Устройство контроля уровней напряжения биополярной импульсной последовательности Советский патент 1987 года по МПК G01R19/165 

ряжения. Однозначность избирательного контроля на определенных интервалах обеспечивается за счет того, что несмотря на срабатывание пороговых элементов 3 и 8 от переднего фронта каждого импульса контролируемой биполяр1

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для допускового контроля уровней напряжения периодических биполярных последовательностей в системах контроля параметров радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - распшрение функциональных возможностей за счет обес- печения допускового контроля импульсов обеих полярностей.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства контроля уровней напряжения биполярной импульсной после- довательности; на фиг.2 - эпюры напряжений для различных точек функциональной схемы.

Устройство содержит пороговые эле

менты 1-3, резисторы 4-7 первого делителя, с которого снимаются опорные напряжения U, ,Ur,i,U,задающие допустимые значения контролируемого сигнала в положительной области напряжений, по- роговые элементы 8-10, формирователь 11 синхроимпульсов, предназначенньш для формирования униполярных импульсов от контролируемых биполярных импульсов, резисторы 12-15 второго де- лителя, с которого снимаются опорные напряжения Up, , U , U, задающие допустимые значения контролируемого .сигнала в отрицательной области напряжений, инверторы 16 и 17, формирователи 18 и 19, предназначенные для формирования стробов 1 и 2 по переднему и заднему фронтам каждого синхроимпульса соответственно, элементы ЗИ-НЕ 20 и .21, элементы И-ПЕ 22-24, элементы И 25, триггеры 26-28, входную клемму 29, выходные клеммы 30-32, являющиеся выходами сигналов несоответствия допустимым значениям амплитуды контролируемьк импульсов в поло

ной последовательности, исключается срабатывание триггера 27. Последний фиксирует несоответствие логического О допустимому значению в положительной и отрицательной областях напряжений. 2 ил.

5

0

5 „

0

жительной и отрицательной областях, а также значения логического О в положительной и отрицательной областях напряжений, при этом вторые входы пороговых элементов 1-3 и первые входы пороговых элементов 8-10 соединены с соответствующими выводами первого и второго делителей, а первые входы пороговых элементов 1-3 и вторые входы элементов 8-10 - с входной клеммой устройства и входом формирователя 11 синхроимпульсов, выход порогового элемента 1 соединен с первым входом эле мента И-НЕ 24, выход которого соединен с 1-входом триггера 26, выход которого соединен с выходной клеммой 30. Выход порогового элемента 2 сое- динен с первым входом элемента ЗИ-НЕ 21, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 24. Выход порогового элемента 3 соединен с первым входом элемента И-НЕ 22 и с входом инвертора 16, выход которого соединен с вторым входом элемента ЗИ-НЕ 21. Выход порогового элемента 8 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 22 и с входом инвертора 17, выход которого соединен с первым входом элемента ЗИ-НЕ 20, выход элемента И-НЕ 22 соединен с первым входом элемента И .25, выход которого соединен с 1-входом триггера 27, выход которого соединен с выходной клеммой 31. I

Выход порогового элемента 9 соединен с вторым входом элемента ЗИ-НЕ 20, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ 23, выход которого соединен с 1-входом триггера 28, выход которого соединен с выходной клеммой 32. Выход порогового элемента 10 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 23. Выход формирователя 11 синхроимпульсов соединен с входами фор

мирователей 19 и 18 стробов, выход последнего соединен с третьим входом элемента ЗИ-НЕ 20, с К-входом триггера 27, с третьим входом элемента ЗИ-НЕ 21, выход формирователя 19 стробов соединен с К-входом триггеро 26 и 28 и с вторым входом элемента И 25. Элементы 1,2,3,11,16,18,19,21, 24 и 26 и первьй делитель функционал но предназначены для логической обработки и регистрации результата конроля уровней логической 1 в положительной области напряжений, элементы 3,8,11,16,17,18,19,22,25 и 27, первый и второй делители - для контроля логического О в положительной и отрицательной областях напряжений а элементы 8,9,10,11,17,18,19,20,23 и 28 и второй делитель - для контроля уровней логической 1 в отрицательной области напряжений. Реализация устройства должна предполагать априорное знание параметров импульсной последовательности с целью определения порогов срабатывания пороговы элементов, а также выбора параметров элементов формирователей синхроимпульсов и стробов по фронтам синхроимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

. Контролируемьй сигнал (фиг.2) через клемму 29 (фиг.1) одновременно поступает на инвертирующие входы пороговых элементов 1-3, на инвертирующие входы пороговых элементов 8-10 и формирователь 11 синхроимпульсов. На пороговых элементах 1-3 и 8-10 конт- ролируемьй сигнал сравнивается с допустимыми пороговыми значениями напряжений, причем (фиг.2,а) уровень Up, соответствует верхней, уровень U - нижней границе допусковой зоны логи

ческой 1 , а и„э - верхней границе допусковой.зоны логического О области положительных значений напряжений,уровень и соответствует наибольшему допустимому отрицательному уровню логического О,уровень - наименьшему, а -наибольшему допустимым отрицательным уровням логической 1.

