Устройство для измерения нелинейности пилообразного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R29/02 

1

Изобретение относится к технике измерения параметров импульсных сигналов и может быть использовано для контроля нелинейности импульсов в телевидении и других областях радиоэлектроники.

Известно измерительное устройство нелинойности пилообразного напряжения, которое содержит дифференцирующую схему, коммутатор, пороговую схему, пиковый детектор, преобразователь напряжение-время, регулнруемую линию задержки и индикатор-осциллограф 1.

Недостатком устройства является значительная трудоемкость измерений.

Известен также измеритель нелинейности пилообразного напряжения, который содержит каскад дифференцирования входного сигнала, ограничитель, буферный каскад, стробирующий каскад, пиковый детектор, преобразователь напряжение-время н индикаторное устройство 2.

Недостаток устройства состоит в отсутствии автоматизации измерений и невозможности определения характера нелинейности Hia любом вьщеленном участке пилообразного напряжения.

Цель изобретения - повышение производительности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее индикатор, дифференцирующий каскад, вход которого соединен с входом устройства, а его выход подключен к входу ограничителя, соединенного с последовательно включенными буферным каскадом и стробирующим каскадом, выход которого соединен с входом пикового детектора, а управ10ляющий вход стрОбирующего каскада подключен к входу синхронизации устройства, введены второй пиковый детектор, второй стробирующий каскад, аналоговый вычитающий элемент, ключ-модулятор и канал преобразования

15 скорости нарастания входного напряжения в скважность, вход которого соединен с входом устройства, а его выход - с управляющим входом ключа-модулятора, выход которого подключен к входу индикатора, а его вход

