Устройство для контроля частот и уровней выходных сигналов генераторов Советский патент 1988 года по МПК G01R31/28 

ffKsm s -crti

Изобретение служит для повышения быстродействия контроля граничных частот, фиксируемых в моменты выхода уровня за п ределы допустимых значений. Устройство содержит пороговый блок 2, блок 5 управления, блок 9 запускаj цифровой частотомер I1, ждущий мультивибратор 12 и блок 13 дифференцирования. Введение инверторов 4 и 18,, измерителя 6 напряжения, порогового блока 7, элементов ИЛИ 8, 17 и 20, блоков 3 и 16 памяти, блоков 10 и 19 определения экстремума, цифрового регистратора 14 и амплитудного детектора 15 обеспечивает непрерывную перестройку выходных частот генераторов и автоматизацию измерения граничных частот. Кроме того, функциональные возможности устройства растк- рены за счет измерения отклонений уровней выходных сигналов генераторов от допустимых значений, 2 ил. к

Фиг.1

10

15

20

11383238

Изобрете1гие относится к контроль- но-нямернтелы ой технике и может быть использовано для автоматического контроля частот и уровней выходных сигналов генераторов.

Цель изобретения - повьпиение быстродействия контроля граничных частот, фиксируемых в моменты выхода уровня за пределы допустимых значений, за счет.непрерывной перестройки выходных частот генераторов и автоматизации измерения граничных частот, а также расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения отклонений уровней выходных сигналов генераторов от допустимых зигачений, . .

На.Лиг.1 приведена схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы его работы.

Устройство (фиг,О для контроля 1 енератора 1 содержит первый порого - Бый блок 2j йторой блок 3 памятиJ второй инвертор 4, блок 5 управления, измеритель 6 напряжения, второй пороговьш блок 7, третий элемент ИЛИ 8, 5лок 9 запуска, второй блок 10 он- ределения экстремума, цифровой частог томер 11, ЖДУ1ЧИЙ мультивибратор 12, 30 блок 13 дифференцирования,Цифровой регистратор 14, амплитудный детектор 15, нервьй блок 16 памяти, второй элемент ИЛИ 17, первый инвертор )8, первый блок 19 определения экстрему- 35 ма, первый элемент ИЛИ 20,

Блок 5 управления содержит, например, RS-триггер, соединенный R и S входами соответственно с входами бло- . ка 5 управления, а выходом через сер-40 вопривод - с .выходом блока 5 управления..

Блок 5 управления соединен выходом с клеммой для подключения входа

им входом - с первым входом измери теля напряжения и с выходом второг элемента ИЛИ 17, соединенного перв входом через нервый инвертор 18 с выходом первого блока 19 определен экстремума, соединенного входом с выходом второго порогового блока 7 и с первым входом первого блока 16 памяти, соединенного выходом с пер входом третьего элемента ИЛИ 8, со единенного вторым входом с выходом второго блока 3 памяти, соединенно первым входом через второй блок 10 определения экстремума с вторым вх дом второго элемента ШШ 17, а неп средственно - с выходом первого по гового блока 2, соединенного входо через амплитудный детектор I5 с кл мой для подюпочения первого выхода контролируемого генератора 1, а не посредственно - с входом второго порогового блока 7, второй вход вт рого блока 16 памяти соединен с вы 25 дом второго инвертора 4, соединенн входом с вторым входом второго бло 3 памяти, с выходом блока 13 диффе ренцирования и с первым входом циф рового регистратора 14, соединенно вторым и третьим входами соответст венно с первым и вторым выходами и мерителя 6 напряжения, четвертым входом - с выходом цифрового часто мера 11, соединенного вторым входо с выходом первого элемента ИЛИ 20 с входом ждущего мультивибратора 12, второй вход измерителя 6 напря же1{ия соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 8.

Устройство работает следующим образом.

Частоту генератора 1 сигналов устанавливают на нижний предел f диапазона перестройки (фиг.2), С п

контролируемого генератора 1, а пер- 45 Щью импульса II, блока 9 запуска вым входом - с выходом блока 9 запус- через элемент ИЛИ 20 частотомер 11 ка. Первый вход цифрового частотомезапускается на измерение нижней ча тоты f Диапазона перестройки исследуемого генератора 1 сигналов, а RS-триггер блока 5 управления - в состояние логической 1. С помо щью сервопривода блока 5 управлени исходя из требуемой погрешности 5 измерения частоты, осуществляется г плавная перестройка частоты генера ра 1

ра 11 соединен с клеммой для подключения первого выхода контролируемого генератора 1, клемма для подключения второго выхода которого соединена с вторым входом блока 5 управления. Ждущий мультивибратор 12 соединен выходом с входом блока 13 дифференцирования. .

