SU1347043A1 - Устройство дл измерени нелинейности пилообразного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в контрольно-измерительной аппа ратуре по проверке прецизионных генеI ГУ 17 15 Л г г раторов пилообразного напр жени  и токов, в аппаратуре по измерению фор мы и параметров периодических сигналов . Устройство дл  измерени  нелинейности пилообразного напр жени  со держит блок (Б) 2 сравнени , формирующий Б 3, источник 4 опорного напр жени , элементы 5, 6, 25 задержки счетчики 7, 11, элементы И 8, 10, 20 21, генератор 9 опорных импульсов, триггеры 12,22, 23, вентильные группы 13, 14, Б 15, 16 сравнени  кодов, регистры 17, 18 пам ти, элемент ИЛИ 19, Б 24 вычислени  и управлени . Изобретение повышает быстродействие устройства. 1 ил. . . se (/) 8 f 16

Description

Изобретение относитс  к и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре но проверке прецизионных генераторов нило- образного напр жени  и токов, в аппаратуре по измерению формы и параметров периодических сигналов, в системах автоматики.

Цель изобретени  - повышение быстро действи  устройства,

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  нелинейности пилообразного напр жени ..

Устройство содержит входную шину 1, блок 2 сравнени i формирующий блок 3, источник 4 опорного напр жени , первый и второй элемент 5 и 6 задержки, -первый счетчик 7, третий элемент И 8, генератор 9 опорных импульсов, дополнительный элемент И 10, второй счетчик 11, дополнительный триггер 12, соответственно первые и вторые вентильные группы 13 и 14, блоки 15 и 16 сравнени  кодов, регистры 17 и 18 пам ти , элемент ИЛИ 19, первый и второй элементы И 20 и 21, второй и первый триггеры 22 и 23, блок 24 вычислени  и управлени  и третий элемент 25 за- держки.

Вход 1 устройства подключен ко входам блока 2 сравнени  и формирующего блока 3, выход блока 2 сравнени  подключен , во-первых, к первому входу .источника опорного 4 напр жени , выход которого соединен со вторым входом блока 2 сравнени , а во-вторых, через последовательно соединенные элементы 5 и 6 задержки ко входу уста новки в нуль счетчика 7, счетный вход которого через элемент И 8 соединен с выходом генератора 9 опорных импульсов и со входом элемента И 10, выход элемента И 10 через дополнитель ный счетчик 11 подключен к дополни- входу счетчика 7 и к первому входу триггера 12, второй вход ко- Topoi o соединен с выходом блока 2 сравнени , а выходы подключены ко вторым входам элементов И 8 и 10, Выходы разр дов счетчика 7 подключены ко входам вентильных групп 13 и 14, а также к первым входам блоков 15 и 16 сравнени  кодов, при этом вторые входы блоков 15 сравнени  кодов соединены с выходами вентильной группы 13 через регистр 17 пам ти, а вторые входы блока 16 сравнени  кодов соеди-

нены с выходами вентильной группы 14 через регистр 18 пам ти, управл ющий вход вентильной группы 14 через элемент HJEi 19, элеме т И 20 подключен к выходу триггера 22, первый вход которого, соединен с выходом счетчика 1I; а второй вход соединен с выходом схемы сравнени  кодов 16, при этом второй вход элемента ИЛИ 19 через элемент И 21 соединен с выходом элемента 5 задержки и с выходов триггера 23, вход которого подключен к выходу элемента И 21, выход формирующего блока 3 подключен к первому входу блока 24 вычислени  и управлени , вторые и третьи входы которого соединены с выходами регистров 17 и 18 пам ти, а выход подключен ко второму входу источника 4 опорного напр жени  и к третьим входам элементов И 8 и 10, управл ющий вход вентильной группы 13 подключен к выходу блока 1 сравнени  кодов через элемент 25 за- держ1си,