20 подключен к выходу аналогового вычитающего элемента, один из входов которого соединен с выходом упомянутого пикового детектора, а другой вход аналогового вычитающего элемента через последовательно соеди}генные второй пиковый детектор и второй стробирующлй каскад подключен к выходу буферного каскада, причем управляющий вход второго стробирую1дего каскада соединен с входом синхронизации устройства, причем канал преобразования скорости нарастания входного напряжения в скважность выполнен в виде последовательно соединенных дифференцирумдей цепи, пикового детектора, интегратора и компаратора, опорный вход которого подключен к выходу источника опорного напряжегшя, а стробирующи каскады выполнены в виде последовательно со единенных схемы регулируемой временной задержки, формирователя строб-импульса и ключа. Иа чертех е представлена функциональная схема устройства. Устройство, содержит дифференцирующий каскад 1, ограничитель 2, буферный каскад 3, пробирующие каскады 4 и 5, блоки 6 и 7 регулируемой временной задержки, формирователи 8 и 9 строб-импульсов, ключи 10 и 11, пикбвые детекторы 12 и 13, аналоговый вычитающий элемент 14, индикатор 15 и канал пре образования скорости нарастания входного напряжения в скважность, включающий диффер ндирующую день 16, никовый детектор 17, интегратор 18, компаратор 19, источник 20 опорного напряжения, ключ-модулятор 21. В исходном состоянии контролируемое (U ) и синхронизирующее (Ugjjjj p) напряжения на входы устройства не подаются. При этом отсутствует выходное напряжение каждого из узлов, входящих в фупкпдональную схему. В рабочем состоянии на входдл дифференцирующего каскада 1 и дифференцирующей цепи 16, входящей в состав канала преобразова}шя скорости нарастания входного напряжегшя в скважность, подается контролируемое пилообраз 1ое напряжение Ujj. Одновременно на входы схем 6 и 7 регулируемой временной задержки подается синхро1газирующее напряже ние .,,,„ .определяющее частоту пилообразсинхр../ ного напряжения. Пилообразное напряжение дифференцируется в каскадах 1, 16 и преобразуется в прямоугольные имнульсы, амнлитуда которых пропорциональна скорости нарас тания (производной) входного напряжения, а наклон верщины соответствует изменению нелинейности этого напряжения. Поскольку информация о нелинейности заложена в наклоне верщины, последняя выделяется ограничителем 2. Для развязки входных каскадов от по следующих применен буферный каскад 3. Дал , нейший состав фугасциональной схемы предполагает раздельное выделение (вырезку) начального и конечного участков выходного нанряжения с буферного) каскада ключами 10, 11 и запоминание уровней сигналов с их выходов соответствуюидами пиковыми детекторами 12 и 13. Моменты вырезки определяются схемами 6 и 7 регулируемой временной задержки. Блок задержки запускает формирователи 8 и 9 строб-имлульсов, которые, в свою очередь, управляют ключами Юн 11. Напряжения U и УЗ с выходов пиковых детекторов вычитаются на аналоговом элементе 14. На выходе получается разность напряжений Uo Ui - Ua J соответствующая разности производных входного напряжения в начальный и конечный моменты времени, т.е. dT Выходное напряжение Uo аналоговой вычитающей схемы коммутируется ключом-модулятором 21 и преобразуется в напряжение, среднее значение U которого обратно пропорционально скважности Q управляемых ключом импульсов, и Напряжение U, фиксируется измерительным прибором 15. Для вьшолне шя полного соответсгаия этого напряжения величине коэффициента нелинейности контролируемого напряжения служит канал преобразования скоростьскваншость, состоящий из дифференцирующей цепи 16, пикового детектора 17, интегратора 18, компаратора 19 с источником 20 опорного напряжения. Напряжение с пикового детектора 17, соответствующее максимальному уровню напря)еш1Я с дифференцирующей цепи 16, т.е. максимальной величине производной пилообразного напряжения п , подается на интеграdt max тор 18. Интегратор формирует вспомогательное пилообразное напряжение, амплитуда которого пропорциональна уровню напряи ения с пикового детектора 17. Вспомогательное напряжение сравнивается с постоянным одорным напряжением источника 20 в компараторе 19. Последний вырабатывает прямоугольные унравляю дие импульсы со скваисностью Q, прямо пропорциональной максимальной скорости контролируемого пилообразного напряжения U. Импульсы с компаратора 19 управляют работой клюта-модулятора 21. Измерительный прибор 15 регистрирует напряжение U , величина которого описьшается формулой соответствующей классическому выражению для определения коэффициеита нелинейности. Высокая скорость измерения, получение непосредстве}шого отсчета измеряемой величины, а также возможность получения информации в цифровом виде позволяют автоматизировать процесс измерения и применять предлагаемое устройство для контроля нелинейности в серийно вьшускаемых генераторах развертки для телевизионных и других устройств, а возможность контроля характера нелинейности на отдельно выбранных участках пилообразного на пряжения в наз шо-исследовательских лабораториях при разработке новых схем генераторов пилообразного напряжения и генераторов развертки. Формула изобретения 1. Устройство для измерения нелинейности пилообразного напряжения, содержащее индикатор, дифференцирующий каскад, вход которого соединен с входом устройства, а его выход подключен к входу ограничителя, соединен ного с последовательно включенными буферным каскадом и стробирующим каскадом, выход которого соединен с входом пикового детектора, а управляющий вход стробирующего каскада подключен к входу синхронизации устрой ства, отличающееся тем, что, с целью повыщения производительности измерений, в него введены второй пиковый детектор, второй стробирующий каскад, аналоговый вычитающий элемент, ключ-модулятор и канал преобразования скорости нарастания входного напряжения в скважность, вход которого соединен с входом устройства, а его выход с управляющим входом ключ модулятора, выход которого подключен к входу шодикатора, а его вход подключен к выходу аналогового вычитающего элемента, один из входов которого соединен с выходом упомянутого пикового детектора, а другой вход аналогового вычитающего элемента через последовательно соединенные второй пиковый детектор и второй стробирующий каскад подключен к выходу буферного каскада, причем управляющий вход второго стробирующего каскада соединен с входом синхронизации устройства. 2. Устройство по п. I, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что канал преобразования скорости нарастания входного напряжения в скважность выполнен в виде последовательно соединснных дифференцирующей цепи, пикового детектора, интегратора и компаратора, опорный вход которого подключен к в.ыходу источника опорного напряжения, а стробирующие каскады вьщолнены в виде последовательно соединенных блока регулируемой временной задержки, формирователя строб-импульса и ключа. Источ1шки информашт, принятью во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 441521, кл. G 01 R 19/00, 1970. 2..ОДИНОКОЕ В. Ф. Измеритель нелинейности пилообразного напряжения. - Измерительная техника, 1974, № 9, с. 74-76 (прототип).