На фиг.2,а иллюстрируются варианты отклонений уровней напряжений контролируемой биполярной импульсной последовательности, где интервалам I соответствуют уровни амплитудных значений импульсов положительньк напряжений, интервалам II и IV соответст5

0

Q

вуют уровни логического О положительных и отрицательных напряжений соответственно, а интервалам III - уровни амплитудных значений импульсов отрицательных напряжений. Каждьй интервал ограничен метками времени t, , t и т.д.

Если сигнал U, имеет значение в пределах от U до U,, , как показано на фиг.2,а в интерва.пе I от t, до t.,, то на выходе элемента 1 (фиг.1) будет высокий, а на выходе элементов 2 и 3 .- низкие уровни напряжений (фиг. 2,д, е, ж), при этом низкий уровень с выхода элемента 2 запрещает прохождение строба 1 по .третьему входу элемента 21. На выходе элемента 21 (фиг.2,и) сохранится высокий, а на выходе элемента 24 (фиг.2,к) и триггера 26 (фиг.2,л) - низкий уровень напряжения, а низкий уровень с выхода триггера 26 свидетельствует о соответствии амплитуды импульсов поло- 5 жительньк напряжений на I интервале времени от t, до t, допустимым значениям.

При этом триггер 27, участвующий в контроле логического О, сохраняет 0 исходное нулевое состояние, так как на I интервале условия совпадения сигналов на входах элемента 25 не выполняются на выходе элемента 25 (фиг.2,о) сохраняется исходный уровень. Этим самьм исключается ложное срабатывание триггера 27 при нарастании напряжения на выходе устройства от физического О до амплитудного значения в момент времени t,.

5

40

Если сигнал U имеет значение в

пределах от и„ до U,, как показано на фиг.2,а в интервале II от t до t и в интервале IV от t до t, то g на выходе элементов 1-3 сохраняется исходный выоский уровень (фиг.2,д,е,ж)- на выходах элементов 22 (фиг.2,н) и 25 (фиг.2,о) сохраняются исходные низкие уровни, при этом строб 2 не проходит через элемент 25. На выходе триггера 27 сохраняется исходный низкий уровень (фиг.2,п), что свидетельствует о соответствии уровней логического О

0

5

допустимым значениям. Если сигнал U имеет значение в

пределах от

UPJ, , как показано

на фиг.2,а в интервале III от tj до t4, то на выходе элементов 8 И 9 будет низкий, а на выходе элемента 10 высокий положительный уровень напряжения (фиг.2,м,с,у), при этом низкий уровень с выхода элемента 9 запрещает прохождение стробов 1 по третьему входу элемента 20. На выходе элемента 20 (фиг.2,м) сохраняется высокий уровень, на выходе элемента 23 (фиг.2,ф) и триггера 28 (фиг.2,х) сохраняется низкий уровень напряжения. Низкий уровень с выхода триггера 28 свидетельствует о соответствии амплитудных значенир импульсов отрицательных напряжений на интервале III времени от t до t допустимым значениям.

При этом триггер 27, участвующий в контроле логического О, сохраняет исходное нулевое состояние, так как на интерватле III условие совпадения сигналов на входах элемента 25 не выполняется, на входе элемента 25 (фиг.2,о) сохраняется исходный низкий уровень. Этим самым исключается ложП6

ное срабатывание триггера 27 при на- 25 на фиг.2,а в интервале III от t, до

то на выходе элементов 8-10 бурастании напряжения на входе устройства от физического О до амплитудного

(г

Если сигнал U, имеет значение.

дет низкий уровень (фиг.2,м,с,у), при этом прохождение строба 1 через элемент 20 запрещено, на первом входе

р, , как показано на фиг.2,а ЗО элемента 23 сохраняется высокий уровень (,фиг.2,м), а низкий уровень с выхода элемента 10 (фиг.2,у) после инвертирования элементом 23 (фиг.2,ф) установит триггер 28 в сосбольшее U

и т

В интервале I от t до

tg, то на вы35

ходе элемента 1 (фиг.2,д) будет низкий уровень, который после инвертирования на элементе 24 (фиг.2,к) устанавливает триггер 26 в состояние 1 (фиг.2,л), что свидетельствует о несоответствии амплитуды импульсов положительных напряжений на интервале I времени от ty до tg .

