SU1132258A1 - Устройство дл автоматического измерени параметров нелинейных элементов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее блок управлени  , соединенный с первым входом измерительного блока, блок регистрации экстремума, компаратор, один из входов которого соединен с общей шиной устройства, два синхронных демодул тора, информационные входы которых совместно с вторым входом компаратора и входом блока регистрации экстремума подключены к первому выходу измерительного блока, дифференцирующий блок, аналоговый делитель , делитель частоты с переменным коэффициентом делени , переключатель, информационшлй вход которого подключен к второму выходу измерительного блока, a выход - к одному из.зажимов дл  подключени  ис:ледуемых элементов , три элемента И, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, два R5 -триггера, Т -триггер,пр мой выход которого соединен с управл ю- , щим входом переключател  и одним из входов первого элемента И, a инверс ный - с одним из входов второго эле мента И, цифровой элемент задержки. соединенный с 5 -входом первого ftS-триггера, пр мой выход которого соединен с входе блока управлени , генератор запускающих импульсов, соединенный с устанрвочньми входами Т-триггера и делител  частоты с переменным коэффициентом делени , a . также с первыми входами элементов ИЛИ и инверсным входом эпеменга ЗАПРЕТ, источник напр жени  смещени  и индикаторный блок, соответствующие информационные входы которого подключены к выходам аналогового делител  и источника напр жени  , смещени , при этом выход, компаратора соединен с одним из входов i третьего элемента И, другой вход которого подключен к выходу блока регистрации экстремума, выход ... третьего элемента И соединен непосредственно со счетным входом делител  частоты с переменным коэффициентом делени  и через элемент НЕ - с вторым входом второго РО д О элемента ИЛИ, выходы делител  частоты с переменньм коэффициентом делени  и второго элемента ИЛИ соединены соответственно с 5 и R -вхо:п дами второго R5 -триггера, инверсный X) выход которого через дифференцирующий блок соединен с npHtoiiM входом элемента ЗАПРЕТ, выход цоследнего соединен со счетным входом Т -триггера , и другим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом первого R5 -триггера, о тл и ч a ю щ е е с   тем, что, с целью Цовышени  быстродействи  Кзиерений , в него введены второй диф- -, ференцирующий блок, третий элемент ffiMj второй элемент ЗАПРЁТ,

Description

третий 45-триггер, второй компаратор , четвертьй, п тьй и шестой элементы И, третий, четвертый, п тый, шестой, седьмой и восьмой синхронны демодул торы, один квадратичный . , преобразователь напр жений., два вре м амплитудных преобразовател , три перемножающих и два вычитающих блока , а также разр дный блок, вторьй аналоговый делитель и регулируемьй источник опорного напр жени ,причем информационные входы третьего и четвертого синхронных демодул торов подключены непосредственно, а п того и шестого - через квадратичньй преобразователь напр жений к вы ходу первого врем амплитудного прео разовател , вход которого совместно с вторыми входами первого и второго элементов И соед(инен с выходом второ го элемента ЗАПРЕТ, пр мой вход которого подключен к пр мому выходу первого RS -триггера, а инверсньй - к пр мому выходу третьего RS-триггера, б - и R -входы которого подключены к выходам соответственно цифрового элемента задержки и второго элемента ИЛИ, информационные входы седьмого и восьмого синхронных демодул торов подключены к выходу второго врем амплитудного преобразовател , вход которого совместно с пе рвЬ1ми входами четвертого и п того элементов И соединен с выходом шестого элемента И, один вход которого подключен к выходу второго компаратора, соответствующие входы которого соединены с вькодами первого и второго синхронных демодул торов , а второй - к инверсному выходу первого R5 -триггера, соединенному с управл ющем входом разр дного блока , информационньй вход которого под ключен к дополнительному выходу первого синхронного демодул тора, а выход соединен с общей точкой устрой ства, управл ющие входы первого и второго синхронных демодул торов подключены к пр мым выходам соответственно третьего и второго R5 -триг геров, третьего и п того синхронных демодул торов - к выходу первого элемента И, четвертого и шестого синхронных демодул торов - к выходу 58 второго элемента И, а седьмого и восьмого Синхронных демодул торов - к выходам соответственно четвертого и п того элементов И,вторые входы которых подключены соответственно к пр мому и инверсному выходам Т -триггера, выходы п того и шестого синхронных демодул торов соединены с соответствукмцими входами первого вычитающего блока, четвертого и седьмого синхронных демодул торов - с входами первого, а третьего и восьмого синхронных демодул торов - с входами второго перемножающих блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока, выход последнего соединен с вторым входом первого аналогового делител  и соответствующим информационным входом индикаторного блока, соответствующиеуправл ющие входы которого подключены раздельно к выходам генератора запускающих импульсов и п того элемента И, а другие информационные входы - к вькодам первого вычитающего блока и второго аналогового делител , соединенным с раздельными входами третьето перемножающего блока, выход которого соединен с первым входом первого аналогового делител , второй вход второго аналогового делител  подключен к выходу третьего синхронного демодул тора, а первьй - к выходу регулируемого источника опорного напр жени , уп-, равл кшщй орган которого совместно с управл ющими органами первого и второго вычитающих блоков сопр жен с управл ющим органом делител  частоты с переменным коэффициентом делени , кроме этого, выход источника напр жени  смещени  соединен с вторым входом измерительного блока, второй зажим дл  подключени  исследуемых элементов соединен с общей шиной устройства, а вход цифрового элемента задержки подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, один из входов которого подключен непосредственно к выходу генератора запускающих импульсов, а другой через второй дифференцирующий блок - к выходу четвертого элемента И. Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, предназначено дл  измерени  активной состав .л ющей проводимости, емкости и добротности различных линейных и нелинейных . элементов с повышенной точностью и быстродействием и может быть использовано в подсистемах технической диагностики элементов автоматизированных систем контрол  различной радиоэлектронной аппаратуры, а также при технологическом контроле параметров полупроводниковых приборов и других объектов. Известно устройство дл  автоматического измерени  полных проводимостей и добротности нелинейных элементов , содержащее генератор запускаю щих импульсов, блок управлени , соединенный с измерительным блоком, дифференцирую1дий и сравниванпций блоки, усилитель-ограничитель,аналоговый делитель, индикаторный блок, источник и измеритель напр жени  смещени , управл емые образцовую активную и реактивную проводимости, а также блок регистрации экстремума, переключатель, два синхронных демодул тора, R5- и Т -триггеры, два элемента И, элемент НЕ, элемент ИЛИ и интегратор. Принцип действи  устройства основан на формировании и модул ции путем коммутации исследуемого элемента в измерительном блоке ударно возбуждаемых четвертьволновых колебаний с последующим анали зом их амплитуд и периодов, а также полной компенсацией измер емых параметров отрицательными составл ющими образцовых проводимостей (lj Однако это устройство, способное эффективно работать на относительно, низких частотах, обладает.низкой точностью на повышенных частотах и не обеспечивает требуемого быстродействи  измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  уст ройство, содержащее блок управлени  соединенный с измерительным блоком, блок регистрации экстремума, компаратор , один из входов которого соединен с общей шиной устройства, два синхронных демодул тора, дифференцирующий блок, аналоговый делитель, делитель частоты с переменным коэффициентом делени , переключател информационный вход которого подклю чен к второму выходу измерительного блока, три элемента И, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, два R5 -триггера, Т -триггер, пр мой выход которого соединен с управл ющим входом переключател  и одним из входов элемента.И, цифровой элемент задержки, соединенный с S -входом первого R5 -триггера, пр мой выход которого соединен с входом блока управлени , генератор запускающих импульсов, источник напр жени  смещени  и индикаторный блок, а также интегратор, блок сравнени  и управл еь№1е образцовые активна  и реактивна  проводимости 2 . Данное устройство обладает высокой точностью измерений в расширенной частотном диапазоне, однако не может обеспечить необходимой производительности измерений при массовом контроле параметров нелинейных элементов . Это обусловлено тем, что при замещении в измерительном блоке параметров управл емых образцовых отрицательных проводимостей параметрами исследуемых элементов следует так же как у предыдущего устройства непрерывно уравновешивать системы автокомпенсации активных и реактивных составл кнцих,причем дл  полного уравновешивани  систем необходимо совершить как минимум 3-4 такта возбуждени  колебаний в измерительном блоке, что значительно снижает быстродействие измерений. Целью Изобретени   вл етс  повышение быстродействи  измерений параметров нелинейных элементов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  автоматического измерени  параметров нелинейных элементов, содержащее блок управлени , соединениь с первым входом измерительного блока, блок регистрации экстремума, компаратор, один из входов которого соединен с общей шиной устройства, два синхронных демодул тора, информационные входы которых совместно с вторым входом компаратора и входом блока регистрации экстремума подключены к первому выходуизмерительного блока, дифференцирую1ций блок, аналоговый делитель, делитель частоты с переменным коэффициентом делени , переключатель, информахщонный вход которого подключен к второму выходу измерительного блока, а выход к одному из зажимов дл  подключени а исследуемых эле1 ентов, три элемента И, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, два RS-триггера , Т -триггер, пр мой выход которого соединен с управл юпщм входом переключател  и одним из входов первого элемента И, а инверсный - с одним из входов второго элемента И, цифровой элемент задержки, соединенный с 5 -входом первого I 5-триггера , пр мой выход которого соединен с входом блока управлени , генератор запускающих импульсов, соединенный с установочными входами Т -триггера и делител  частоты с переменным коэффициентом делени , а также с первыми входами элементов ИЛИ и инверсным входом элемента ЗАПРЕТ, источник напр жени  смещени  и индикаторный, блок, соответствующие информационные входы которого подключены к выходам аналогового делител  и источника напр жени  смещени , при этом выход компаратора соединены с одним из входов третьего элемента И,другой вход которого подключен к выходу блока регистрации экстремума, выход третьего элемента И соединён непосредственно со счетным входом делител  частоты с переменным коэффициентом делени  и через элемент НЕ - .с вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы делител  частоты с переменньм Коэффициентом делени  и второго элемента ИЛИ соединены соответственно с S- и R -входами второго RS -триггера инверсньй выход которого через дифференцирующий блок соединен с пр мым входом элемента ЗАПРЕТ, выход последнего соединен со счетным входом Т-триггера и другим входом первого элемента ИЖ выход которого соединен с R -входом первого Я5 -тригге ра, дополнительно введены второй дифференцирующий блок, третий элемент ИЛИ, второй элемент ЗАПРЕТ, третий R5 -триггер, второй компаратор , четвертый, п тый и шестой элементы И, третий, четвертый, п тый, шестой, седьмой и восьмой синхронные демодул торы, один квадратичный преобразователь напр жений, два врем амплитудных преобразовател , три перемножающих и два вычитающих блока, а также разр дный блок,второй аналоговый делитель h регулируемый