Выход блока 9 запуска соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 20, соедшгенного вторьм входом с вторым входом блока 5 управления, треть-

0

5

0

0 5

. 0

им входом - с первым входом измерителя напряжения и с выходом второго элемента ИЛИ 17, соединенного первым входом через нервый инвертор 18 с выходом первого блока 19 определения экстремума, соединенного входом с выходом второго порогового блока 7 и с первым входом первого блока 16 памяти, соединенного выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ 8, соединенного вторым входом с выходом второго блока 3 памяти, соединенного первым входом через второй блок 10 определения экстремума с вторым входом второго элемента ШШ 17, а непосредственно - с выходом первого порогового блока 2, соединенного входом через амплитудный детектор I5 с клеммой для подюпочения первого выхода контролируемого генератора 1, а непосредственно - с входом второго порогового блока 7, второй вход вто- рого блока 16 памяти соединен с выхо- 5 дом второго инвертора 4, соединенного входом с вторым входом второго блока 3 памяти, с выходом блока 13 дифференцирования и с первым входом цифрового регистратора 14, соединенного вторым и третьим входами соответственно с первым и вторым выходами измерителя 6 напряжения, четвертым входом - с выходом цифрового частотомера 11, соединенного вторым входом с выходом первого элемента ИЛИ 20 и с входом ждущего мультивибратора 12, второй вход измерителя 6 напря- же1{ия соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 8.

Устройство работает следующим образом.

Частоту генератора 1 сигналов устанавливают на нижний предел f диапазона перестройки (фиг.2), С импульса II, блока 9 запуска через элемент ИЛИ 20 частотомер 11

запускается на измерение нижней частоты f Диапазона перестройки исследуемого генератора 1 сигналов, а RS-триггер блока 5 управления - в состояние логической 1. С помощью сервопривода блока 5 управления, исходя из требуемой погрешности 5 (%) измерения частоты, осуществляется плавная перестройка частоты генератора 1

сигналов в контролируемом диапазоне f -f со скоростью Vj - 8 f Дц,„ , где t,, - время измерения частоты. При этом пя выходе

амплитудного детектора 15 вырабатывается огибающая уровня выходного сигнала генератора 1 (фиг.2а), которая поступает на входы пороговых блоков 2 и 7, уровни ограничения которых соответствуют верхнему х и нижнему х„ . допустимым пределам отклонения уровней выходного сигнала генератора 1 от установленной нормы. В случае превьш1ения выходным уровнем генератора 1 верхнего предела Xg (фиг.2а) на выходе порогового блока 2 вырабатывается напряжение U (фиг.), соответствующее величине +йх откло- нения от верхнего предела х значения уровня выходного сигнала генератора 1, которое поступает на входы блока 3 памяти и блока 10 определения экстремума сигнала. На выходе блока 3 формируется напряжение U, (фиг.2,в), которое через элемент ИЛИ 8 поступает на информационный вход измерителя 6 напряжения.- При достижении выходным сигналом генератора 1 на частоте f в ерхнего экстремума на выходе блока 10 определения экстремума формируется импульс U4 положительной полярности (фиг.2, г), который через элемент ИЛИ 17 переводит измеритель 6 напря- жения в режим измерения, а через элементы ИЛИ 17 и 20 обеспечивает запуск цифрового частотомера 11 и ждущего мультивибратора 12, На выходе ждущего мультивибратора 12 вырабаты- iвается импульс Us (фиг.2,д),длительность С которого выбирается ,из рас- , чета времени, необходимого для измерения частоты f, цифровым частотоме ром 11 и измерения отклонения +лх уровня сигнала генератора 1 от установленной нормы измерителем 6 напряжения. Измеритель 6 напряжения и цифровой частотомер 11 осуществляют измерение максимального отклонения уро- вня выходного сигнала генератора 1 от установленной нормы и измерение частоты, на которой происходит это отклонение.