Триггер 26 устанавливается стробом о 2 (фиг.2,г) в исходное состояние.

Есл}1 сигнал, U имеет абсолютное значение меньше минимально допустимого порога Unj, как показано на фиг.2,а

тояние 1 , которое сохраняется до прихода строба 2 (фиг.2,г). Состояние 1 триггера 28 свидетельствует о несоответствии контролируемого сигнала

на интервале III от t,/ тимому значению.

до t,2 ДОПУСЕсли сигнал U имеет превьппающее максимально допустимое значение ло- 0.

в интервале III от t до tg, то на выходе элементу 8 будет низкий (фиг.2,м), а на выходах элементов 9 .и 10 - высокий уровень (фиг.2,с,у), при этом на первом и втором выходах элемента 20 буде;т разрешающий для прохождения строба 1 уровень. Отри- цательньм импульс с выхода элемента 20 (фиг.2,м) после инвертирования на элементе 23 (фиг.2,ф) установит триггер 28 в состояние 1 (фиг.2,х), которое сохраняется до прихода строба 2 (фиг.2,г). Состояние 1 триггера 28 свидетельствует о несоответствии амплитуды контролируемого сигнала на

50

гического U, как показано на g фиг.2,а в интервале II от t, до t, , то на выходе элементов 1 и 2 (фиг.2,д,е) будет высокий, а на выходе элемента 3 (фиг.2,ж) - низкий уровень, при этом на первом входе элемента 25 (фиг.2,н) будет разрешающий для прохождения строба 2 уровень, Положительный импульс с выхода элемента 25 (фиг.2,о) установит триггер 27 в состояние 1 (фиг.2,п), которое сохраняется до прихода строба 1 (фиг.2,в). Состояние 1 триггера 27 свидетельствует о несоответствии уровня логического О допустимому значению в интервале 1 от t, до t, .

55

интервале III от t, до tg допустимому значению.

Если сигнал U;, имеет значение меньше минимально допустимого порога U как показано на фиг.2,а в интервале I от t до , то на выходе элементов 1 и 2 будет высокий (фиг.2,д,е), а на выходе элемента 3 (фиг.2,ж) - низкий уровень, при этом на первом и втором входах элемента 21 будет разрешающий для прохождения строба 1 уровень. Отрицательньй импульс с выхода элемента 21 (фиг.2,и) после инвертирования на элементе 24 (фиг.2,к) установит триггер 26 в состояние 1 (фиг.2,л), которое сохраняется до прихода строба 2 (фиг.2,г). Состояние 1 триггера 26 свидетельствует о несоответствии амплитуды контролируемого сигнала на интервале I от t допустимому значению.

до

Если сигнал U., имеет абсолютное

значение, большее U

П6

как показано

на фиг.2,а в интервале III от t, до

(г

ет ри лем

тояние 1 , которое сохраняется до прихода строба 2 (фиг.2,г). Состояние 1 триггера 28 свидетельствует о несоответствии контролируемого сигнала

на интервале III от t,/ тимому значению.

до t,2 ДОПУСЕсли сигнал U имеет превьппающее максимально допустимое значение ло- 0.

0

гического U, как показано на g фиг.2,а в интервале II от t, до t, , то на выходе элементов 1 и 2 (фиг.2,д,е) будет высокий, а на выходе элемента 3 (фиг.2,ж) - низкий уровень, при этом на первом входе элемента 25 (фиг.2,н) будет разрешающий для прохождения строба 2 уровень, Положительный импульс с выхода элемента 25 (фиг.2,о) установит триггер 27 в состояние 1 (фиг.2,п), которое сохраняется до прихода строба 1 (фиг.2,в). Состояние 1 триггера 27 свидетельствует о несоответствии уровня логического О допустимому значению в интервале 1 от t, до t, .

5

Если сигнал U по абсолютному значению превышает допустимое пороговое значение U, как показано на фиг.2,а в интервале IV от t до t,, , то на выходе элемента 8 (фигi2,м) будет низкий уровень, а на выходе элементов 9 и 10 - высокий уровень (фиг.2с-,у), на этом на первом входе элемента 25 (фиг.2,н) будет разрешающий для прохождения строба 2 уровень. Положи- тельньм импульс с выхода элемента 25 (фиг.2,о) устанавливает триггер 27 в состояние 1, которое сохраняется до прихода строба 1 (фиг.2,в). Состояние 1 триггера 27 свидетельствует о несоответствии уровня логического О контролируемого напряжения допустимому значению в интервале

от t,g до t

п момента

:,7 процесс контДалее с роля повторяется.