источник опорного напр жени ,причем информационные входы третьего и четвертого синхронных демодул торов подключены непосредственно, а п тог и шестого - через квадратичный преобразователь напр жений к выходу (Первого врем амплитудного преобразовател , вход которого совместно с вторыми входами первого и второго элементов И соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, пр мой вход которого подключен к пр мому выходу первого R5 -триггера, а инверсньй К пр мому выходу третьего R6 -триггера , S - и 1 -входы которого подключены к выходам соответственно цифрового элемента задержки и второго элемента ИЛИ, информационные входы седьмого и восьмого синхронных демодул торов подключены к выходу второго- врем амплитудного преобразовател , вход которого совместно с первыми входами четвертого и п того элементов И соединен с выходом щестого элемента И, один вход которого подключен к выходу второго компаратора, соответствующие входы которого соединены с выходами первого и второго синхронных демодул торов , а второй - к инверсному выходу первого ИЗ -триггера, соединенному с управл ющим входом разр дного блока, информационный вход которого подключен к дополнительному выходу первого синхронного демодул тора, а выход соединен с общей точкой устройства, управл ющие входы первого и второго синхронных демодул торов подключены к пр мьм выходам соответственно третьего и второго Я5-триггеров, третьего и п того синхронных демодул торов - к выходу первого элемента И, четвертого и шестого синхронных демодул торов - к выходу второго элемента И, а седьмого и восьмого синхронных демодул торов - к выходам соответственно четвертого и п того элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к пр мому и инверс- ; ному выходам Т -триггера, выходы

п того и шестого синхронных демодул торов соединены с соответствуюпрми входами первого вычитающего блока, четвертого и седьмого синхронных демодул торов - с входами первого а третьего и восьмого синхронных демодул торов - с входами второго перемножающих блоковj выходы которых соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока , выход последнего соединен с вторым входом первого аналогового делител  и соответствующим информационным входом индикаторного -блока, соответствующие управл ющие входы которого подключены раздельно к выходам генератора запускающих импульсов и п того элемента И, а другие информационные входы - к выходам первого вычитающего блока и второго аналогового делител , соединенным с раздельными входами третьего перемножающего блока, выход которого соединен с первым входом первого аналогового делител , второй вход второго аналогового делител  подключен к выходу третьего синхронног демодул тора, а первьй - к выходу регулируемого источника опорного напр жени , управл ющий орган которого совместно с управл ющими органами первого и второго вычитающих блоков сопр жен с управл ющим органом делител  частоты с переменным коэффициентом делени , кроме этого, выход источника напр жени  смещени  соединен Сх вторым входом измеритель него блока, второй зажим дл  подключени  исследуемых элементов соединен с общей щиной устройства, а вход цифрового элемента задержки подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, один из входов которого под ключен непосредственно к выходу генератора запускающих импульсов, а другой - через второй дифференцирую щий блок - к выходу четвер гого злемента И. Устройство в автоматическом режи последовательно во времени дважды в измерительном блоке соответственно с отключенным и подключенным исследуемым элементам ударно возбуж дает колебани  с определенным число периодов, в пределах каждой серии колебаний формирует интервалы време пропорциональные периоду и логарифмическому декременту затухани  с последующим-преобразованием этих интервалов в пропорциональные напр  жени  и в соответствии с установленными математическими соотношени  ми производ т вычисление искомых параметров, обеспечива  при этом 86 выигрьш в точности и быстродействии измерений. На фиг.1 представлена структурна  схема устройства дл  автоматического измерени  параметров нелинейных элементов; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие принцип измерений и работы устройства. Устройство дл  автоматического измерени  параметров нелинейных элементов (фиг.1) содержит измерительный блок 1, к которому через переключатель 2 подключен исследуемый нелинейный элемент 3. Необходимый режим измерени  исследуемого нелинейного элемента 3 обеспечиваетс  с помощью источника 4 напр жени  . смещени  , причем с целью исключени  вли ни  последнего на результат измерени , напр жение смещени  на исследуемый элемент передаетс  посредством соответствующих элементов измерительного блока 1 и переключатель 2. Ударное, возбуждение колебаний в измерительном блоке 1 осуществл етс  с помощью системы, в состав которой вход т блок 5 регистрации экстремума , выполненный двухпол рным, компаратор 6, третий элемент И 7, эле-мент НЕ 8, второй элемент ИЛИ 9, делител 10 частоты с переменным коэффициентом делени , второй RS -триггер 11, дифференцирующий блок 12, элемент ЗАПРЕТ 13, первый элемент ИЛИ 14, третий элемент ИЛИ 15, цифровой элемент 16 задержки, первый R5 -триггер 17 и блок 18 управлени . Первый и второй синхронные демодул торы 19 и 20, разр дный блок 21, второй компаратор 22, шестой элемент И 23, второй врем амплитудный преобразователь 24, седьмой и восьмой синхронные демодул торы 25 и 26, а также четвертый и п тый элементу И 27 и 28 представл ют собой канал формировани  и разделени  во времени информации о значени х логарифмического декремента затухани  колебаний в измерительном блоке 1. Первый синхронный демодул тор 19 в отличие от других синхронных демодул торов имеет дополнительный выход, который непосредственно соединен с образцовые емкостньм элементом пам ти . Разр дный блок 21 выполнен в виде последовательного соединени 

