Устройство для сравнения сигналов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

Фиг.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных диагностических стендах для контроля и поиска неисправностей цифровых и аналоговых блоков радиоэлектронной аппаратуры методом сравнения сигналов на выводах эталонного.и контролируемого блоков.

Целью изобретения является повышение точности за счет формирования нелинейной зависимости диапазона поля допуска от величины входного напряжения.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для сравнения сигналов; на фиг.2 - график нелинейного поля допуска, реализуемого устройством.

На фиг.2 обозначены напряжение Uon источника опорного напряжения, максимальное напряжение Uo логического О контролируемых цифровых сигналов, соответствующее напряжению смещения UCM, напряжение Ui на первой входной шине устройства и напряжение U2 на второй входной шине устройства.

Устройство для сравнения сигналов содержит первую 1 и вторую 2 входные шины, пороговые детекторы 3 и 4, операционные усилители 5 и 6, диоды 7 и 8, первый резистор 9 смещения, первый 10 и второй 11 резисторы первого делителя напряжения, второй резистор 12 смещения, первый 13 и второй 14 резисторы второго делителя напряжения, источник 15 опорного напряжения, сдвоенный компаратор 16, выходную шину 17, при этом входные шины 1 и 2 подключены к первым входам пороговых детекторов 3 и 4, вторые входы которых подключены через резисторы 9 и 12 к выходу источника 15 опорного напряжения, выход первого порогового детектора 3 подключен к первому инвертирующему входу сдвоенного компаратора 16, второй инвертирующий вход которого подключен к выходу второго порогового детектора 4, выходы делителей напряжения подключены к неинвертирующим входам сдвоенного компаратора 16.

Устройство работает следующим образом.

На входных шинах 1 и 2 устройства действуют близкие или равные напряжения Ui, U2. превышающие напряжение смещения. В этом случае на прямых входах операционных усилителей 5 и 6 действует напряжение больше, чем напряжение UCM, диоды 7 и 8 открыты и пороговые детекторы 3 и 4 работают как повторители, передающие напряжение с входов на резисторы 10 и 13 делителей напряжения и на инверсные входы сдвоенного кампаратора 16 напряжения. Напряжение на инверсных входах компаратора 16 больше, чем напряжение на его прямых входах, и поэтому на выходной шине 17 появляется низкий потенциал, говорящий о том, что величины входных напряжений в поле допусков.

На входных шинах 1 и 2 действуют напряжения значительно отличающиеся по ве- личине (вне пределов поля допусков

устройства), причем на первом входе напряжение выше. Тогда на первом прямом входе сдвоенного компаратора 16 напряжение больше, чем на его первом инверсном входе, и на выходной шине 17 появляется высокий потенциал, говорящий о том, что напряжения находятся вне поля допусков. Аналогично устройство работает и тогда, когда на входной шине 2 напряжение выше, чем на входной шине 1.

Исходя из необходимой ширины поля допуска определяются номиналы резисторов делителей напряжения.

Попаданию входных напряжений в п оле допуска соответствует выполнение соотношений:

RT,.

где RIO, RII - величины резисторов 10 и 11,

Б-3ГБ-Ri4 Ui, Ri3 + Ri4

где Ri3, Ri4 - величины резисторов 13 и 14. Попаданию входных напряжений вне поля допуска соответствует выполнение соотношений:

0

Ui

RIO + RII

Ua

RII U2,

Ri4 Ui .

Ri3 + Ri4

Таким образом, если отношение напряжений на входных шинах устройства больше коэффициента деления р зисторных делителей 10, 11 и 13, 14, то выдает результат Вне поля допуска и, если это отношение меньше коэффициентов деления делителей, выдает результат В поле допуска.

0 -гг- - Г-7С- Вне поля допуска

U2 Rio-bRii

Ui

RII

В поле допуска

U2 RIO + RII Для получения симметричного поля до- с пусков делители напряжения берутся одинаковыми Rio Ri3, .

На фиг.2 изображено получаемое симметричное поле допуска в виде сектора, ограниченного прямыми.

ка пр дет

пряжений

ва до

U

Для формирования нелинейного участ 10ЛЯ допуска в диапазоне входных на от О до UCM служат пороговые екторы 3 и 4.

Пусть на входных шинах 1 и 2 устройст действуют напряжения величиной от О см, которые поступают на прямые входы усилителей 5 и 6. На инвер входах операционных усилите 5 и б действует напряжение UCM зрое получается из напряжения источни 5 опорного напряжения с помощью пер и второго делителей напряжения -оящих из резисторов 9, 10. 11, и 12, 13 :оответственно. Номиналы резисторов лтелей напряжения выбираются исходя к eofixoдимoй величины напряжения сме- ия UCM, которое соответствует макси- напряжению логического О гролируемых цифровых сигналов,

--RJ+ TRTT -

Uon - величина источника опорного на- |кения.

