 с потенциалом, хранимым во втором синхронном демодуляторе 20. При достижении равенства потенциалов на выходах первого и второго сихронных демодуляторов 19 и 20 срабаты вает второй компаратор 22 ,низкий потенциал (фиг.2,и ) на выходе которого заканчивает формирование импульсов (фиг. 2,р и с ) на выходах шестого и четвертого элементов И 23 и 27. Исчезающий импульс (фиг. 7. р ) с выхода mecVoro элемента И 23 возвращает второй времяамплитудный преобразователь 24 в исходное (нулевое) состояние, а аналогичный импульс (фиг.2() с выхода четвертого элемета И 27 -переводит седьмой синхронный демодулятор 25 в режим хранения накопленной в виде амплитуды линейно нарастающего напряжения, пропорциональной логарифмическому декременту затухания j колебаний в измерительном блоке 1, информации, которая первоначально быпа сосредоточена в длительности идентичных импульсов (фиг.2 р и С), соответствующей .интервалу времени jt (фиг.21) Приобретенная седьмым синхронным демодулятором 25 информация в виде постоянного напряжения с и U( , про порционального логарифмическому декременту затухания взаимодействуя в первом пер-емножа(Ьщем блоке 32 с хранимой в четвертом синхронном демодуляторе 31 информацией в виде постоянного напряжения pU, пропорционального q Т, периодам ударно возбужденного колебания, образует произведение сигналов В а U-i и рО, . сохраняемое для дальнейшей обработки и передаваемое на один из входов второго вычитающего блока 34.

Имевший место импульс (фиг.2с) .на выходе четвертого элемента И 27 одновременно подвергался во втором диффе енцирующем блоке 49 такой обработке, при которой на выходе данного блока в момент прекращения существования исходного импульса образовался остроконечный импульс (фиг.2т ), затем воздействующий

58 .18

через третий элемент ИЛИ 15 на

вход цифрового- элемента 16 задержки.

На этом заканчивается первьпЧ цикл формирования и обработки ударно возбуждаемых колебаний, позволяющий получить необходимую информацию о собственных параметрах измерительного блока 1. Во втором аналогичном цикле формирования и обработки

колебания должна быть получена информация о параметрах измерительно-, го блока совместно с исследуемым нелинейным элементом 3, которая затем позволяет, исключив влияние

.собственных параметров измерительного блока, достаточно точно определить искомые параметры нелинейного элемента.. Таким образом, спустя время задержки ., на выходе цифрового эле.,,

мента 16 задержки возникает короткий . импульс (фиг.2§), действовавший ранее на выходе второго дифференцирующего блока 49. Этот импульс, поступая на 5 -входы первого .и третьего R5 -триггеров 17 и 44, переводит их в единичное состояние (фиг.2 в,-}), и процессы, связанные с формиро.ванием второй серии ударно возбуждаемых колебаний и определением их параметров, повторяются р

том же порядке, что и при формироваНИИ первой серии колебаний. Отличия состоят лишь в разделении и дальнейшей обработке получаемой при

этом информации с целью достижения желаемого результата.

Действительно, переход в единичное состояние R5 -триггера 17 (фиг.2,в) вызывает посредством

блока 18 управления снова ударное возбуждение колебаний (фиг.2) с большим логарифмическим декрементом затухания 71 амплитуды и увеличенным периодом Т из-за того, что

в измерительный блок 1 внесены положительные активная и реактивная составляющие проводимости исследуемого нелинейного элемента 3, а образовавшийся импульс (фиг.2,1)

на прямом выходе третьего R3 -триггера 44 открывает снова для приема информации первый синхронный демодулятор 19 и запрещает на время своего действия появление импульса

(фиг.2ц) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45.

По мере формирования новой серии ударно возбуждаемых колебаний в пер19

BOM синхронном демодуляторе 19 происходит перезаряд, возможно еще полностью не разрядившегося емкостного элемента памяти, так как разрядный блок 21 к данному моменту времени оказывается уже закрытым, так же, как и шестой элемент И 23 низким потенциалом с инверсного выхода первого R5-триггера 17. Такой перезаряд возможен благодаря свойствам синхронных демодуляторов используемых в устройстве, заключающимся в том, что постоянные, времени заряда и разряда в открытом для приема информации состоянии синхронных демодуляторов одинаковы и достаточно малы. В режиме хр анения информации постоянные времени разряда синхронных демодуляторов исключительно велики.