7

образцового резистора и управл емого быстродействующего электронного ключа с малым остаточным сопротивлением и .открытом и большим в закрытом состо нии.Емкостной элемент пам ти первого синхронного демодул тора 19 совместно с реэистивным элементом разр дного блока 21 образует образцовую RC -цепь, с помощью которой осуществл етс  преобразование логарифмического декремента затухани  колебаний в пропорциональный интервал времени &t.

Первый врем амплитудный преобразователь .29, третий и четвертьй .синхронные демодул торы 30 и 31, первьй и второй перемножающие блоки 32 и 33 и второй вычитающий блок 34 образуют канал измерени  активной составл ющей проводимости исследуемых элементов, а квадратичный преобразователь 35 напр жений, п тый и шестой синхронные демодул торы 36 и 37 и первьй вычитающий блок 38 - канал измерени  емкости. Второй аналоговьй делитель 39 и регулируемьй источник 40 опорного напр жени  обеспечивают непосредственньй отсчет частоты, на которой производ тс  измерени  параметров нелинейных элементов, а совместно с третьим перемножающим блоком 41 и первым аналоговым делителем 42 непосредственньй отсчет добротности С целью сохранени  непосредственного отсчета измер емых параметров при расширении частотного диапазона работы измерительного устройства за счет изменени  абсолютного значени  коэффициента делени  делител  10, управл ющие органы регулируемого источника 40 опорного напр жени  первого и второго вычитающих блоков 38 и 34 сопр жены с управл ющим органом делител  10 частоты с переменным коэффициентом делени .

Т -триггер 43, управл ющий работо переключател  2, совместно с третьи , К5-триггером 44, вторым элементом ЗАПРЕТ 45, первым и вторым элементами И 46 и 47 позвол ет разделить во времени информацию о периодах колебаний, формируемых в измерительном блоке 1, точно так же. как и информацию о значени х логарифмическо го декремента затухани  с помощью четвертого и п того элементов И 27 и 28.

322588

Начальные усло.ви  работы всего измерительного устройства в целом и его синхронизаци  при переходе от одной серии ударно возбуждаемых ко5 лебаний к другой обеспечиваютс  соответственно генератором 48 запускающих импульсов и вторым дифференцируюлщм блоком 49, а регистраци  всех измер емых параметров, включа  наtO пр жение смещени  исследуемого элемента и частоту, на которой производ тс  измерени , осуществл етс  с помощью индикаторного блока 50. При этом выход блока управлени  18

15 соединен с первым входом измерительного блока 1, а вход соединен с одним из выходов первого R5 -триггера .17 и одним из входов элемента ЗАПРЕТ 45, один из входов 6 компарато20 ра соединен с общей щиной устройства , а второй - с выходом измерительного блока 1 и входами блока регистрации экстремума 5 и сигнальными входами синхро.нных демодул торов 19

5 и 20, выход компаратора соединен с

одним из входов элемента И 7 выход переключател  2 с.оединен с соответствующим входом измерительного блока , а информационньй вход переклю0 чател  - с одним из выводов исследуемого элемента 3, второй вьшод которого соединен с общей шиной.Второй вход элемента И 7 соединен с выходом блока регистрации экстре5 мума, а вькод - с входом элемента НЕ 8 и одним из информационных входов делител  частоты с регулируемым коэффициентом делени  1.0, второй вход которого соединен с од0 ним из входов элемента ИЛИ 9, выходом генератора импульсов 48,,входами элементов ИЛИ 14 и 15, блока 50, элемента ЗАПРЕТ 13 и Т -триггера 43. Второй вход элемента ИЛИ 15

5 соединен с выходом дифференцирующего блока 49, а выход - с входом элемента задержки 16, выходы элементов ИЛИ 9 и делител  частоты .10 соединены с R - и 5 -входами

0 RS-триггера 11, причем R -вход триггера 11 соединен с R -входом RS-триггера 44. Второй вход элемента ЗАПРЕТ 13 соединен с выходом дифференцирующего блока 12, вход

5 которого соединен с одним из выходов R5 -триггера 11, выход элемен:та задержки 16 соединен с 5 -входами RS -триггеров 17 и 44. Выход генератора 48 соединен также с одним из входов элемента ИЛИ 14, второй вход которого с.оединен с выходо элемента ЗАПРЕТ 13, а выход - с . R-входом RS -триггера 17, выход которого соединен с входами разр дного блока 21 и элемента И 23. Выход R6 -триггера 44 соединен с одним из входов элемента ЗАПРЕТ 45 и управл ющим входом синхронного демодул тора 19, а управл кмций вход второго синхронного демодул тора 20 соединен с одним из выходов RS-триггера 11. Один из выходов син хронного демодул тора 19 соединен с информационным входом разр дника, а второй выход демодул тора 19 с одним из входов компаратора 22, второй вход которого соединен с выходом синхронного демодул тора 20, а выход компаратора - с вторым вхо дом элемента И 23, выход которого соединен с входами элементо1В И 27, 28и врем амплитудного преобразова тел  24, выход которого соединен с информационными входами синхронных демодул торов 25 и 26, выходы которых соединены с входами блоков 3 и 33, при этом управл ющий вход де модул тора 26 соединен с выходом элемента И 28 и входом блока 50, а управл ющий вход демодул тора 25 - с выходом элемента И 27 и вхо дом дифференцирующего блока 49,выход которого соединен с вторым вхо дом элемента ИЛИ 15. Второй выход КЗ-триггера 17 соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ 45 и входом блока управлени  18. Выход элемента ЗАПРЕТ 45 соединен с входами врем амплитудного преобразовател  29и элементов И 46, 47, а выходы элементов И 46, 47 соединены с управл ющими входами синхронных демо дул торов 30, 36 и 31, 37. Выход врем амплитудного преобразовател  29 соединен с сигнальными входами синхронных демодул торов 30,31 и входом квадратичного преобразовате л  напр жений 35, выход которого. соединен с сигнальными входами син хронных демодул торов 36 и 37, выходы которых соединены с входами вычитающего блока 38, выход которо соединен с одним из входов блока 4 и одним из входов блока 50. Выход синхронного демодул тора 31 соединен с вторым входом блока 32, выхо которого соединен.с одним из входов вычитающего блока 34, второй вход которого соединен с вькодом блока 33, второй вход которого соединен с выходом синхронного демодул тора 30 и входом аналогового делител  39, второй вход которого соединен с выходом регулируемого источника опорного напр жени . Выход аналогового делител  39 соединен с вторым входом блока 41, выход которого соединен с одним из входов аналогового делител  42, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока 34., а выход - с одним из входов блока 50, выход вычитающего блока 34 соединен также с одним из входов блока 50. Работа устройства происходит следующим образом. Процессы, протекающие в устройстве , целесообразно рассмотреть с момента установлени  начальных условий работы отдельных функциональных блоков. При этом независимо от состо ни  последних относительно короткий импульс (фиг.2а) генератора 48 запускающих импульсов через .третий и первый элементы ИЛИ 15 и 14 воздействует соответственно на вход, цифрового элемента 16 задержки и Я-вход первого R5 . -триггера 17 и устанавливает последний в исходное (нулевое) состо ние, при котором блок 18 управлени  шунтирует измерительный блок 1, и колебани  в нем отсутствуют, а второй элемент ЗАПРЕТ 45 исключает по вление импульса на своем выходе. 1 По вившийс  выс:окий потенциал на инверсном выходе первого RS -триггера 17, воздейству  на управл ющий вход разр дного блока 21 и на один из входов шестого элемента И 23, способствует полному разр ду емкостного элемента пам ти первого синхронного демодул тора 19 (на основном выходе данного демодул тора, так же как и на выходе второго синхронного демодул тор 20, не исключено по вление потенциала в момент включени  устройства в работз, а следовательно, и образованию низкого (нулевого) потенциала на выходе второго компаратора 22, исключающего возникновение какого бы то ни быпо импульса на выходе шестого И 23, несмотр  на присутствие

