Способ сравнения двух гармонических сигналов одинаковой частоты по амплитуде и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01R19/165 

со

00

а со ISD

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при допусковом контроле параметров изделий электронной техники. Цель изобретения - повышение точности сравнения амплитуд двух переменных напряжений. Способ основан на определении интервала времени между моментами перехода каждого из сравниваемых напряжений и, (t) и Uj (t) через опорный нулевой уровень, фиксировании мгновенных значений и, и U2 переменных напряжений в момент времени, соответствующий середине этого временного интервала, и сравнении полученных мгновенных значений U, и V по модулю. Устройство для реализации данного способа содержит пороговые элементы I и 2, триггеры 3 и 4, элементы И 5 и 6, счетчики 9 и 10 и ключи 12 и 13, а также генератор 7 импульсов, делитель 8 частоты, элемент 16 сравнения и цифровой компаратор 11. Устройство обеспечивает совмещение моментов фиксирования мгновенных значений сравниваемых напряжений. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. I (Л

Фие.2

I Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборах допускового контроля параметров изделий электронной техники.

Цель изобретения - повышение точности сравнения амплитуд двух переменных напряжений путем совмещения моментов фиксирования мгновенных значений сравниваемых напряжений.

Сущность способа сравнения двух гар- монических сигналов одинаковой частоты по амплитуде заключается в том, что определяют моменты перехода каждого из сравниваемых напряжений через нулевой уровень, определяют интервал времени между переходами каждого из сравниваемых напряжений через нулевой опорный уровень, фиксируют мгновенные значения сравниваемых переменных напряжений в момент времени, соответствующий середине этого, интервала, и сравнивают полученные значения по модулю.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы, поясняющие сущность способа; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 3 - времен- ные диаграммы, поясняющие работу устрой- ства.

Устройство для осуществления способа сравнения двух гармонических сигналов одинаковой частоты по амплитуде содер- жит первый и второй пороговые элементы 1 и 2, первый и второй триггеры 3 и 4, пер- вый и второй элементы И 5 и 6, генератор 7 импульсов, делитель 8 частоты, первый счетчик 9, второй счетчик 10, цифровой компаратор 11, первый и второй ключи 12 и 13, первый и второй входы 14 и 15 устройства, элемент 16 сравнения и выход 17. Первый вход 14 устройства соединен с сигнальным входом ключа 13 и входом порогового элемента 1. Второй вход 15 устройства соединен с сигнальным входом другого ключа 12 и входом порогового элемента 2. Выходы пороговых элементов 1 и 2 подключены к тактовым входам первого триггера 3, выход которого соединен с первыми входами nepBOi O и второго элементов И 5 и 6 и с тактовым входом второго триггера 4. Прямой выход триггера 4 соединен с вторым входом элемента И 6, а инверсный выход триггера 4 - с вторым входом элемента И 5, третий вход которого подключен к выходу делителя 8 частоты. Вход делителя 8 частоты соединен с выходом генератора 7 импульсов, к которо.му подключен также третий вход элемента И 6. Выход первого элемента И 5 соединен с входом первого счетчика 9, а выход второго эле- .мента И 6 - с входом второго счетчика 10. Выходы счетчиков 9 и 10 соединены с входами цифрового компаратора 11, выход v;oToporo подключен к входау. «Сброс счетчиков 9 и 10, триггеров 3 и 4, а также к управляющим входам первого и второго ключей 12 и 13. Выходы ключей 12 и 13 соединены с соответствующими входами элемента 16 сравнения, выход которого является выходом 17 устройства.

Сравнение амплитуд двух гармонических сигналов одинаковой частоты происходит следующим образом. Фиксируется временной интервал Ч между пересечением сравниваемых переменных напряжений и, (t) (фиг. 1а) и и (t) (фиг. 16) нулевого опорного уровня. Затем в мо.мент времени, соответствующий середине этого временного интервала, т.е. в момент времени.

,

соответствующий концу вре.менного интервала Т/2, фиксируются напряжения У и и (фиг. 1а, б), соответствующие мгновенным значениям сравниваемых переменных напряжений U (t) и U (t). Таким образом, мгновенные значения напряжений U и и. фиксируются в один и тот же момент времени. Эти мгновенные значения напряжений Ц и Uj. затем сравниваются, и по результату их сравнения судят о соотношении амплитуд сравниваемых переменных напряжений U, (t) и Ujilt).

