Измеритель времени переходного процесса установления частоты Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, в частности в электроизмерительной технике Известен измеритель времени переходных процессов, содержащий блок измерения, счетчики, триггеры, элементы совпадения и опорный генератор D-l. Недостатком его являютсч небольшие функциональные возможности, заключающиеся в обязательном монтажном характере исходного процесса. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель времени переходного процесса установления частоты, содержащий реверсивный счетчик, входы которого через первый и второй ключи и соответствукядие формирователи подключены к источникам исследуемой и опорной частоты, а выход соединен с входом триггера, управляющего первым и вторым ключами, блок сравнения с источником регулируемого опорного напря жения на одном входе и цифровые часы, УСТАНОВЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ вход которых соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого через устройстБО усреднения подключен к выходу триггера 2J. При монотонном изменении исследуемой частоты в этом устройстве на выходе триггера образуется монотонно изменяющаяся последовательность широтно-модулированных импульсов, после усреднения которого пог чается постоянное напряжение, значение которого однозначно зависит от исследуемой частоты. При достижении исследуемой частоты заданного значения, определяемого величиной опорного напряжения, вьщается стон-импульс на цифровые часы и импульс на выход устройства, свидетельствукший о достижении исспедуемой частотой заданного значения. Необходимым условием замера времени переходного процесса является его -монотонный характер, так как в спучае колебательного процесса выдача стоп-импульса произойдет уже при первом достижении равенства выпрямляемого напряжения и опорного, хотя при этом процесс еще не , заканчивается. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерителя времени и повышение точности замера времени переходного процесса. , Эта цель достигается тем, что в измеритепь, содержащий источники питания, источники исследуемой и опорной 4acTOTj выходы которых через соответствующие последовательно соединенные формирователь импульсов и ключ подключены к входам реверсивного счетчика, выход которого через триггер соединен с управляющивходами ключей, блок сравнения, выход которого соединен с входом цифровых часов, введены девять дополнительных ключей, три запоминающих элемента и счетчик команд, первый вход которого соединен с входом триггера, второй вход - с входом цифровых часов и с входами установки в нуль блока сравнения, триггера и реверсивного счетчика, а выход подключен к управляющим входам дополнительных клю чей, первый выход источника питания соединен с информационными входами первых трех дополнительных ключей, выходы кото рых через запоминающие элементы подклю чены к информационным входами вторых трех дополнительных ключей, выходы кото рых соединены с входами блока сравнения, причем информационные входы осталь ных трех дополнительных ключей подключе ны ко второму входу источника питания, а выходы соединены с соответствующими входами запоминающих устройств. На фиг. 1 представлена блок-схема из мерителя времени переходного процесса; на фиг. 2 и 3 - диаграммы работы устро ства. Измеритель времени переходного процесса содержит реверсивный счетчик 1, входы которого через ключи 2 и 3, форми рователи 4 и 5 подключены к источникам исследуемой и опорной частот, а выход соединен с входом триггера 6, выход которого соединен с управлякжцими входами основания ключей 2 и 3 и входом счетчика 7 команд, выход которого соединен с управляклцими входами дополнительных кл чай 8-16, запоминающие элементы 1719, входы которых через дополнительные ключи 8-13 соединены с источником 20 питания, а выходы через ключи 14-16 с входами блока 21 сравнения, выход которого соединен с входом цифровых часов 22. Измеритель работает следующим образом. Исследуемая частота, время переходного процесса (установления) которой требуется измерить {в Дальнейшем назовем рабочей частотой), поступает через формирователь 4 и кпюч 2 на вход реверсивного счетчика 1, на вход поступает также опорная частота.