11

разрешающего потенциала на его первом входе.

Одновременно ,с этим импульс генератора 48 запускающих импульсов, поступа  непосредственно на один, из управл ющих входов индикаторного блока 50 и установочные входы делител  10 частоты с переменным коэф фициентом делени  и Т -триггера 43 и через элемент ИЛИ 9 на R -входы второго и третьего R5-триггеров, фиксирует данные блоки в исходных состо ни х, запреща  тем самым прием информации первому и второму синхронным демодул торам 19 и 20. Этот же импульс, попада  на инверсньй вход элемента ЗАПРЕТ 13,- предотвращает на врем  своей длительности по вление на его выходе каких-либо импульсов, образующихс , например, в результате переключени  второго R5 -триггера 11 и последующей обработки в дифференцирующем блоке 12, что исключает ложное срабатьгвание Т -триггера 43, а в дальнейшем и первого RS-триггера 17.

Возникший низкий потенциал на пр мом выходе Т -триггера 43 размыкает переключатель 2 и запрещает по вление импульсов на выходах первого и четвертого элементов И 46 и 27, а высокий потенциал, действующий на инверсном выходе, способствует образованию таковых на выходах первого и п того элемен- . тов И 47 и 28, однако в данньй момент времени из-за того, что на выходах второго элемента ЗАПРЕТ 45 и шестого элемента И 23 сигналы : исключены, эти импульсы отсутствуют

По истечении интервала времени 1 , определ ющегос  временем установлени  переходных процессов, протекающих в устройстве, на выходе цифрового элемента 16 задержки по вл етс  задержанный импульс (фиг.2б генератора 48 запускающих импульсов который,,воздейству  на 5 -входы первого и третьего R5 -триггеров 17 и 44, переводит их в единичное состо ние (фиг.2 8,-i). При этом высокий потенциал с пр мого выхода первого RS т-триггера 17 воздействует на пр мой вход второго элемента ЗАПРЕТ 45 и посредством блока 18 упралени  вызьшает в измерительном блок 1 ударное возбуждение колебаний

3225812

(фиг.2 г ) с логарифмическим декрементом затухани  Д, и периодом Tj , а низкий потенциал с- инверсного выхода того же триггера закрывает раз5 р дный блок 21 и исключает по вление импульса на выходе шестого элемента И 23. В свою очередь, высокий потенциал с пр мого выхода третьего RS -триггера открывает дл  при10 ема информации первьй синхронньш демодул тор 19 и запрещает передачу сигнала на вькод второго элемента ЗАПРЕТ 45.

Возникшие в измерительном блоке 1 колебани  с определенной начальной фазой, например показанной на фиг.2 г , поступают дл  анализа в блок 5 регистрации экстремума и компаратор 6, а также на информационные входы первого и второго синхрон ных демодул торов 19 и 20. При этом первьй синхронный демодул тор 19,  вл ющийс  в данньй момент времени открытым дл  приема информации, воспринимает первую положительную полуволну ударно возбуждаемого колебани  и следит за ее изменением. С по влением малейшего сигнала на основном выходе первого синхронного

демодул тора 19 срабатывает второй компаратор 22, формиру  на своем выходе положительный импульс (фиг.2 и ), практически совпадающий с моментом возникновени  колебаний в измери5 тельном блоке 1 и воздействующий на шестой элемент И 23.

Одновременно с получением колебаний в измерительном блоке 1.блок 5 регистрации экстремума и компара0 тор 6 формируют на своих выходах высокие потенциалы (фиг.2е и ), которые , взаимодейству  в третьем элементе И 7, образуют на его выходе первьй положительньй импульс

5 (фиг.2;(с). При достижении максимального значени  первой полуволны коле- , баний (заштрихованна  перва  область на фиг.2 2) блок 5 регистрации экстремума возвращаетс  в исходное

(нулевое) состо ние и таким образом заканчивает формирование импульса на выходе третьего элемента И 7. Этот импульс (фиг.2 5k), проинвертировавшись в элементе НЕ 8 и пройд  второй элемент ИЛИ 9, задним фронтом, не измен   состо ни  второго R6 триггера 11, возвращает в исходное состо ние третий R5 -триггер 44,низ13 кий потенциал (фиг.2з), на пр мом выходе которого переводит первый синхронный демодул тор 19 в режим хранени  накопленной информации о максимуме амплитуды первой положительной полуволны Иц ударно возбуж даемого колебани , -и разрешает пер дачу информации на выход второго элемента ЗАПРЕТ 45 с пр мого выхода первого R3 -триггера 17. Информаци  в. виде пр моугольного импульса (фиг. 2k ) с выхода второго элемента ЗАПРЕТ 45 воспринимаетс  первым врем амплитудным преобразователем 29, а также первым и вторым элементами И 46 и 47, причем на выходе второго элемента И 47 образуетс  управл ющий импульс (фиг.2 л ), которьш открывает дл  приема информации четвертьй и шестой синхронные демодул торы 31. и 37. Четвертый синхронный демодул тор 31 накапливает информацию с выхода первого врем амплитудного преобразовател  29 в виде линейно нарастающего напр жени  (зачерненна  область на фиг.2,/) пропорционального периоду Т (фиг.2 i) формируемых колебаний в измерительном блоке 1, а шестой синхронньм демодул тор 37 - ту же информацию, возведенную в квадрат с помощью квадратичного преобразовател  35 напр жений. Приобретае мые напр жени  в четвертом и шестом синхронных демодул торах 31 и 37 подвергаютс  затем обработке соответственно в первом перемножаю щем и первым вычитающем блоках 32 « 38. По мере протекани  ударно возбу дённых колебаний в измерительном блоке 1 компаратор 6 продолжает формировать пр моугольные импульсы (фиг.2с1 ), фазы которых соответствуют переходу исходного колебани  (фиг.2.2 ) через нуль, (один вход компаратора 6 соединен с общей точ кой устройства), а блок 5 регистра ции экстремума - аналогичные импул сы (фиг.2,е), фазы которых соответ ствуют местоположению экстремальных точек на этом колебании. Сформированные в блоке 5 регистрации экстремума и компараторе 6 импуль сы поступают на раздельные входы третьего элемента И 7 и снова на е выходе образуют пр моугольные им814 пульсы (фиг.), длительности и местоположение которых в точности соответствует интервалам времен, заключенным между первым переходом через нуль и экстремумом каждой полуволны ударно возбуждаемых колебаний (фиг. 2,2 ). Получаемые таким образом второй и последующие импульсы (фиг.2а), инвертиру сь элементом НЕ 8 и проход  через элемент ИЛИ 9, не вызывают изменени  состо ни  третьего RS -триггера 44, а также второго RS -триггера 11 до тех пор, пока не образует-, с  импульс на выходе делител  10 частоты с переменным коэффициентом делени , на счетный вход которого поступают анализируемые импульсы. По вление во времени импульса на выходе делител  10 частоты с переменным коэффициентом делени  зависит от устанавливаемого коэффициента делени  п, значение которого может измен тьс  в широких пределах, достига  нескольких дес тков или сотен раз. В св зи с тем, что принимаемое числовое значение коэффициента делени  п принципиально не вли ет на динамику протекаюш 1х процессов, рассмотрим работу устройства прип 3 (фиг.2). При таких услови х к моменту образовани  третьего периода ударно возбуждаемого колебани  (фиг.21 ), что соответствует началу третьего импульса (фиг. 2 :k ), действующего на выходе третьего элемента И 7, по вл етс  короткий импульс (фиг.2|И ) на выходе делител  10 частоты с переменным коэффициентом делени , который воздействует на S -вход второго R5 -триггера 11 и переводит его в единичное состо ние. Приобретенный на пр мом выходе этого R5-триггера 11 высокий потенциал (фиг.2н ) открывает дл  приема информации второй синхронный демодул тор 20, который , производ  непрерьгоное слежение и запоминание, воспринимает в данный момент времени информацию об амплитуде третьего периода ударно возбуждаемого колебани  (втора  заштрихованна  область на фиг.2), действующего на первом выходе измерительного блока 1. При достижении максимального значени  амплитуды третьего периода ко15 / ,