При симметричном поле допуска номи- соответствующих резисторов первого и второго делителя напряжения . Так как на прямых входах опе- усилителей 5 и 6 напряжения ьше, чем на инвертирующих входах, то ыходе операционных усилителей имеет- рицательный потенциал и диоды 7 и 8 ыты, С выходов пороговых детекторов 4 на делители напряжения (резисторы 1 и 13, 14) поступает напряжение сме- ия UCM.

На инвертирующих входах сдвоенного 16 напряжения потенциалы е. чем на его прямых входах, и на выход- шине 17 появляется низкий потенциал, о том. что входное напряжение в поле допусков (в его нелиней- части),

аким образом, в предлагаемом устрой- по сравнению с известным достигается шение точности контроля входных сиг- благодаря реализации нелинейной сймости диапазона поля допуска от вены входного напряжения {фиг.2). Извеустройство может выдавать ложные тьтаты при сравнении двух сигналов, чины которых лежат в диапазоне на- ений логического О ввиду того, что ||логут попасть как в поле допуска, так и го. Предлагаемое устройство устраня-

недостаток благодаря реализации нейной зависимости диапазона поля :ка от величины входного напряжения ервале входных напряжений логичеопсрационныхтир/ющих -nef

КОТ(

ка 1

вог

сое

14 I

дел

из

щеь

мальному

кон

где пря

нал

делителя

оди каковы.

рац||1онных

мен

на в

ся о

зак|:

3 и

10,

щен

компаратора

выш|

ной

гово|рящий

находится

ной

стве

повь

налсв

зави

личи

стное

резу

вели

прях

они

вне (

ет этот

нели

допу

в ин

ского О от О до . Это повышает точность контроля цифровых сигналов. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным повышает точность контроля цифровых сигналов, а также позволяет контролировать аналоговые сигналы, что дает .возможность использовать его для диагностики и контроля различной радиоэлектронной аппаратуры методом сравнения сигналов на выводах контролируемого и эталонного блоков.

При необходимости контроля напряжений отрицательной полярности на входах устройства включаются выпрямители. Формула изобретения Устройство для сравнения сигналов, содержащее первый и второй делители напряжения, выполненные на последовательно соединенных первом и втором резисторах, вторые выводы которых подключены к общей шине, входные и выходные шины, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет формирования нелинейной зависимости диапазона поля допуска от величины входного напряжения в него введены сдвоенный компаратор напряжения, источник опорного напряжения, два резистора смещения и два пороговых детектора, причем второй вывод первого резистора первого делителя напряжения сое- динен с первым инвертирующим входом сдвоенного компаратора напряжения, а первый вывод - с первым прямым входом сдвоенного компаратора, второй вывод первого резистора второго делителя напряжения соединен с вторым инвертирующим входом сдвоенного компаратора напряжения, а первый вывод - с вторым прямым входом сдвоенного компаратора напряжений, при этом каждый пороговый детектор выполнен на операционном усилителе, выход которого подключен через диод к инвертирующему входу, первая входная шина подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя первого порогового детектора, катод анода которого соединен с вторым выводом первого резистора первого делителя напряжения и подключен через первый резистор смещения к источнику опорного напряжения, вторая входная шина подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя второго порогового детектора, катод анода которого соединен с вторым выводом первого резистора второго делителя напряжения и подключен через второй резистор смещения к источнику опорного напряжения, а выход сдвоенного компаратора подключен к выходной шине.

Вне допуска

Q

1

Фиг.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных диагностических стендах для контроля и поиска неисправностей цифровых и аналоговых блоков радиоэлектронной аппаратуры методом сравнения сигналов на выводах эталонного и контролируемого блоков. Цель изобретения - повышение точности. Устройство для сравнения сигналов содержит входные шины 1, 2, пороговые детекторы 3, 4, резисторы 9, 12, делители напряжений на резисторах 10, 11, 13, 14, сдвоенный компаратор 16 и выходную шину 17. Поставленная цель достигается путем реализации нелинейной зависимости диапазона поля допуска от величины входного напряжения в интервале входных напряжений логического нуля от 0 до максимального значения логического нуля. Это обеспечивается наличием источника 15 опорного напряжения, задающего пороговые свойства детекторам 3, 4, выходные напряжения которых сравниваются с выходными напряжениями делителей напряжения на сдвоенном компараторе 16. 2 ил.