При этом на интервалах времени от

: до , от tg до t , от tg до t, от t.n до t,, , от t,j до ti, , на ко-9

-{О

торых напряжение логического О соответствует допустимому, работа устройства происходит так же, как на интервале II от t до tj.

ЗИ-НЕ, выход которого соединен с в рым входом первого элемента И-НЕ, ход третьего порогового элемента с динен с первым входом второго элем

25 та И-НЕ и входом первого инвертора выход которого соединен с вторым в дом первого элемента ЗИ-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с п вым входом элемента И, выход котор соединен с первым входом второго т гера, выход которого соединен с вт рой выходной клеммой устройства, в ход четвертого порогового элемента соединен с вторым входом второго

Как видно из описания работы уст- -зо ройства, однозначность избирательного контроля на интервалах I и III (фиг.2,а) обеспечивается за счет того, что, не смотря на срабатывание пороговых элементов -3 и 8 от переднего- элемента И-НЕ и входом второго ин- фронта каждого импульса контролируемой вертора, выход которого соединен с биполярной последовательности,исключается срабатывание триггера 27, фиксирующего несоответствие уровня логического О допустимому значению в положительной и отрицательной обласпервым входом второго элемента ЗИ-Н выход пятого порогового элемента со динен с вторым входом второго эле4Q мента ЗИ-НЕ, выход которого соедине с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с пер вым входом третьего триггера, выход которого соединен с третьей выходно

тях напряжений.

Формула изобретения

Устройство контроля уровней нап- ряжения биполярной импульсной последовательности, содержащее делитель опорного напряжения, три пороговых элемента, инвертируклцие входы которых соединены с входной клеммой устройства, а неинвертирующие входы - с соответствующими выводами делителя опорного напряжения, элемент И, инвертор, три триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены

формирователь синхроимпульсов, второй делитель опорного напряжения, четвертый, пятый и шестой пороговые элементы, инвертирующие входы которых соединены с соответствующими выводами второго делителя опорного напряжения, а неинвертирующие - с входной клеммой устройства и с входом формирователя

10 синхроимпульсов, второй инвертор,

два формирователя стробов, два элемента ЗИ-НЕ и три элемента И-НЕ, причем выход первого порогового элемента соединены с первым входом первого

15 элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первой выходной клеммой устройства, выход . второго порогового элемента соединен

20 с первым входом первого элемента

ЗИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход третьего порогового элемента соединен с первым входом второго элемен25 та И-НЕ и входом первого инвертора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ЗИ-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с второй выходной клеммой устройства, выход четвертого порогового элемента соединен с вторым входом второго

-зо - элемента И-НЕ и входом второго ин- вертора, выход которого соединен с элемента И-НЕ и входом второго ин- вертора, выход которого соединен с

первым входом второго элемента ЗИ-НЕ, выход пятого порогового элемента соединен с вторым входом второго элемента ЗИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего триггера, выход которого соединен с третьей выходной

клеммой устройства, выход шестого порогового элемента соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход формирователя синхроимпульсов соединен с входами формирователей стробов, выход первого формирователя стробов соединен с третьим входом первого элемента ЗИ-НЕ, вторым входом второго триггера и третьим входом второго лемента ЗИ-НЕ, выход второго формиователя стробов соединен с вторыми ходами первого и третьего триггеров вторым входом элемента И.

и Un Urn

iJ

Unt Un

Uflt

1 г I JI i- I t-t ,,t,,,,e

ff

I

Ж

IS

a

s

t-t ,,t,,,,e

IS

a

s

n n n

r

n

Редактор С.Пекарь

Составитель В.Гришаков Техред В.Кадар

Заказ 4043/38 Тираж 730Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

n n n /

n n /

1

J

J

t

nn

Корректор В.Бутяга

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения допускового контроля импульсов обеих полярностей. Устройство контроля содержит пороговые элементы 1...3, резисторы 4...7 первого делителя опорного напряжения, инверторы 16 и 17, формирователи 18 и 19, элементы ЗИ-НЕ 20 и 21, элементы И-НЕ .22-24, элемент И 25 и триггеры 26...28. Б устройство введены пороговые элементы 8...10, формирователь 11 синхроимпульсов и резисторы 12...15 второго делителя опорного нзп29 I/, at fus.t (Л