лёбаний U. (фиг.2 i ) заканчиваетс  формирование с помощью блока 5 регистрации экстремума и компаратор 6 третьего импульса на выходе третьего элемента И 7. Этот импульс (фиг.2А) после инвертировани  в элементе НЕ 8 задним фронтом посредством второго элемента ИЛИ 9 возвращает в исходное состо ние второй

RS-триггер 1.1. Исчезнувший высокий потенциал (фиг.2н ) на пр мом выход этого триггера переводит второй синхронньй демодул тор 20 в режим хранени  накопленной информации ,о максимуме амплитуды колебаний U (а по вившийс  высокий потенциал на его инверсном выходе, обрабатыва сь в дифференцирующем блоке 12, образует на выходе последнего остроконечный импульс (фиг.2 о ), который через открытьй элемент ЗАПРЕТ 13 (запрещающий сигнал на инвертирующем выходе элемента в данньй момент

времени отсутствует) воздействует непосредственно на счетный вход

Т-триггера 3 и через первьй элемент . ИЛИ 14 - на R -вход первого Я5-триггера 17 и опрокидывает их.

При этом блок 18 управлени i .получа  низкий потенциал (фиг.2р) с пр мого выхода первого RS -триггера 17, шунтирует измерительный блок 1, и колебательный процесс в нем, быстро затуха  по экспоненте прекращаетс , заверша  формирование первой серии ударно возбуждаемых колебаний (фиг. 2 f ) с периодом Т, и логарифмическим декрементом затухани  Л, . Вместе с этим исчезает импульс (фиг.2 k ) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45, которьй в свою очередь прекращает существование импульса (фиг.2,д ) на выходе второго элемента И 47, .перевод щего четвертый и шестой синхронные демодул торы 31 и 37 в режим хранени  накопленной информации. Последнему действию способствует и исчезнувший высокий потенциал на инверсном вы-, ходе Т -триггера 43, который дополнительно блокирует и п тьй элемент И 28 от возможного по влени  на: его выходе какого-либо импульса.

К данному моменту времени в четвертом и шестом синхронньрс демодул торах 31 и 37 накопилась в виде посто нного напр жени  информаци  .соответственно о qlj периодах и

3225816

их квадратах первой серии ударно возбужденных колебаний, котора  первоначально бьша сосредоточена в длительности t, идентичных импуль5 сов (фиг.2 k,A ), существовавших на выходах второго элемента ЗАПРЕТ 45 и второго элемента И 47. С исчезновением импульса на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 первый 10 врем амплитудный преобразователь 29 автоматически возвращаетс  в исходное состо ние, т.е. обнул етс , что влечет к аналогичному действию и квадратичньй преобразователь 35 5 напр жений.

Одновременно с протеканием рассматриваемых процессов возникший высокий потенциал (фиг. 2 .и ) на пр мом выходе Т -триггера 43 переводит переключатель 2 в замкнутое состо ние и подключает, таким образом, .исследуемый нелинейный элемент 3 к второму выходу измерительного блока 1. При этом с помощью источtI

ника 4 напр жени  смещени , возникает возможность создани  необходимого режима измерений параметров нелинейного элемента 3. В свою ачередь высокий потенциал с инверсного вы хода первого R5 -триггера 17 открывает разр дный блок 21 и разрешает шестому элементу И 23 передачу информации с выхода второго компаратора 22 на входы второго врем амплитуд5 ного преобразовател  24 и подготовленного (высоким потенциалом с пр мо , го выхода Т-триггера 43) к приему информации четвертого элемента И27. С по влением импульса (фиг.2р.) на

0 выходе шестого элемента И 23 образуетс  аналогичный импульс. (фиг.2 с ) и на .выходе четвертого элемента И 27, которьй открывает дл  приема информации седьмой синхронный демодул 5 тор 25.Последний воспринимает и накапливает информацию с выхода второго врем амплитудного преобразовател  24, формирующего линейно нарастающее напр жение (зачерненна  область на

0 фиг.2,с) с момента возникновени  импульса (фиг.2р ) на его входе. Приобретаема  седьмым синхронным демодул тором 25 информаци  поступает дл  дальнейшей обработки на соот5 ветствующий вход первого перемножающего блока 32.

При включении в работу разр дного блока 21 происходит разр д емкостно17

го элемента пам ти первого синхронного демодул тора 19, и на основном выходе этого демодул тора начинает

-titp снижатьс  по экспоненте е f

(фиг.2 t) потенциал, который непрерывно сравниваетс  во втором компараторе 22 с потенциалом, хранимым во втором синхронном демодул торе 20. При достижении равенства потенциалов на выходах первого и второго сихронных демодул торов 19 и 20 срабаты вает второй компаратор 22 ,низкий потенциал (фиг.2,и ) на выходе которого заканчивает формирование импульсов (фиг. 2,р и с ) на выходах шестого и четвертого элементов И 23 и 27. Исчезающий импульс (фиг. 7. р ) с выхода mecVoro элемента И 23 возвращает второй врем амплитудный преобразователь 24 в исходное (нулевое) состо ние, а аналогичный импульс (фиг.2() с выхода четвертого элемета И 27 -переводит седьмой синхронный демодул тор 25 в режим хранени  накопленной в виде амплитуды линейно нарастающего напр жени , пропорциональной логарифмическому декременту затухани  j колебаний в измерительном блоке 1, информации, котора  первоначально быпа сосредоточена в длительности идентичных импульсов (фиг.2 р и С), соответствующей .интервалу времени jt (фиг.21) Приобретенна  седьмым синхронным демодул тором 25 информаци  в виде посто нного напр жени  с и U( , про порционального логарифмическому декременту затухани  взаимодейству  в первом пер-емножа(Ьщем блоке 32 с хранимой в четвертом синхронном демодул торе 31 информацией в виде посто нного напр жени  pU, пропорционального q Т, периодам ударно возбужденного колебани , образует произведение сигналов В а U-i и рО, . сохран емое дл  дальнейшей обработки и передаваемое на один из входов второго вычитающего блока 34.