С момента превышения поступающей

с первого выхода измерительного блока 1 информации остаточного потенциала на емкостном элементе памяти напряжение на основном и дополнительном выходах первого синхронного демодулятора 19 начинает следить за. изменением первой четверти волны формируемого колебания (третья

заштрихованная область на фиг.2 z), и при достижении потенциала с выхода

второго синхронного демодулятора 20 хранящего информацию об амплитуде последней четверти колебаний предыдущей серии, срабатывает второй компаратор 22, формируя несколько сдвинутьй относительно начала отсчета второй серии колебаний импульс (фиг.2и) на своем выходе. Следует отметить-, что второй компаратор 22 в пределах действия первой четверти периода формируемого колебания не сработать, если не будет исключена такая ситуация, при которой амплитуда U, первой полуволны новой серии колебаний становится меньше амплитуды U(n последней анализируемой полуволны из предыдущей серии. Однако такая ситуация, возможная при исследованиях нелинейных элементов с относительно большими активной и реактивной составляющими полной проводимости, не оказывает, существенного влияния на работу измерительного устройства, а лишь отодвигает момент срабатывания второго компаратора 22 на интервал времени, соответствующий последней анау - .

3225820

лизируемой четверти периода (заштрихованная четвертая область на фиг.2г) новой серии колебаний. Это связано с тем, что получаемый 5 импульс (фиг.2 U ) на выходе второго компаратора 22 приобретает решающее значение для разделения информации о величине логарифмического декр емента затухания лишь в конце каждой 10 формируемой серии колебаний по окончании действия последней анализируемой четверти п ериода.

Одновременно с протеканием процессов в первом и втором синхронf5 ных демодуляторах 19 и 20 получаемая новая серия ударно возбуждаемых колебаний, подвергаясь рассмотренной обработке в блоке 5 регистрации экстремума (фиг.2е), компараторе 6 20 (фиг.2,д) и третьем элементе И 7, образует в дальнейшем последовательность прямоугольных импульсов (фиг.21), временное положение каждого импульса KOTOpoi соответствует 5 местоположению первых четвертей положительных полуволн анализируемых колебаний. Эта последовательность импульсов воздействует непосредственно на счетный вход делителя 0 10 частоты с переменнь м коэффициентом деления и через элемент НЕ 8 и второй элемент ИЛИ 9 - на R -входы второго и третьего RS -триггеров 11 и 44. Первьй импульс из дан. ной последовательности, формирование которого заканчивается при достижении максимума амплит.Уды U2, первой полуволны колебаний (заштрихованная третья область на фиг.2 г ), д задним фронтом, не изменяя состояния второго R5 -триггера 11, снова возвращает в исходное состояние третий RS -триггер 44. Образуемый низкий потенциал на прямом выходе j этого триггера переводит первый синхронный демодулятор 19 в режим хранения накопленной информации с максимума амплитуды И-ц первой положительной полуволны ударно воз- . g буждаемого колебания и снова разрешает передачу информации на выход второго элемента ЗАПРЕТ 45 с прямого выхода первого RS-триггера 17.

Получаемый единичный сигнал 5 (фиг.2 ц ) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 подвергается преобразованию в первом времядмплитудном преобразователе 29 и одновре21

менно, взаимодействуя с единичным потенциалом (фиг.2 п ) с прямого выхода Т-триггера 43 в первом элементе И 46, образует импульс (фиг.2 п ), который, поступая на управляющие входы третьего и пятого синхронных демодуляторов 30 и 36, открывает последние для приема информации. Третий синхронный демодулятор 30 воспринимает информацию с выхода первого времяамплитудного преобразователя 29 в виде линейно нарастающего напряжения (зачерненная область на фиг.2|| ), пропорвднонального периоду Т- (фиг.2) формируемых в данный момент времени колебаний в измерительном блоке 1, а пятый синхронный демодулятор 36 с выхода квадратичного преобразователя 35 напряжений в виде квадрата линейно нарастающего напряжения. Приобретаемая пятым синхронным демдулятором 36 информация,подвергаяс непрерывному преобразованию в канале измерения емкости, преодолевает в первом вычитающем блоке 38 хранимую в шестом синхронном демодуляторе 37 информацию с образованием разностного напряжения, а информация с выхода третьего синхронного демодулятора 30 поступает -на один из входов второго перемножающего блока 33 и на второй вход второго аналогового делителя 39, где,взаимодействуя с напряжением регулируемого источника 40 опорного напряжения, образует напряжение обратно пропорциональное исходному. Изменяющиеся напряжения с выходов первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делителя 39 поступают раздельно на соответствующие входы третьего перемножающего блока 41 и индикаторного блока 50.

