Двухпороговое устройство контроля уровня напряжения Советский патент 1983 года по МПК G01R19/165 

(54) ДВУХПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для допускового контроля уровня напряжения пе.ременных периодических сигналов и может быть использовано в автоматических системах измерения высокочастотных параметров радиоэлектронных - устройств, в частности интегральных микросхем.

Известно двухпороговое устройство контроля уровня напряжения, в котором контролируемая величина сравнивается по уровню с постоянным напряжением, состоящее из двух пороговых элементов, настроенных на, верхний и нижний пределы допуска контролируемого напряжения, схемы совпадения и исполнительного рргана 1J.

Однако зто устройство имеет низкое быстродействие из-за необходимости детектирования и интегрирования сигнала на выходе пороговых и сравнивающих устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является двухпороговое устройство контроля напряжения, в котором контролируемая величина так же, как и в известном устройстве.

сравнивается по уровню с постоянным напряжением. Устройство содержит два пороговых элемента, настроенных на верхний и нижний пределы допуска контролируемого напряжения, два триггера, логическую схему совпадения, элемент -запрета, исполнительный орган, rejrepaTop тактовых импульсов, дифференцирующую цепь и резистивный делитель опорного напряжения (2).

Данное устройство имеет более высокое

10 быстродействие, чем первое устройство, однако, и оно не позволяет реализовать максимальное быстродействие.

Это объясняется тем, что устойчивая работа данного устройства обеспечивается только