Имевший место импульс (фиг.2с) .на выходе четвертого элемента И 27 одновременно подвергалс  во втором диффе енцирующем блоке 49 такой обработке, при которой на выходе данного блока в момент прекращени  существовани  исходного импульса образовалс  остроконечный импульс (фиг.2т ), затем воздействующий

58 .18

через третий элемент ИЛИ 15 на

вход цифрового- элемента 16 задержки.

На этом заканчиваетс  первьпЧ цикл формировани  и обработки ударно возбуждаемых колебаний, позвол ющий получить необходимую информацию о собственных параметрах измерительного блока 1. Во втором аналогичном цикле формировани  и обработки

колебани  должна быть получена информаци  о параметрах измерительно-, го блока совместно с исследуемым нелинейным элементом 3, котора  затем позвол ет, исключив вли ние

.собственных параметров измерительного блока, достаточно точно определить искомые параметры нелинейного элемента.. Таким образом, спуст  врем  задержки ., на выходе цифрового эле .,,

мента 16 задержки возникает короткий . импульс (фиг.2§), действовавший ранее на выходе второго дифференцирующего блока 49. Этот импульс , поступа  на 5 -входы первого .и третьего R5 -триггеров 17 и 44, переводит их в единичное состо ние (фиг.2 в,-}), и процессы, св занные с формиро.ванием второй серии ударно возбуждаемых колебаний и определением их параметров, повтор ютс  р

том же пор дке, что и при формироваНИИ первой серии колебаний. Отличи  состо т лишь в разделении и дальнейшей обработке получаемой при

этом информации с целью достижени  желаемого результата.

Действительно, переход в единичное состо ние R5 -триггера 17 (фиг.2,в) вызывает посредством

блока 18 управлени  снова ударное возбуждение колебаний (фиг.2) с большим логарифмическим декрементом затухани  71 амплитуды и увеличенным периодом Т из-за того, что

в измерительный блок 1 внесены положительные активна  и реактивна  составл ющие проводимости исследуемого нелинейного элемента 3, а образовавшийс  импульс (фиг.2,1)

на пр мом выходе третьего R3 -триггера 44 открывает снова дл  приема информации первый синхронный демодул тор 19 и запрещает на врем  своего действи  по вление импульса

(фиг.2ц) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45.

По мере формировани  новой серии ударно возбуждаемых колебаний в пер19

BOM синхронном демодул торе 19 происходит перезар д, возможно еще полностью не разр дившегос  емкостного элемента пам ти, так как разр дный блок 21 к данному моменту времени оказываетс  уже закрытым, так же, как и шестой элемент И 23 низким потенциалом с инверсного выхода первого R5-триггера 17. Такой перезар д возможен благодар  свойствам синхронных демодул торов используемых в устройстве, заключающимс  в том, что посто нные, времени зар да и разр да в открытом дл  приема информации состо нии синхронных демодул торов одинаковы и достаточно малы. В режиме хр анени  информации посто нные времени разр да синхронных демодул торов исключительно велики.

С момента превышени  поступающей

с первого выхода измерительного блока 1 информации остаточного потенциала на емкостном элементе пам ти напр жение на основном и дополнительном выходах первого синхронного демодул тора 19 начинает следить за. изменением первой четверти волны формируемого колебани  (треть 

заштрихованна  область на фиг.2 z), и при достижении потенциала с выхода

второго синхронного демодул тора 20 хран щего информацию об амплитуде последней четверти колебаний предыдущей серии, срабатывает второй компаратор 22, формиру  несколько сдвинутьй относительно начала отсчета второй серии колебаний импульс (фиг.2и) на своем выходе. Следует отметить-, что второй компаратор 22 в пределах действи  первой четверти периода формируемого колебани  не сработать, если не будет исключена така  ситуаци , при которой амплитуда U, первой полуволны новой серии колебаний становитс  меньше амплитуды U(n последней анализируемой полуволны из предыдущей серии . Однако така  ситуаци , возможна  при исследовани х нелинейных элементов с относительно большими активной и реактивной составл ющими полной проводимости, не оказывает, существенного вли ни  на работу измерительного устройства, а лишь отодвигает момент срабатывани  второго компаратора 22 на интервал времени , соответствующий последней анау - .

3225820

лизируемой четверти периода (заштрихованна  четверта  область на фиг.2г) новой серии колебаний. Это св зано с тем, что получаемый 5 импульс (фиг.2 U ) на выходе второго компаратора 22 приобретает решающее значение дл  разделени  информации о величине логарифмического декр емента затухани  лишь в конце каждой 10 формируемой серии колебаний по окончании действи  последней анализируемой четверти п ериода.

Одновременно с протеканием процессов в первом и втором синхронf5 ных демодул торах 19 и 20 получаема  нова  сери  ударно возбуждаемых колебаний , подверга сь рассмотренной обработке в блоке 5 регистрации экстремума (фиг.2е), компараторе 6 20 (фиг.2,д) и третьем элементе И 7, образует в дальнейшем последовательность пр моугольных импульсов (фиг.21), временное положение каждого импульса KOTOpoi соответствует 5 местоположению первых четвертей положительных полуволн анализируемых колебаний. Эта последовательность импульсов воздействует непосредственно на счетный вход делител  0 10 частоты с переменнь м коэффициентом делени  и через элемент НЕ 8 и второй элемент ИЛИ 9 - на R -входы второго и третьего RS -триггеров 11 и 44. Первьй импульс из дан . ной последовательности, формирование которого заканчиваетс  при достижении максимума амплит.Уды U2, первой полуволны колебаний (заштрихованна  треть  область на фиг.2 г ), д задним фронтом, не измен   состо ни  второго R5 -триггера 11, снова возвращает в исходное состо ние третий RS -триггер 44. Образуемый низкий потенциал на пр мом выходе j этого триггера переводит первый синхронный демодул тор 19 в режим хранени  накопленной информации с максимума амплитуды И-ц первой положительной полуволны ударно воз- . g буждаемого колебани  и снова разрешает передачу информации на выход второго элемента ЗАПРЕТ 45 с пр мого выхода первого RS-триггера 17.

Получаемый единичный сигнал 5 (фиг.2 ц ) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 подвергаетс  преобразованию в первом врем дмплитудном преобразователе 29 и одновре21

менно, взаимодейству  с единичным потенциалом (фиг.2 п ) с пр мого выхода Т-триггера 43 в первом элементе И 46, образует импульс (фиг.2 п ), который, поступа  на управл ющие входы третьего и п того синхронных демодул торов 30 и 36, открывает последние дл  приема информации . Третий синхронный демодул тор 30 воспринимает информацию с выхода первого врем амплитудного преобразовател  29 в виде линейно нарастающего напр жени  (зачерненна  область на фиг.2|| ), пропорвднонального периоду Т- (фиг.2) формируемых в данный момент времени колебаний в измерительном блоке 1, а п тый синхронный демодул тор 36 с выхода квадратичного преобразовател  35 напр жений в виде квадрата линейно нарастающего напр жени . Приобретаема  п тым синхронным демдул тором 36 информаци ,подверга с непрерывному преобразованию в канале измерени  емкости, преодолевает в первом вычитающем блоке 38 хранимую в шестом синхронном демодул торе 37 информацию с образованием разностного напр жени , а информаци  с выхода третьего синхронного демодул тора 30 поступает -на один из входов второго перемножающего блока 33 и на второй вход второго аналогового делител  39, где,взаимодейству  с напр жением регулируемого источника 40 опорного напр жени , образует напр жение обратно пропорциональное исходному. Измен ющиес  напр жени  с выходов первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делител  39 поступают раздельно на соответствующие входы третьего перемножающего блока 41 и индикаторного блока 50.

