SU1029105A1 - Устройство дл измерени нелинейности пилообразного напр жени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащее последовательно включенные дифференцирующий каскад, амплитудный детектор, генератор ступенчатого напр жени , компаратор, элемент запрета, счетчик и индикатор, детектор знака, включенный между упраЬл ющим входом индикаторами выходом блока выделени  вершины имг ульса,, соответствующие входы которогосоединены с выходом дифференцирующего каскада и выходом амплитудного детектора , блок сброса, выходом соединенный с управл ющими входами генератора ступенчатого напр жени  и , счетчика, и ждущий мультивибратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  скорости измерений , оно снабжено генератором импульсов и вторым амплитудным детектором , вход которого подключен к выходу блока выделени  вершины импульса , а выход - к второму входу компаi ратора, выход генератора импульсов соединен с тактирующим входом генеСЛ ратора ступенчатого напр жени  и вторым входом элемента запрета, выход ждущего мультивибратора соединен с третьим входом блока выделени  вершины импульса. N3 СО

Description

3w. / Изобретение относитс  к технике измерени  параметров импульсных сигналов и может быть использовано дл  автоматизации контрол  коэффициента нелинейности пилообразного. напр жени  ( ПН) в телевизионных генераторах раз вертки, в генераторах развертки низких и инфранизких частот и в других област х радиоэлектроники и радиоизмерительной техники. Известно устройство дл  измерени  коэффициента нелинейности (КН) пилообразного напр жени , содержащее двг дифференцирующих каскада, .два амплитудных детектора, схемы стробировани , вычитающий элемент, ключ-модул тор , блок преобразовани  скорость-скважность и индикатор. Коэффициент нелинейности (ПН) в устройст ве определ етс  по величине спада; или подъема вершины продифференцированного импульса. Начальное и конечное напр жение с выхода дифференцирующего каскада выдел етс  с помощью схем стробировани  fl . Недостатком этого устройства  вл етс  большое врем  измерени  при определении знакопеременной нелиней ,ности, обусловленное необходимостью измерений при различных положени х импульсов стробировани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  нелинейности ПН, содержащее дифферен цирующий каскад, соединенный с входо . устройства, амплитудный детектор и блок выделени  вершины импульса, под ключенные к выходу дифференцирующего каскада, ждущий мультивибратор, соединенный с входом синхронизации устройства , счетчик импульсов и соединенный с ним последовательно блок ин дикации, .генератор ступенчатого напр жени  , соединенный с выходом амплитудного детектора, и входом синхронизации , компаратор, подключенный к выходам генератора ступенчатого напр жени  и блока выделени  вершин им пульса, элемент запрета, соединенный с выходами ждущего мультивибратора и компаратора, детектор знака измер емой величины, соединенный с выходом блока выделени  вершины импуль са и входом блока индикации С 2. . . ; Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность определени  нелинейности одиночных импульсов и низка  скорость измерени . Так, при измёрении коэффициента нелинейности в диапазоне от 1 до 10% с погрешностью 10 врем  измерений составл ет около ста периодов исследуемого ПН. Цель изобретени  - певышение скорости измерений коэффициента нелинейности пилообразного напр жени . Цель достигаетс , тем что в уст- . роиство дл  измерени  нелинейности пилообразного напр жени , содержащее последовательно включенные дифференцирующий каскад, амплитудный детектор , генератор ступенчатого напр жени  , компаратор, элемент запрета, счетчик и индикатор, детектор знака, включенный между управл ющим входом индикатора и выходом блока выделени  вершины импульса, соответствующие входы которого соединены с выходом . дифференцирующего каскада и выходом амплитудного детектора, блок сброса, выходом соединенный с управл ющими входами генератора ступенчатого напр жени  и счетчика, и ждущий мультивибратор , введены генератор импульсов и второй амплитудный детектор, вход которого подключен к выходу блока выделени  вершины импульса, а выход - к второму входу компаратора, и выход генератора импульсов, соединен с тактирующим входом генератора ступенчатого напр жени  и вторым входом элемента запрета, выход ждущего мультивибратора соединен с третьим входом блока выделени  вершины импульса . На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 временные диаграммы, по сн ющие работу устройства. Устройство