Задний фронт импульса Uy ждущего мультивибратора 12 дифференцируется блоком 13 и в ви,е импульса Ug (фиг,2,е; t t) поступает на управляющие входы блока 3 памяти (переводя его в исходное состояние) и цифрового регистратора 14, осуществляя его запуск. Цифровой регистратор 14 сраба- тьшает и фиксирует значение напряжения максимального отклонения уровня

выходного сигнала генератора 1, полярность этого напряжения и частоту ff генератора 1, значения которых поступают на соответствующие входы цифрового регистратора 14.

При достижении уровнем выходного сигнала генератора 1 нижнего предельно допустимого значения Хц на выходе порогового блока 7 образуется отрицательное напряжение U (фиг,2,ж), которое подается на блок 16 памяти и блок 19 определения экстремума. На выходе блока 16 памяти формируется напряжение Ug (фиг.2,3), которое через элемент Й1Ш 8 поступает на информационный вход измерителя 6 напряжения. В момент, когда генератор 1 выдает сигнал ча.стотой f , на которой уровень его выходного сигнала достигает минима Льного значения (фиг.2,а) на выходе блока. 19 определения экстремума формируется импульс Ug отрицательной полярности (фиг.2, и), который через инвертор 18 и элемент ИЛИ 17 поступает на управляющий вход измерителя 6 напряжения, а через инвертор 18, элемент ИЛИ 17 и элемент ИЛИ 20 - на управляющие входы цифрового частотомера 11 и ждущего мультивибратора 12. Ждущий муль- тивиб ратор 12 срабатывает (фиг.2,д) и на выходе блока 13 дифференцирования формируется импульс U (фиг.2,е; t tj), .который включает цифровой регистратор 14 и, проходя через инвертор 4, возвращает блок 16 памяти в исходное состояние. 11ифровой регистратор 14 срабатывает и фиксирует напряжение максимального отклонения уровня выходного сигнала генератора. 1 от установленной нормы, полярность этого напряжения и частоту f сигнала генератора 1. В случае многократного отклонения уровня выходного сигнала генератора 1 от установленной нормы в диапазоне процесс измерения и контроля повторяется.

В конце диапазона контроля на частоте f (фиг.2,а) с контакта концевого выключа теля перестройки генератора 1 сигналов на вход блока 5 управления и через элемент ИЛИ 20 на зшравляющие входы цифрового частотомера 11 и ждущего мультивибратора 12 поступает напряжение U,g . RS-триггер блока 5 управления переводится в nor ложение логического О и перестройкя частоты генератора 1 сигналов прекращается, а частота f генератора I измеряется частотомером 11 и фиксируется регистратором 14,

Формула изобретения

Устройство для контроля частот и уровней выходных сигналов генерато- ров, содержащее первый пороговый блок, блок управления, соединенный выходом с клеммой для подключения входа контролируемого генератора, пефвым входом - с выходом блока за- пуска, цифровой частотомер, соединенный первым входом о клеммой для подключения первого выхода контролируемого генератора, клемма для подключения второго выхода которого соединена с вторым входом блока уп- равления ждущий мультивибратор, со- выходом с входом блока дифференцирования, отличающе е с я тем, что, с целью повышения быстродействия контроля частот и расршрения функциональных возможностей устройства, в него введены два инвертора, измеритель напряжения, второй пороговый блок, три элемента ИЛИ, два блока памяти, два блока определения экстремума,, цифровой регистратор и амплитудный детектор, причем выход блока запуска соединен с первым входом первого элемента ИЛИ соединенного вторым входом с вторым входом блока управления, третьим

5 0 5 о

5

входом - с первым входом измерителя напряжения и с выходом второго элемента ИЛИ, соединенного первым входом через первый инвертор с выходом перво-У го блока определения экстремума, со - единенного входом с выходом второго порогового блока и с первым входом первого блока памяти, соединенного выходом с первым входом третьего элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом второго блока памяти, соединенного первым входом через второй блок определения экстремума с вторым входом второго элемента ИЛИ, а непосредственно - с выходом первого порогового блока, соединенного входом через амплитудный детектоТр с клеммой для подключения первого выхода контролируемого генератора, а непосредственно - с входом второго порогового блока, второй вход второго блока памяти соединен с выходом второго инвертора соединенного-входом с вторым входом второго блока памяти, с выходом блока дифференцирования и с первым входом цифрового регистратора, соединенного вторым и третьим входами соответственно с первым и вторым выходами измерителя напряжения, четвертым входом - с выходом цифрового частотомера, соединенного вторым входом с выходом первого элемента ИЛИ и с входом ждущего мультивибратора, второй вход измерителя напряжения соединен с выходом третьего элемента ИЛИ.