Устройство, реализующее предложенный способ сравнения амплитуд двух гармоничес ких сигналов одинаковой частоты, работает

следующим образом.

Входные сравниваемые переменные наряжения и., (t) и Ug (t) (фиг. За) подаются соответственно на входы 14 и 15 устройства (фиг. 2). В момент времени t,, соответствующий моменту достижения переменным напряжением U (t) нулевого опорного уровня (фиг. За), срабатывает пороговый элемент 2, вследствие чего первый триггер 3 опрокидывается и на его выходе юявляется напряжение логической единицы (фиг. 36). Это напряжение логической единицы подается на один из в.ходов элемента И 5. Генератор 7 импульсов вырабатывает импульсное напряжение, частота которого значительно превышает частоту сравниваемых переменных наиряжеНИИ. Частота этого импульсного напряжения генератора 7 уменьшается вдвое делителем 8 частоты. Выходное импульсное напряжение с выхода делителя 8 частоты подается на второй вход элемента И 5. Так как на третьем входе элемента И 5 при этом имеется логическая единица, поступающая с прямого выхода второго триггера 4, то па выход элемента И 5 после срабатывания в момент времени t., первого триггера 3 проходит импульсное напряжение с выхода делителя 8 частоты (фиг. Зг).

В момент времени tj достижения переменным напряжением Ц (t) нулевого уровня (фиг. За), срабатывает пороговый эле

мент , сигналом с выхода которого первый триггер 3 возвращается в исходное состояние (фиг. 36). Ввиду этого на первом входе элемента И 5 появляется напряжение логического нуля, что накладывает запрет на прохождение импульсного напряжения с выхода делителя 8 частоты на выход элемента И 5. Таким образо.м, на выходе элемента И 5 формируется серия импульсов длительностью г (фиг. Зг), количество им- пульсов в которой пропорционально длительности С серии. Эта серия импульсов с выхода эле.мента И 5 поступает на вход первого счетчика 9, который подсчитлУвает количество импульсов в данной серии.

От спада импульса с выхода первого триггера 3 срабатывает второй триггер 4, и па его прямом выходе появляется, напряжение логической единицы (фиг. Зв), а на инверсном выходе - напряжение логического нуля. Этим логическим нулем, посту- пающим па второй вход элемента И 5, запрещается прохождение импульсов с выхода делителя 8 частоты на вход счетчика 9 при следующе.м опрокидывании первого триггера 3 в момент времени tj прохождения напряжения U (t) через нулевой опорный уровень (фиг. 36). Логической единицей с прямого выхода второго триггера 4 разрешается прохождение импульсов с выхода генератора 7 и.мпульсов на выход элемента И 6 после вторичного срабатывания первого триггера 3 (фиг. 3d). Таким образом, на выходе элемента И 6 формируется серия импульсов напряжения, частота импульсов в которой вдвое, больще, чем в первоначально сформированной импульсной последовательности. Количество импульсов во второй импульсной последовательности подсчитывается вторым счетчиком 10 устройства. Выходы счетчиков 9 и 10 подключены к входам цифрового компаратора 11. В момент, когда количество импульсов во второй импульсной последовательности станет равны.м количеству импульсов в первой импульсной последовательности, цифровой компаратор 11 срабатывает. Ввиду того, что частота импульсов во второй импульсной последовательности вдвое больще, чем частота импульсов в первой импульсной последовательности, момент срабатывания цифрового компаратора II (фиг. Зе) соответствует середине временного интервала { между пере.Ходам:-; сравниваемых переменных напряжений Ц (t) и U2(t) через нулевой опорный уровень.

Выходным сигналом компаратора 11 (фиг. Зе) первый и второй ключи 12 и 13 устройства на короткий период времени открываются, пропуская мгновенные значения и, и LJj переменных напряжений U, (t) и Uj (. э входы элемента 16 сравнения. В элементе 16 сравнения происходит сравнение амплитуд мгновенных значений U, и Uj, сравниваемых переменных напряжений и на выход 17 устройства поступает информация о результате сравнения мгновенных значений сравниваемых переменных напряжений и.| (t) и и (t). Кроме того, выходным сигналом компаратора 11 триггеры 3 и 4 и счетчики 9 и 10 возвращаются в исходное состояние.

Формула изобретения

и

иг.1

второго элемента И и с входом делителя час тоты, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И.