Измеритель частотных переходных характеристик Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 

9

:о сл

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано для исследования и контроля динамических свойств управляемых автоколебательных систем, к которым относятся кварцевые и струнные датчики, а также управляемые кварцевые генераторы и другие приборы, управляемые по частоте.

Цель изобретения - повьшение точ ности измерителя.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого измерителя переходных характеристик,

Измеритель частотных переходных характеристик содержит первый 1 и вто второй 2 формирователи импульсов, узел 3 памяти, синхронизатор 4, делитель 5, узел 6 сброса, узел 7 срав- нения кодов, RS-триггер-8, сумматор 9, регистратор 10, первый - шестой элементы И 11-16, первый - четвертый элементы ИЛИ 17 - 20, первый 21 и второй 22 коммутаторы, первый 23 и второй 24 реверсивные счетчики, первую 25 и вторую 26 входнь е шины, выходную шину 27.

Предлагаемый измеритель работает следующим образом.

Перед началом работы и проведения измерений устанавливаются коэффициенты деления делителя 5 и узла 6 сброса, которые должны удовлетворять условиям (1) и (2) соответственно:

Ч п,,Т,;

п/Г,- п„Т Ц О О О 2

де п - число импульсов исследуемой частоты, следующих с периодом TX ;

tjj - период усреднения;

п - число импульсов стабильной 45 частоты, следующих с периодом Tgi

- максимальное число шагов квантования выходного напряжения;50

TX - начальное значение периода.

max

.В узел 3 памяти заносится первоначальное зЕ1ачение кода, равное /2, соответствующее нулевому отклонению периода от номинального значения, а первый 23 и .второй 24 реверсивные счетчики устанавливаются в нулевое состояние по выходам.

V O

5

0 5

0

5

0

5

0

5

Импульсы исследуемой частоты че- рез первый формирователь.1 импульсов поступают на первый вход делителя 5, на выходе которого формируется последовательность импульсов усреднения, следующих с периодом (1). Импульсы усреднения устанавливают RS-триггер 8 в нулевое состояние. Импульсы стабильной частоты через второй формирователь 2 импульсов поступают на первый вход узла 6 сброса, на выходе которого формируется последовательность опорных импульсовJ которая задержана относительно импульсов усреднения на интервал t . Опорные импульсы устанавливают RS-триггер 8 в еди- ничнс состояние. На выходе последнего формируется последовательность измерительных интервалов, длительность которых равна ty tg. Измерительный интервал через первый элемент И 11, первый элемент ИЛИ 17 коммутирует импульсы стабильной частоты на первый вход первого реверсивного счетчика. Число коммутируемых импульсов равно N ty/Tg. В результате подсчета импульсов на выходе первого реверсивного счетчика 23 -последовательно появляется двоичный код А числа импульсов, поступивших на его первый вход. Выходной код первого реверсивного счетчика 23 поступает на первый вход узла 7 сравнения кодов, где происходит его сравнение со значением кода В, записанным в узел 3 памяти по окончании предьщущего цикла измерение - коррекция или при первоначальной установке.

Рассмотрим алгоритм коррекции динамической погрешности усреднения, определяемый законом изменения периода исследуемой частоты.

I алгоритм - период не изменяется во времени.

В Э.ТОМ случае импульс усреднения t с выхода делителя 5 приходит при А В, чему соответствует единичный уровень на первом выходе и нулевые уровни на втором и третьем выходах узла 7 сравнения кодов. Импульс усреднения t проходит через открытый второй элемент PI 12, второй элемент РШИ 18 и переписывает текущее значение кода в узел 3 памяти, устанавливает первый 23 и второй 24 реверсивные счетчики в нулевое состояние по выходам, поступает на второй вход сумматора, а также на

третьи входы первого 21 и второго 22 ком гутаторов, им блокируется действие одновременно приходящего на четвертый вход последнего сигнала А В с первого выхода узла 7 сравнения кодов через открытьш шестой элемент И 16. Открывается шестой элемент И 16 единичным уровнем сигнала с инверсного выхода КЗ-триггера 8, который появляется по приходу сигнала t.

II алгоритм - период увеличивается во времени.

Сигнал А В появляется на первом выходе узла 7 сравнения кодов при единичном уровне измерительного интервала, поэтому он проходит на вход только пятого элемента И 15. По приему сигнала А В на первый вход первого коммутатора 21 импульсы стабильной частоты с его первого выхода через третий элемент ИЛИ 19 начинают поступать на первый вход второго реверсивного счетчика 24, где производится их подсчет. Импульс усреднения t приходит при (единичный уровень сигнала на втором выходе узла 7 сравнения кодов), и он коммутируется .на выход только третьего элемента И 13. По приходу импульса t на четвер- тый вход первого.коммутатора 21 импульсы стабильной частоты перестают поступать на его первый вход и-во втором реверсивном счетчике 24 фиксируется двоичный код динамической погрешности усреднения. Одновременно с приходом импульса tj на четвертый вход первого коммутатора 21 импульсы стабильной частоты начинают поступать на его второй выход и через первый 17 и четвертый 20 элементы ИЛИ - на первый вход первого реверсивного счетчика 23 и второй вход второго реверсивного счетчика 24 соответственно После прихода на второй реверсивный.

счетчик 24 импульса, равного N.T .J

на его выходе появляется импульс переноса, который через второй элемент ИЛИ 18 поступает на третий вход первого коммутатора 21 и запрещает коммутацию импульсов стабильной частоты. При этом в первом реверсивном счетчике 23 появляется код действительного отклонения периода от номинального значения.