15 при частоте генератора тактовых импульсов меньшей частоты контролируемого напряжения.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Данная цель достигается тем, что в двух20пороговое устройство контроля уровня напряжения, содержащее делитель опорного напря: жения, два пороговых элемента, соединенные первыми входами с . соответствующими вывоУРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ 399 дами делителя опорного напряжения, а вторым - с входной клеммой устройства, два триггера, первые входы которых соединены с выходами соответствуюшнх пороговых элементов, элемент совпадения, входы которого соединены с выходами соответствующих триг геров и исполнительный орган, введены третий пороговый элемент и инвертор, а делитель опорного напряжения снабжен третьим выводом, причем первый вход третьего порогового элемента соединен с третьим выводом делителя опорного напряжения, его второй вход соединен с входной клеммой устройства, выход третьего порогового элемента соединен с входом инвертора и первым входом исполнительного органа, выход инвертора соединен С вторыми вх:одами триггеров, а второй вход исполнительного органа соединен с выходом элемента совпадения. На фиг. 1 приведена функциональная двухпорогового устройства; на фиг. 2 эпюры напряжений для различных точек циональной схемы. Форма сигнала для наглядности выбрана синусоидальной, хотя сигнал может быть и периодическим импульсным. Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 пороговые элементы, резисторы 4-7 делителя опорного напряжения, первый 8, второй 9 и третий 10 выводы делителя опорного напряжения, инвертор 11, триггер 12 и 13, элемент 14 совпадения, исполнительный орган (триггер) 15, входную клемму 1 Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал Ux через клемму 16 од1ювременно поступает на пороговые элемен ты 1-3, где сравнивается с опорными напря жениями; огц- верхняя граница допусковой зоны, U0n2 нижняя граница допусковой зоны, вспомогательный уровень, лежащий ниже уровня U ,, например, вблизи уровня постоянной составляющей исследуемого сигнала. Уровни УОП. Vf,,,Uo сформируются с помощью резисторов 4-7 делителя напряжения из опорного напряжения Upp . Если сиг нал Uy имеет мгновенное значение меньшее уровня UQ, то на выходе третьего 3 порогового элемента появится высокий уровень напряжения U (фиг. 2), которое, пройдя через инвертор 11, устанавливаег пер вый 12 и второй 13 триггеры в единичное состояние - исходное состояние триггеров 12 и 13. При превьцыении мгновенным знач нием исследуемого сигнала U уровня Upf,, с S-входов триггеров 8 и 9 снимается угнетающий уровень. Триггеры 12 и 13 подотовлены к приему информации по R-в хоам. Цри превьпнении мгновенным значением сследуемого сигнала Uy уровня Uon2 ыходе второго 2 порогового элемента повляется низкий уровень напряжения Up2 (фиг. 2), Которое устанавливает второй 13 риггер в О. Аналогично низким потенцилом и f, -J устанавливается и первый 12 риггер. Информация с единичного плеча первого 12 и с нулевого плеча второго 13 триггеров нализируется схемой 14 совпадения. Резульат анализа с выхода схемы 14 совпадения двоичном коде подается на D-вход третьего 15 триггера (фиг. 2). На счетный вход этого триггера подается сигнал выхода третьего 3 порогового элемента. При переходе напряжения Ups - низкого к высокому уровню третий триггер 15 фиксирует результат измерения: единица-уровень используемого сигнала лежит внутри допусковой зоны, нуль - вне зоны (эпюра ТЗ на фиг. 2). После фиксации третьим триггером 15 результата измерения первый 12 и второй 13 триггеры могут быть переведены, в исходное состояние и подготовлены к новому измерению во время очередного периода колебания исследуемого сигнала. Установка триггеров 12 и 13, как сказано выше, осуществляется с появлением высокого уровня напряжения Up3 на выходе третьего 3 порогового элемента, т.е. одновременно с фиксацией результата измерения третьим триггером 15. В дальнейшем цикл измерения повторяется в каждом периоде колебания исследуемого сигйала. Диапазон частот, для которых может быть использовано предлагаемое изобретение, в основном определяется быстродействием элементов, используемых для его построения, в частности пороговых элементов 1-3. Использование вновь введенных элементов и связей позволяет осуществить измерения в течение каждого периода исследуемого сигнала, т.е. реализовать максимально возможное быстродействие устройства. Отсутствие импульсов ошибки обусловлено привязкой фаз исследуемого сигнала и тактовой часты, которой фиксируется результат измерения. Привязка фаз сигнала осуществляется благодаря формированию тактовых сигналов из исследуемого сигнала. При этом одновременно обеспечивается равенство частот исследуемого сигнала и тактовых импульсов. Благодаря осуществлению измерений в течение каждого периода колебаний напряжения исследуемого сигнала устройство может быть использовано в автоматических системах слежения за уровнем исслгедуемого сигнала. Данная функция не присуща известным устройствам. Технике-экономическое преимущество предлагаемого устройства по дсравненшо с извест ными устройствами состоит в том, что оно позволяет повысить быстродействие работы устройства. / Формула изобретения Двухпороговое устройство контроля уровня напряжения, содержащее делитель опорного напряжения, два пороговых элемента, соеданенные первыми входами с соответствующими выводами делителя опорного напряжения, а вторыми - с входной клеммой устройства, два триггера, первые входы которых соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, элемент совпадения, входы которо го соединены с выходами соответствующих . триггеров, и исполнительный орган, от .л нчающееся тем что, с целью повышения быстродействия, в неговведены третий пороговый элемент н инвертор, а делитель опорного напряжения снабжен етьнм выводом, причем первый вход трпего порогового элемента соединен с третьим выводом делителя .опорного напряжения, его. второй вход ; соеданен с вхрдной клеммой устройства, выход третьего порогового элеА4ента сюединен с входом инвертора и первь1М входом исполнительного Органа, выход инвертора соединен с вторыми входами триггеров, а второй вход исполнительного органа соеданен с выходом элемента совпадения. Источники Ш1форма1щи, принятые во внимание при экспертизе 1.Информационньш листок № 74/0818, УДК 621.317.721.1. 2.Авторское свидетельство СССР tP 625167, кл. G 01 R 19/00, 03.04.75.

l/

ffje

J-L

±JL

JL

t /

n

фуг.