С дальнейшим протеканием колебаний в измерительном блоке 1 и образованием в последовательности пр моугольных импульсов (фиг.2 ) необходимого их количества, соответствующего установленному ранее коэффициенту делени  п 3, на выходе делител  10 частоты с переменным коэффициентом делени  воз никает короткий импульс (фиг.2«), под вли нием которого второй В6-триггер t1 снова переходит в ед ничное состо ние и вьюоким потен3225822

циалом (фиг.2 и ) с пр мого выхода открьшает дл  приема информации второй синхронньй демодул тор 20. С данного момента времени во вто5 ром синхронном демодул торе 20 происходит перезар д емкостного элемента пам ти, сопрово здающийс  первоначально быстрым разр дом по экспоненте (фиг .22) хранившейс 

10 информации об амплитуде и предьщущей серии колебаний, а затем зар дом со скоростью поступающей с первого выхода измерительного блока 1 информации о текущей амплитуде пер15 вой четверти третьей волны (четверта  заштрихованна  область на фиг.2 1 ) ныне действующей серии колебаний .

При достижении максимума амгши20 туды третьего периода колебаний (фиг.221) заканчиваетс  указанным способом формирование третьего импульса (фиг.2 ) на выходе третьего элемента И.7, задний фронт

25 которого рассмотренным образом возвращает в исходное состо ние последовательно один за другим второй Н5-триггер 11,Т -триггер 43 с первым RS -триггером 17 и блок 18 уп-

3Q равлени , которьй шунтиру  измери- , тельный блок 1, прекращает в нем колебательный процесс, заверша  тем самым формирование второй серии колебаний (фиг.2г ) с периодом 1 и логарифмическим декрементом затухани  Я 2

Исчезновение высокого потенциала (фиг.2 Н ) на пр мом выходе второго R5-тpиггepa 11 переводит второй

О синхронный демодул тор 20 в режим хранени  накопленной информации о максимуме амплитуды U7 а,по вление низкого потенциала (фПг.2 п ) на пр мом выходе Т -триггера 43

45 переводит переключатель 2 в разомкнутое состо ние, отключа  тем самым исследуемый нелинейный элемент 3 -от измерительного блока 1, и заканчивает совместно с исключен50 ными потенциалами (фиг. 2 в,к ) на пр мом выходе первого R5 -триггера 17 и выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 формирование.управл ющего . импульса (фиг. 2 tj ) длительностью

55 t на выходе первого И 46, перевод щего третий и п тый синхронные демодул торы 30 и 36 в режим хранени  накопленной инфор ,231

нации в виде посто нных напр жений pUj и (pUj), соответствующих qT,; пе|риодам и их кв.адратам второй ceV рии ударно возбуждаемых колебаний, котора  сосредоточилась к данному моменту времени соответственно в первом врем амплитудном преобразователе 29 и в квадратичном преобразователе 35 напр жений. При этом выходные напр жени  первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делител  39 оказьшаютс  точно соответствующими искомой емкости Сд исследуемого нелинейного элемента 3 и частоте измерений f и могут регистрироватьс  индикаторным блоком 50.

Окончание действи  импульса (фиг. 2 ({ ) на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 45 возвращает в исходное состо ние первьй врем амплитудньй преобразователь 29 и квадратичный преобразователь 35 напр жений и предотвращает по вление импульса (фиг.2д ) на выходе второго элемента И 47, несмотр  на образование в данный момент времени высокого потенциала на его первом входе с нверсного выхода Т -триггера 43.

Одновременно с возвращением в сходное состо ние первого R5 -триггера 17 на его инверсном выходе повл етс  высокий потенциал, который включает в работу разр дный блок 21 разрешает шестому элементу И 23 ередачу единичной информации с вьгхода второго компаратора 22 на вход второго врем амплитудного преобразовател  24. С образованием второго импульса (фиг.2 р) на выходе шестого элемента И 23, возникает аналогичный импульс (фиг.2ср) и на выходе п того элемента И 28, подготовленного дл  передачи информации единичным потенциалом с инверсного выхода Т -триггера 43, что открывает дл  приема информации восьмой синхронный демодул тор 26. Приобретаема  данным демодул тором информаци  в виде линейно нарастающего напр жени  с выхода второго врем мплитудного преобразовател  24 (зачерненна  область на фиг.2(р) . одвергаетс  непрерывному, преобразованию в соответствии с алгоритмом в . анале измерени  активной состав ющей проводимости исследуемых неинейных элементов, а именно перемно3225824

жаетс  во втором перемножающем блоке 33 с хранимым в третьем синхронном демодул торе 30 напр жением pUo и взаимно вычитаетс  во втором

5 вычитающем блоке 34 с перемноженными в первом перемножающем блоке 32 напр жени ми pU| и PflU хранимыми соответственно в четвертом и седьмом синхронных демодул торах 31

10 и 25. Получаемое разностное напр же-х ние соответствующей пол рности с выхода второго вычитающего блока 34, воздейству  на второй вход первого аналогового делител  42, производит

15 в соответствии с соотношением дл  измер емой добротности деление на данную разность перемноженных в третьем перемножающем блоке 41 . установившихс  напр жений с выходов

20 первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делител  39, пропорциональных измер емым параметрам соответственно С и fу. Образуемые напр жени  во втором вычитак цем бло5 ке 34 и первом аналоговом делителе 42 поступают так же, как и напр жени  с выходов первого вычитающего блока 38 и второго аналогового делител  39 на соответствующие информаQ ционные входы индикаторного блока 50.

По мере разр да емкостного элемента пам ти происходит снижение по экспоненте е Р (фиг. 2-г) потенциала на основном выходе первого

5 синхронного демодул тора 19, и при достижении хранимого вторым,синхронным демодул тором 20 потенциала срабатьгоает второй компаратор 22, заканчива  тем самым формирование второго

0 импульса (фиг.2 р) на выходе шестого элемента И 23, возвращающего в исходное состо ние второй врем амплитудный преобразователь 24, и первого импульса (фиг.2) на выходе п того

5 элемента И 28, перевод щего восьмой синхронный демодул тор 26 в режим хранени  накопленной информации в виде посто нного напр жени  8it), пропорционального логарифмическому

0 декременту затухани  Т( второй серии колебаний в измерительном блоке 1 и соответствующего интервалу времени иtj (фиг.2 г ). При таких услови х выходное напр жение второго