содержит дифференцирующий каскад 1, вход которого  вл етс  сигнальным входом устройства, блок 2 выделени  вершины импульса, г первый амплитудный детектор 3, генератор ступенчатого напр жени  k, ждущий мультивибратор 5, вход которого  вл етс  входом синхронизации V, устройства, детектор знака 6, второй амплитудный детектор 7, компаратор 8, элемент запрета 9, счетчик 10 и индикатор 11, генератор импульсов 12, блок сброса 13. На фиг. 2 показаны временные диаграммы напр жений, по сн ющие работу устройства: Т - входное пилообразное напр жение; 15 входные импульсы синхронизации; 16 - выходное напр жение дифференцируюце -о каскада 1; 17 -. выходное напр жение ждущего мультивибратора 5 18 - вьр одное напр жение блока 2 выделени  вер шины импульса; 19 - выходное напр жение блбка.сброса; 20 - выходное напр жение амплитудного детектора 7 и генератора ступенчатого напр жени  ; 21 - выходное напр жение компаратора 8; 22 - напр жение на выходе элемента запрета.,. Устройство работает следующим образом . В режиме измерейи  на вход дифференцирующего каскада 1 .поступает контролируемое пи.лообразнре напр жение И. Одновременно на вход ждущего мультивибратора 5 поступают импульсы синхронизации 15 определ ющие часто ту повторени  исследуемых импульсов. На выходе дифференцирующего каскада 1 формируютс  импульсы пр моугольной формы 16, амплитуда которых пропорциональна максимальной скорости нарастани  входного напр жени, з спад вершины соответствует изменению этой скорости, т.е. характеризует нелинейность пилообразного напр же1;ф1 . Эти импульсы поступают на вход блока 2 вьщелени  вершины импульса. На другие его входы поступают пр  моугольные импульсы 17 с выхода ждущ го мультивибратора 5 и посто нное на пр жение с выхода амплитудного детек тора 3i который запоминает амплитуду входного напр жени  16, пропорциональную максимальной скорости нарастани  исследуемого,напр жени  14. Блок 2 выделени  вершины представл ет собой суммирующий усилитель. Он выполн ет следующую операцию суммировани : , 1в Члах 16 ЧТ где к - коэффициент усилени  суммирующего усилител  2. .На выходе блока 2 формируетс  напр жение 18, амплитуда которого пропорциональна Величине .спада вершины продифференцированного импульса на участке пр мого хода, определ емого длительностью импульсов 17, форкмруемых ждущим мультивибратором 5 Максимальное значение напр жени  18 фик сируетс  амплитудным детектором 7. На его выходе формируетс  посто нное напр жение v, величина которого пропорциональна величине изменени  скорости нарастани  входного напр жени  If. 05 Генератор ступенчатого напр жени  k работает совместно с двоичным счел чиком 10. В качестве напр жени , питающего резистивную матрицу генератора , используетс  напр жение с выхода амплитудного детектора 3, пропорциональное максимальной скорости нарастани  пилообразного напр жени , т.е. равное амплитуде продифференцированного импульса 16. Счетчик 10 управл етс  импульсами, формируемыми генератором импульса 12, В результате на выходе генератора ступенчатого напр жени  А формируетс  ступенчатое напр жение, величина отдельной ступени которой пропорциональна значению максимальной скорости измер емого напр жени . Причём, кажда  ступень формируетс : синхронно с импульсами, поступающими с генератора импульсов 12. измерени  нелинейности пилообразного напр жени  начинаетс  после прихода короткого импульса, формируемого блоком сброса 13, устанавливающего все разр ды счетчика 10 и двоичного счетчика генератора ступенчатого напр жени  k в нулевое состо ние , Посто нное напр жение, пропорциональное изменению скорости нарастани  пилообразного напр жени , : снимаемое с выхода амплитудного детектора 7, подаетс  на один из входов компаратора 8. На другой его вход поступает ступенчатое напр жение с генератора ступенчатого напр жени  А. В момент равенства напр жений на входах компаратора 8 (диаграмма 20), на его выходе формируетс  перепад напр жени  21, запрещающий прохождение импульсов через элемент запрета Э- Счетчик 10 фиксирует каличество импульсов,прошедших через элемент запрета 9 с момента окончани  импульса сброса 19 и до момента формировани  перепада напр жени  21 компаратором 8. Если количество ступеней в генераторе ступенчатого напр жени  i прин ть равным N, то величину одной ступени можно найти как . Количество импульсов п, зафиксированное счетчиком 10, можно определить из У.СЛОВИЯ : Чпах/N , (1) Учитыва , что коэффициент нелинейности f определ етс  из выражени  f / .x выражение (() может быть преобразовано к виду:

n « kN .

Количество импульсов n, фиксируемое счетчиком 10, пропорционально коэффициенту нелинейности. Выбрав произведение kN равным 100 или 1000, можно получить отсчет величины нелинейности соответственно в единицах или дес тых дол х процента. Состо ние счетчика 10 отображаетс  на индикаторе .11. Сигнал с выхода блока 2 выделени  вершины импульса поступает на детектор знака, где он дифференцируетс  и усиливаетс . В результате на его выходе получаетс  отрицательный импульс при положительном коэффициенте нелинейности, т.е. когда скорость нарастани  пилообразного напр жени  в начале пр мого хода больше , чем в концед:И положительный, ког да коэффициент нелинейности отрицательный . Импульс с выхода детектора знака 6 поступает далее на соответствующий вход индикатора 11 (например , светодиод).

Быстродействие устройства определ етс  заданной погрешностью измерени  и частотой F генератора импульсов 12. Врем  измерени  коэффициента нелинейности можно определить из выражени 

Т,з ,

где Т - период повторени  исследуемого пилообразного напр жени , причем Т л 1/F.

Так, при измерении коэффициента нелинейности пилообразного напр жени  частотой 50 Гц, при частоте генератора импульсов 12 f 1 мГц, имеем n/F 10 « 2 - 10Г пТ, что в 100 раз меньше, чем в прототипе. Высока  скорость измерени , получение бтсчета измер емой величины в цифровом еиде позвол ют полностью автоматизировать процесс измерени  и применить предлагаемое устройство дл  автоматического контрол  нелинейности серийно выпускаемых генераторов развертки дл  телевизионных и других устройств. Особенно эффективно применение данного устройства при измерении нелинейности пилообразных напр жений низких и инфранизких частот. Возможность исследовани  одиночных пилообразных импульсов расшир ет возможности применени  устройства в ДРУП1Х област х радиоэлектроники.

Высока  скорость .преобразовани  нелинейности пилообразного напр жени  в цифровой код позвол ет использовать структуру предлагаемого измерител  в замкнутых системах генерировани  пилообразных напр жений в качестве элемента обратной св зи, а также в автоматизированных информационно-измерительных комплексах.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащее последовательно включенные дифференцирующий каскад, амплитудный детектор, генератор ступенчатого напряжения, компаратор, элемент запрета, счетчик и индикатор, детектор знака, включенный между уп- равляющим входом индикатора.и выходом блока выделения вершины импульса,, соответствующие входы которого’соединены с выходом дифференцирующего каскада и выходом амплитудного детектора, блок сброса, выходом соединенный с управляющими входами генератора ступенчатого напряжения и , счетчика, и ждущий мультивибратор, отличающееся тем, что,. с целью повышения скорости измерений, оно снабжено генератором импульсов и вторым амплитудным детектором, вход которого подключен к выходу блока выделения вершины импульса, а выход - к второму входу компаратора, выход генератора импульсов соединен с тактирующим входом генератора ступенчатого напряжения и вторым входом элемента запрета, выход ждущего мультивибратора соединен с третьим входом блока выделения вершины импульса.

   , S и ...1029105

   1 1029105 2