Импульс переноса проходит через второй элемент РШИ 18 и переписывает код действительного отклонения периода в узел 3 памяти, устанавливает пер

вый 23 и второй 24 реверсивные счетчики в нулевое состояние по выходам, поступает на второй вход сумматора 9.

III алгоритм - период уменьшается во времени.

Сигнал tj, формируется при В, чему соответствует единичный уровень на третьем выходе узла 7 сравнения кодов поэтому он проходит на выход только четвертого элемента И 14. По приходу сигнала на первый вход второго коммутатора 22 на его первый выход начинают поступать импульсы стабильной час- которые через третий элемент ИЛИ. 19 подаются на первый вход второго реверсивного счетчика 24. Импульс В А приходит при нулевом уровне измерительного интервала и через открытый шестой элемент И 16 поступает на четвертый вход второго коммутатора 22, после чего импульсы стабильной частоты прекращают поступать на его первый выход. При этом во втором реверсивном счетчике 24 фиксируется двоичный код динамической погрешности. Одновременно с приходом импульса A-iB на четвертый вход второго коммутатора 22 импульсы стабильной частоты начинают поступать на его второй выход и второй вход первого реверсивного счетчика 23 и через четвертый элемент ИЛИ 20 на второй вход второго реверсивного счетчика 24. После прихода на второй реверсивный счетчик 24 числа импульсов, равного на его выходе появляется импульс переноса, который через второй элемент ИЛИ 18 поступает на третий вход второго коммутатора22 и запрещает коммутацию импульсов стабильной частоты. При этом в первом реверсивном счетчике фиксируется код действительного отклонения периода от номинального значения. Путь прохождения импульса переноса аналогичен II алгоритму. С выхода узла 3 памяти код действительного отклонения периода от номиналь- ного значения поступает на первый вход сумматора 9, где преобразуется в напряжение с последующей его индикацией на регистраторе. По приходу сигнала на второй вход сумматора 9 на его выходе появляются нулевые отсчеты напряжения с заданной длительностью, это позволяет сформировать временную шкалу, а также индицировать появление очередного отсчета напряжения. Синхронизатор 4 осуществляет

синхронизацию начала работы измерителя с временем подачи испытательного воздействия на исследуемый объект.

Таким образом, в предлагаемом измерителе отклбнение периода или частоты от номинального значения пре об- разуется в последовательность отсчетов напряжения, в которой исключена динамическая погрешность усреднения.

Формула изобретения

Измеритель частотных переходных характеристик, содержащий первый и второй формирователи, импульсов, делитель, узел сброса, RS-триггер, шесть элементов И, четьфе элемента ИЛИ, синхронизатор, сумматор, регистратор, первый и второй коммутаторы, две входные шины и одну выходную шину, которая подключена к выходу синхронизатора и к второму входу регистратора, первый вход которого подключен к выходу сумматора, первая входная шина через первый формирователь импульсов подключена к первому входу делителя, выход которого соединен с первым входом RS-триггера, вторая входная шина через второй формирователь импульсов подключена к первому входу узла сброса, выход которого под ключен к второму входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выходом подключенного к первому входу первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повьпне- ния точности измерителя, в него введены первый и второй реверсивные счет чики, узел памяти и узел сравнения кодов, первый вход которого соединен с первым входом узла памяти и выходом первого реверсивного счетчика, первым входом соединенного с выходом первого элемента 1-ШИ, второй вход которого соединен с вторым выходом первого коммутатора и первым входом четвертого элемента ИЛИ, вторым входом

подключенного к второму входу первого реверсивного счетчика и к второму выходу второго коммутатора, второй вход которого соединен с вторыми входами первого коммутатора и первого элемента И, с первым входом узла сброса, выход делителя подключен к вторым входам делителя, узла сброса, чет0 вертого элемента Инк первым входам второго и третьего элементов И, инверсный выход триггера подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого подключен к вторым

5 входам второго и пятого элементов И, к первому выходу узла сравнения кодов, второй вход которого подключен к выходу узла памяти и к первому входу сумматора, второй вход которого под0 ключен к второму входу узла памяти, к третьим выходам первого и второго реверсивнь1х счетчиков, первого и второго коммутаторов, к выходу второго элемента ИЛИ, первый и второй входы

5 которого подключены к выходам второго элемента И и второго реверсивного счетчика соответственно, второй выход узла сравнения кодов соединен с вторым входом третьего элемента И,

30 выход которого соединен с четвертьт

входом первого коммутатора, первый . выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу Bfoporo реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, прямой выход RS-триггера соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого со.Q единен с первым входом первого коммутатора, четвертьш вход второго коммутатора соединен с выходом шестого элемента И, третий выход узла сравнения кодов соединен с первым входом четДЕ- вертого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго коммутатора, первый выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ.

г

ни

Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для контроля и исследования динамических свойств частотных автоколебательных систем. Цель изобретения - повышение точности измерителя - достигается за счет устранения динамической погрешности усреднения при восстановлении функции переходного процесса. Исключение динамической погрешности усреднения достигнуто за счет автоматической коррекции кода, характеризующего среднее отклонение периода исследуемого переходного процесса, на величину динамической погрешности усреднения, определяемую как разность значений кодов предьщущего и текущего периодов усреднения. 1 ил.

Редактор М.Циткиуа

Составитель А.Лащев Техред А.Кравчук

Заказ 4063/44

Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Корректор Н. Король

Подписное