С дальнейшим протеканием колебаний в измерительном блоке 1 и образованием в последовательности прямоугольных импульсов (фиг.2 ) необходимого их количества, соответствующего установленному ранее коэффициенту деления п 3, на выходе делителя 10 частоты с переменным коэффициентом деления воз никает короткий импульс (фиг.2«), под влиянием которого второй В6-триггер t1 снова переходит в ед ничное состояние и вьюоким потен3225822

циалом (фиг.2 и ) с прямого выхода открьшает для приема информации второй синхронньй демодулятор 20. С данного момента времени во вто5 ром синхронном демодуляторе 20 происходит перезаряд емкостного элемента памяти, сопровояздающийся первоначально быстрым разрядом по экспоненте (фиг .22) хранившейся

10 информации об амплитуде и предьщущей серии колебаний, а затем зарядом со скоростью поступающей с первого выхода измерительного блока 1 информации о текущей амплитуде пер15 вой четверти третьей волны (четвертая заштрихованная область на фиг.2 1 ) ныне действующей серии колебаний.

При достижении максимума амгши20 туды третьего периода колебаний (фиг.221) заканчивается указанным способом формирование третьего импульса (фиг.2 ) на выходе третьего элемента И.7, задний фронт

25 которого рассмотренным образом возвращает в исходное состояние последовательно один за другим второй Н5-триггер 11,Т -триггер 43 с первым RS -триггером 17 и блок 18 уп-

3Q равления, которьй шунтируя измери- , тельный блок 1, прекращает в нем колебательный процесс, завершая тем самым формирование второй серии колебаний (фиг.2г ) с периодом 1 и логарифмическим декрементом затухания Я 2

Исчезновение высокого потенциала (фиг.2 Н ) на прямом выходе второго R5-тpиггepa 11 переводит второй

О синхронный демодулятор 20 в режим хранения накопленной информации о максимуме амплитуды U7 а,появление низкого потенциала (фПг.2 п ) на прямом выходе Т -триггера 43

45 переводит переключатель 2 в разомкнутое состояние, отключая тем самым исследуемый нелинейный элемент 3 -от измерительного блока 1, и заканчивает совместно с исключен50 ными потенциалами (фиг. 2 в,к ) на прямом выходе первого R5 -триггера 17 и выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 формирование.управляющего . импульса (фиг. 2 tj ) длительностью

55 t на выходе первого И 46, переводящего третий и пятый синхронные демодуляторы 30 и 36 в режим хранения накопленной инфор,231

нации в виде постоянных напряжений pUj и (pUj), соответствующих qT,; пе|риодам и их кв.адратам второй ceV рии ударно возбуждаемых колебаний, которая сосредоточилась к данному моменту времени соответственно в первом времяамплитудном преобразователе 29 и в квадратичном преобразователе 35 напряжений. При этом выходные напряжения первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делителя 39 оказьшаются точно соответствующими искомой емкости Сд исследуемого нелинейного элемента 3 и частоте измерений f и могут регистрироваться индикаторным блоком 50.

Окончание действия импульса (фиг. 2 ({ ) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 возвращает в исходное состояние первьй времяамплитудньй преобразователь 29 и квадратичный преобразователь 35 напряжений и предотвращает появление импульса (фиг.2д ) на выходе второго элемента И 47, несмотря на образование в данный момент времени высокого потенциала на его первом входе с нверсного выхода Т -триггера 43.