через формирователь 5 в ключ 3. Ключи 2 иЗ управляются, раз- ными выходами триггера 6, поэтому открытым в любой момент времени может оказаться только один из ключей 2 или 3, в зависимости от того, в каком состоянии (О или ) находится триггер 6. Последний изменяет состояние реверсив OJ счетчика 1. Таким образом, реверсивный счетчик 1 просчитывает каждый раз до своего переполнения то импульсы исследуемой частоты, то импульсы эталонной частх)ТЫ(4В результате на выходе триггера 6 образуется последовательность широтно-модулированных импульсов, длительность которых зависит от исследуемой частоты, а промежутки времени между ними постоянны, поскольку зависят от посто«иной эталонной частоты. Выход реверсивного счетчика 1 одновременно подключен к счетчику 7 команд, выход которого управляет работой ключей 8-16, Диаграмма работы устройства приведена на фиг. 2, где обозначено (+) - включение и (-) - выключение соответствующего ключа. При подаче команды Старт запускаются цифровые часы 22 реверсивный счетчик 1, триггер 6, счетчик 7 команд устанавливаются в нулевое состояние. Одновременно включаются ключи 1113, с помощью которых происходит стирание записи на запоминающих элементах. Кроме того, по этой команде оказывается включенным ключ 3, так что счетчик 1 начи)иет счет импульсов источника эталонной частоты. С лриходом первого импульса счетчика 1 на счётчик 7 команд последний закрыва ет ключи, управлякяцие стиранием записи на запоминающих элементах (ключи 1113) и открывает ключ 8. При этом напряжение источника питания оказывается приложенным к запоминающему элементу 17. На запоминающий элемент будет подаваться напряжение источника питания в течение времени, пока реверсивный счетчик 1 будет просч;1тывать до своего переполнения импульсы псточника рабочей частоты. Остаточное напряжение на запоминающих однозначно зависит от времени приложения напряжения. При появпенни второго импульса с реверсивного счетчика 1 кпюч 8 выключает ся, а ключ 9 включается. При этом на эап(Ж1инаюший элемент 18 будет подават ся напряжение источника питания в течение времени, пока реверсивный счетчик 1 будет подсчитывать до своего переполнения импульсы источника эталонной частоты. С приходом третьего импупьса с ревер сивного счетчика 1 на счетчик команд по следний выключает ключ 9 и включает ключ 10. При этом на запоминающий элемент бу дет подаваться напряжение источника пи- тания в течение времени, пока реверсивны счетчик 1 будет второй раз за период замера времени переходного прюцесса подсч тывать импульсы источника рабочей частоты. При четвертом импульсе ключ 10 закр вается, а ключи 14-16 открываются , и н блок 21 сравнения подаются сигналы с за поминающих элементов 17-19. Блок сравнения имеет два устойчивых состояния О и 1. В состояние блок сравнения может перейти только при равенстве сигналов с запоминающих элементов 17-19, которое возможно в случа если периоды Тр Тд Т, Если блок сравнения находится в состо янии О, то цифровые часы 22 счет времени на останавщ вают. Останов счета произойдет, если блок сравнения перешел в состояние 1. При пятом импульсе ключи 14-16 закрываются. При шестом импульсе открыва ются ключи 14-16, закрывается процесс стиранил записи на запоминающих элементах 17-19. На этом цикл замера времени переходного процесса заканчивается. В дальнейшем цикл повторяется, начиная с первого импупьса. Предлагаемый измеритель времени переходного процесса установления частоты через определенные промежутки времени сравнивает между собой предыдущее, последующее значения рабочей частоты и эталонное значение, что позволяет производить замер времени переходного процесса не только монотонного вида, но и колебательного. Кроме того, за счет устранения необходимости в усреднении широтно-модулированных импульсов, которое требует дпя достаточной фильтрации значительных постоянных времени, повышается точность замера времени переходного процесса. Формула изобретения Измеритель времени переходного процесса установления частоты, содержащий источники питания, источники исследуемой и опорной частот, выходы которых через соответствующие последовательно соединенные формирователь импульсов и ключ подключены к входам реверсивного счетчика, выход которого через триггер соединен с управлякнцими входами ключей, блок сравнения, выход которого соединен с входом цифровых часов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерителя, в него введены девять дополнительных ключей, три запоминаклцих элемента и счетчик команд, первый вход которого соединен с входом триггера, второй входс входом цифровых часов и с входами установки в нуль блока сравнения, триггера и реверсивного счетчика, а выход под-, ключен к управляющим входам дополнителЬных ключей, первый выхоя источника питания соединен с информационными входами первых трех дополнительных ключей, выходы которых через запоминающие элементы подключены к информационным входам вторых трех дополнительных ключей, выходы которых соединены с входами блока сравнения, причем информационные входы остальных трех дополнительных ключей подключены ко второму выходу источника питания, а выходы соединены с соответствующими входами запоминающих элементов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 479246, кл. Н 03 К 13/17, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР №505127, кл. Н ОЗ К 13/20, 1975.

Л

ue.t

Т рад Тэт

TpaS

-КЛП-КА8 -Kjis -K/if +юп -H/iii

-КЛ 12 Кл9 +AV/4 -/ГУ /5 +(АП -K/i 12 - К А /J+ А }5 -/Г/ / - А 13 - AV /J

f/r/i - /rx/if- Кл 8

. 2