5 вычитающего блока 34 и первого аналогового делител  42 становитс  точно соответствующими измер емыми активной составл кмдей проводимости G,( 25 и добротности Q. исследуемого нелинёйного элемента и регистрируютс  индикаторным блоком 50, получившим разрешение на данную операцию в момент окончани  действи  импульса (фиг.2с|)) на выходе п того элемента И 28. Действительно, задний фронт этого импульса, воздейству  на соответствующий управл ющий вход индикаторного блока 50, разрешает ему измерение и индикахщю одновременно всех найденных параметров, включа  напр жение смещени  исследуемого нелинейного элемента. Спуст  некоторое врем  t (фиг.2с| ) достаточное дл  регистра ции и индикации измер емых парамет ров ( врем  при желании может регулироватьс  в широютх пределах, включа  режим Останов) снова сра батывает генератор запускающих импульсов 48, возвраща  в исходное (нулевое) состо ние индикаторный блок 50 и другие функциональные си темы, и процессы в измерительном устройстве повтор ютс  в описанной последовательности, производ  изме рени  параметров следующего нелинейного элемента или того же элемента при других режимных услови х В случае использовани  устройст ва в автоматизированных системах контрол  параметров нелинейных элементов, когда контроль осуществл етс  по принципу Годен - не го ден, может быть организован несколько иной алгоритм работы измерительного устройства, не измен ющий сущности изобретени . Обычн в таких системах не требуетс  достаточно большого интервале времени t дл  индикации промежуточных величин , и можно применить последова тельный режим регистрации и индика ции по мере готовности информации о том или ином параметре. Напри;мер , индикаци  измер емых параметров может производитьс  так: напр жени  смещени  исследуемого нелинейного элемента - за врем  форм ровани  двух подр д серий ударно возбуждаемых колебаний емкости GX и частоты измерений f,; - за врем  действи  импульса (фиг.2ср) на выходе п того элемента И 28, пропорционального логарифмическому декре менту затухани  добротности Q и активной составл ющей проводимос 8 за врем  формировани  полти Gj( ного цикла (такта) колебаний, создающего информацию о параметрах следующего нелинейного элемента. Смена нелинейного элемента или его режима может .осуществл тьс  в промежутках между вторыми формируемыми сери ми кол-ебаний в текущем и последующем тактах получени  информации о параметрах исследуемых элементов (св зи , синх зонизирующие работу индикаторного блока 50 и измерительного устройства в целом дл  рассматриваемого алгоритма на фиг.1 не показаны ). Смена режима работы измерительного устройства, например, с целью расширени  частотного диапазона может быть произведена без искажени  полезной информации только по окончании полного такта формировани  и обработки ударно возбуждаемых колебаний . Важной особенностью измерительного устройства  вл етс  то, что при изменении коэффициента делени  п делител  10 частоты с переменным коэффициентом делени , т.е. при изменении числа q, которое на единицу меньше п, и исследовании одного и того же нелинейного элемента на . одной и той же рабочей частоте, по-, казани  индикаторного блока 50 остаютс  без изменений, так как одновременно с изменением коэффициента делени  п автоматически корректируютс  коэффициенты передачи первого и второго вычитаюш 1х блоков 38 и 34, а также величина напр жени  регулируемого источника 40 опорного напр жени  (соответствующие органы зтсазанных структурных блоков сопр жены между собой). I Предлагаемое устройство выгодно отличаетс  повышенной точноС тью и быстродействием измерений от извест- ных технических решений, в том числе и от устройства-прототипа, прин того за базовый объект. Повышение точности и быстродействи  измерений обеспечиваетс  прежде всего использованием в устройстве изложенного ;метода определени  параметров нелинейных элементов, позвол ющего исключить образцовые управл емые отрицательные активную и реактивную проводимости и св занные с. ними погрешности, а также реализацией соответствз ощего алгоритма работы устройства, позвол ющего в автомати-.

27113225828

ческом режиме одновременно измер ть . возможными погрешност ми, ускор   все искомые параметры с минимально тем самьм процесс измерений.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее блок управления , соединенный с первым входом измерительного блока, блок регистрации экстремума; компаратор, один из входов которого соединен с общей шиной устройства, два синхронных демодулятора, информационные входы которых совместно с вторым входом компаратора и входом блока регистрации экстремума подключены к первому выходу измерительного блока, дифференцирующий' блок, аналоговый делитель, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, переключатель, информационный вход которого подключен к второму выходу измерительного блока, а выход - к одному из. зажимов для подключения исследуемых элементов, три элемента И, элемент НЕ, два элемента ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, два R5 -триггера, Т -триггер,прямой выход которого соединен с управляю- . щим входом переключателя и одним из входов первого элемента И, а инверсный - с одним из входов второго эле* мента И, цифровой элемент задержки, соединенный с 5 -входом первого ЙЭ-триггера, прямой выход которого соединен с входом блока управления, генератор запускающих импульсов, соединенный с установочньми входами Т-триггера и делителя частоты с переменным коэффициентом деления, а . также с первыми входами элементов ИЛИ и инверсным входом элемента ЗАПРЕТ, источник напряжения смещения и индикаторный блок, соответствующие информационные входы которого подключены к выходам аналоговое го делителя и источника напряжения , смещения, при этом выход, компаратора соединен с одним из входов третьего элемента И, другой вход 'которого подключен к выходу блока 'регистрации экстремума, выход третьего элемента И соединен непосредственно со счетным входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и через элемент НЕ - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы делителя частоты с переменным коэффициентом деления и второго элемента ИЛИ соединены соответственно с 5 и R -входами второго R5 -триггера, инверсный выход которого через дифференцирующий блок соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, выход последнего соединен со счетным входом Т -триггера. и другим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом первого R5 -триггера, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, в него введены второй дифференцирующий блок, третий элемент ИЛИ, второй элемент ЗАПРЁТ, третий Я5-триггер, второй компаратор, четвертый, пятый и шестой элементы И, третий,_ четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой синхронные демодуляторы, один квадратичный . преобразователь напряжений., два времяамплитудных преобразователя, три перемножающих и два вычитающих блока, а также разрядный блок, вторбй аналоговый делитель' и регулируемый источник опорного напряжения,причем информационные входы третьего и четвертого синхронных демодуляторов подключены непосредственно, а пятого и шестого - через квадратичный преобразователь напряжений к выходу первого времяамплитудного преобразователя, вход которого совместно с вторыми входами первого и второго элементов И соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого подключен к прямому выходу первого RS -триггера, а инверсный - к прямому выходу третьего RS-триггера, 5 - и R -входы которого подключены к выходам соответственно цифрового элемента задержки и второго элемента ИЛИ, информационные входы седьмого и восьмого синхронных демодуляторов подключены к выходу второго времяамплитудного преобразователя, вход которого совместно с первыми входами четвертого и пятого элементов И соединен с выходом шестого элемента И, один вход . которого подключен к выходу второго компаратора, соответствующие входы которого соединены с выходами первого и. второго синхронных демодуляторов, а второй - к инверсному выходу первого R5 -триггера, соединенному с управляющим входом разрядного блока, информационный вход которого подключен к дополнительному выходу первого синхронного демодулятора, а выход соединен с общей точкой устройства, управляющие входы первого и второго синхронных демодуляторов подключены к прямым выходам соответственно третьего и второго R5 -триггеров, третьего и пятого синхронных демодуляторов - к выходу первого элемента И, четвертого и шестого синхронных демодуляторов - к выходу

   1 132258 второго элемента И, а седьмого и восьмого синхронных демодуля. торов - к выходам соответственно чет вертого и пятого элементов И,вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам Т -триггера, выходы пятого ' и шестого синхронных демодуляторов соединены с соответствующими входами первого вычитающего блока, четвер того и седьмого синхронных демодуляторов - с входами первого, а третьего и восьмого синхронных демодуляторов - с входами второго перемножающих блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами второго вычитающего блока, выход последнего соединен с вторым входом первого аналогового делителя и соответствующим информационным входом индикаторного блока, соответствующие управляющие входы которого под'ключены раздельно к выходам генератора запускающих импульсов и пятого элемента И, а другие информационные входы - к выходам первого вычитающего блока и второго аналогового делителя, соединенным с раздельными . входами третьего перемножающего блока, выход которого соединен с первым входом первого аналогового делителя, второй вход второго аналогового делителя подключен к выходу третьего синхронного демодулятора, а первый - к выходу регулируемого источника опорного напряжения, уп-. равняющий орган которого совместно с управляющими органами первого и второго вычитающих блоков сопряжен с управляющим органом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, кроме этого, выход источника напряжения смещения соединен с вто-^; рым входом измерительного блока, второй зажим для подключения исследуемых элементов соединен с общей шиной устройства, а вход цифрового элемента задержки подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, один из входов которого подключен непосредственно к выходу генератора запускающих импульсов, а другой через второй дифференцирующий блок - к выходу четвертого элемента И.