Одновременно с возвращением в сходное состояние первого R5 -триггера 17 на его инверсном выходе повляется высокий потенциал, который включает в работу разрядный блок 21 разрешает шестому элементу И 23 ередачу единичной информации с вьгхода второго компаратора 22 на вход второго времяамплитудного преобразователя 24. С образованием второго импульса (фиг.2 р) на выходе шестого элемента И 23, возникает аналогичный импульс (фиг.2ср) и на выходе пятого элемента И 28, подготовленного для передачи информации единичным потенциалом с инверсного выхода Т -триггера 43, что открывает для приема информации восьмой синхронный демодулятор 26. Приобретаемая данным демодулятором информация в виде линейно нарастающего напряжения с выхода второго времямплитудного преобразователя 24 (зачерненная область на фиг.2(р) . одвергается непрерывному, преобразованию в соответствии с алгоритмом в . анале измерения активной составяющей проводимости исследуемых неинейных элементов, а именно перемно3225824

жается во втором перемножающем блоке 33 с хранимым в третьем синхронном демодуляторе 30 напряжением pUo и взаимно вычитается во втором

5 вычитающем блоке 34 с перемноженными в первом перемножающем блоке 32 напряжениями pU| и PflU хранимыми соответственно в четвертом и седьмом синхронных демодуляторах 31

10 и 25. Получаемое разностное напряже-х ние соответствующей полярности с выхода второго вычитающего блока 34, воздействуя на второй вход первого аналогового делителя 42, производит

15 в соответствии с соотношением для измеряемой добротности деление на данную разность перемноженных в третьем перемножающем блоке 41 . установившихся напряжений с выходов

20 первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делителя 39, пропорциональных измеряемым параметрам соответственно С и fу. Образуемые напряжения во втором вычитакяцем бло5 ке 34 и первом аналоговом делителе 42 поступают так же, как и напряжения с выходов первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делителя 39 на соответствующие информаQ ционные входы индикаторного блока 50.

По мере разряда емкостного элемента памяти происходит снижение по экспоненте е Р (фиг. 2-г) потенциала на основном выходе первого

5 синхронного демодулятора 19, и при достижении хранимого вторым,синхронным демодулятором 20 потенциала срабатьгоает второй компаратор 22, заканчивая тем самым формирование второго

0 импульса (фиг.2 р) на выходе шестого элемента И 23, возвращающего в исходное состояние второй времяамплитудный преобразователь 24, и первого импульса (фиг.2) на выходе пятого

5 элемента И 28, переводящего восьмой синхронный демодулятор 26 в режим хранения накопленной информации в виде постоянного напряжения 8it), пропорционального логарифмическому

0 декременту затухания Т( второй серии колебаний в измерительном блоке 1 и соответствующего интервалу времени иtj (фиг.2 г ). При таких условиях выходное напряжение второго

5 вычитающего блока 34 и первого аналогового делителя 42 становится точно соответствующими измеряемыми активной составлякмдей проводимости G,( 25 и добротности Q. исследуемого нелинёйного элемента и регистрируются индикаторным блоком 50, получившим разрешение на данную операцию в момент окончания действия импульса (фиг.2с|)) на выходе пятого элемента И 28. Действительно, задний фронт этого импульса, воздействуя на соответствующий управляющий вход индикаторного блока 50, разрешает ему измерение и индикахщю одновременно всех найденных параметров, включая напряжение смещения исследуемого нелинейного элемента. Спустя некоторое время t (фиг.2с| ) достаточное для регистра ции и индикации измеряемых парамет ров ( время при желании может регулироваться в широютх пределах, включая режим Останов) снова сра батывает генератор запускающих импульсов 48, возвращая в исходное (нулевое) состояние индикаторный блок 50 и другие функциональные си темы, и процессы в измерительном устройстве повторяются в описанной последовательности, производя изме рения параметров следующего нелинейного элемента или того же элемента при других режимных условиях В случае использования устройст ва в автоматизированных системах контроля параметров нелинейных элементов, когда контроль осуществляется по принципу Годен - не го ден, может быть организован несколько иной алгоритм работы измерительного устройства, не изменяющий сущности изобретения. Обычн в таких системах не требуется достаточно большого интервале времени t для индикации промежуточных величин, и можно применить последова тельный режим регистрации и индика ции по мере готовности информации о том или ином параметре. Напри;мер, индикация измеряемых параметров может производиться так: напряжения смещения исследуемого нелинейного элемента - за время форм рования двух подряд серий ударно возбуждаемых колебаний емкости GX и частоты измерений f,; - за время действия импульса (фиг.2ср) на выходе пятого элемента И 28, пропорционального логарифмическому декре менту затухания добротности Q и активной составляющей проводимос 8 за время формирования полти Gj( ного цикла (такта) колебаний, создающего информацию о параметрах следующего нелинейного элемента. Смена нелинейного элемента или его режима может .осуществляться в промежутках между вторыми формируемыми сериями кол-ебаний в текущем и последующем тактах получения информации о параметрах исследуемых элементов (связи, синх зонизирующие работу индикаторного блока 50 и измерительного устройства в целом для рассматриваемого алгоритма на фиг.1 не показаны). Смена режима работы измерительного устройства, например, с целью расширения частотного диапазона может быть произведена без искажения полезной информации только по окончании полного такта формирования и обработки ударно возбуждаемых колебаний. Важной особенностью измерительного устройства является то, что при изменении коэффициента деления п делителя 10 частоты с переменным коэффициентом деления, т.е. при изменении числа q, которое на единицу меньше п, и исследовании одного и того же нелинейного элемента на . одной и той же рабочей частоте, по-, казания индикаторного блока 50 остаются без изменений, так как одновременно с изменением коэффициента деления п автоматически корректируются коэффициенты передачи первого и второго вычитаюш 1х блоков 38 и 34, а также величина напряжения регулируемого источника 40 опорного напряжения (соответствующие органы зтсазанных структурных блоков сопряжены между собой). I Предлагаемое устройство выгодно отличается повышенной точноС тью и быстродействием измерений от извест- ных технических решений, в том числе и от устройства-прототипа, принятого за базовый объект. Повышение точности и быстродействия измерений обеспечивается прежде всего использованием в устройстве изложенного ;метода определения параметров нелинейных элементов, позволяющего исключить образцовые управляемые отрицательные активную и реактивную проводимости и связанные с. ними погрешности, а также реализацией соответствз ощего алгоритма работы устройства, позволяющего в автомати-.

27113225828

ческом режиме одновременно измерять . возможными погрешностями, ускоряя все искомые параметры с минимально тем самьм процесс измерений.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее блок управления , соединенный с первым входом измерительного блока, блок регистрации экстремума, компаратор, один из входов которого соединен с общей шиной устройства, два синхронных демодулятора, информационные входы которых совместно с вторым входом компаратора и входом блока регистрации экстремума подключены к первому выходу измерительного блока, дифференцирующий блок, аналоговый делитель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, переключатель, информационшлй вход которого подключен к второму выходу измерительного блока, a выход - к одному из.зажимов для подключения ис:ледуемых элементов, три элемента И, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, два R5 -триггера, Т -триггер,прямой выход которого соединен с управляю- , щим входом переключателя и одним из входов первого элемента И, a инверс ный - с одним из входов второго эле мента И, цифровой элемент задержки. соединенный с 5 -входом первого ftS-триггера, прямой выход которого соединен с входе блока управления, генератор запускающих импульсов, соединенный с устанрвочньми входами Т-триггера и делителя частоты с переменным коэффициентом деления, a . также с первыми входами элементов ИЛИ и инверсным входом эпеменга ЗАПРЕТ, источник напряжения смещения и индикаторный блок, соответствующие информационные входы которого подключены к выходам аналогового делителя и источника напряжения , смещения, при этом выход, компаратора соединен с одним из входов i третьего элемента И, другой вход которого подключен к выходу блока регистрации экстремума, выход ... третьего элемента И соединен непосредственно со счетным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и через элемент НЕ - с вторым входом второго РО д О элемента ИЛИ, выходы делителя частоты с переменньм коэффициентом деления и второго элемента ИЛИ соединены соответственно с 5 и R -вхо:п дами второго R5 -триггера, инверсный X) выход которого через дифференцирующий блок соединен с npHtoiiM входом элемента ЗАПРЕТ, выход цоследнего соединен со счетным входом Т -триггера, и другим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом первого R5 -триггера, о тл и ч a ю щ е е с я тем, что, с целью Цовышения быстродействия Кзиерений, в него введены второй диф- -, ференцирующий блок, третий элемент ffiMj второй элемент ЗАПРЁТ,