Источник опорного напр жени  представл ет собой по сути генератор ступенчато измен ющегос  напр жени , напр жение на входе которого может скачкообразно увеличиватьс  на посто нную величину ди. Увеличение это возможно только при наличии разрешающего сигнала на нтором входе (входе, соединенном с блоком 24 вычитани  и управлени ), . при этом по вление разрешающего сигнала на этом входе приводит к образованию первой ступеньки, а остальные приращени  выходного напр жени  на величину AUj, осуществл ютс  в результате воздействи  коротких сигналов на первый вход источника 4 (вход, соединенный с выходом блока 2 сравнени ), при этом каждый последзтощий сигнал увеличивает выходное напр жение на ту же величину ступеньки. При прекращении разрешающего сигнала на втором входе источника 4 его выходное напр жение достаточно быстро возвращаетс  к исходной нулевой величине .

Счетчики 7 и 11 и регистры 17 и 18 пам ти работают в одном и том же коде, наиболее удобном дл  работы блока вычислени  и управлени . При этом счетчик 7 фактически состоит из двух последовательно соединенных частей: меньшей, котора  имеет ту же емкость , что и дополнительный счетчик

31347043

11, и большей. Выход переполнени 18 пам ти обнул ютс , а триггер 23 ,. меньшей части счетчика 7 подключен устанавливаетс  в положение, при к счетному входу большей части этогокотором разрешающий потенциал на его счетчика совместно с дополнительным свыходе присутствует -(цепи.этого сиг- входом, которьй соединен с выходомнала не показаны),

счетчика 11. Поэтому сигнал перепол- Устройство работает следующим обнени  счетчика 11 производит в сое-разом.

то нии большей части счетчика 7 та- В исходном состо нии генератор 9

кое же изменение, как и сигнал пере- 10вьфабатывает непрерывную последоваполнени  меньшей части счетчика 7.тельность коротких импульсов со ста:Следовательно , в результате поступле-бильным периодом Т, источник опорнони  на счетчик 7 импульса переполне-го напр жени  имеет на выходе нулени  счетчика 1 1 весь счетчик 7 займетвой потенциал, счетчики 7 и 11, а

такое же состо ние, какое было бы, 15также регистры 17 и 18 пам ти обнулеесли с момента начала заполнени  счет-ны. В результате наличи  одинаковых

чика 11 те же сигналы поступали нанулевых кодов в счетчике 7 и региствход счетчика 7.pax 17 и 18 на выходах блоков 15 и

Блок 24 вычислени  и управлени 16 сравнени  кодов присутствуют сигвьтолн ет две . функции: вычислитель- 20налы: один, открывающий вентильную

на  функци  сводитс  к нахождениюгруппу 13, и второй, став ш 1Й тригчисла К, 2 L( - )/(К,7 +гер 22 в нулевое состо ние, при кото+ К )J , где К , и K,g - соответст-ром на его выходе разрешающего потенвенно коды регистров 17 и 18 пам ти,циала нет. Триггер 23 находитс  в

Результат вычислени  может быть пред- 25состо нии, при котором на элемент

ставлен в вычислительной части блокаИ 21 подаетс  разрешающий потенциал.

24 либо в виде соответствующего элек-Положение триггера 12 в исходном сострического кода, либо в виде числато нии не имеет значени , но дл  опна цифровом табло (выходы кода и циф-ределенности примем, что он находитровое индикаторное табло отдельными 30с  в таком состо нии, при котором на

элементами схемы не показаны).его выходе, соединенном с элементом

Втора  функци  - функци  управле-И 8, разрешающий потенциал присутстни  в блоке 24 реализуетс  следующимвует, а на выходе, соединенном с

образом: вс кое пилообразное напр же-элементом И 10, такой потенциал отсутние имеет два временных интервала - 35ствует.

участок пр мого хода с одним измене- Работа устройства начинаетс  автонием напр жени  (например, с возрас-матически с момента поступлени  на

танием) и участок с обратным измене-вход 1 начала исследуемого пилообразнием напр жени  (например, с убьшани-кого напр жени . Это изменение входем ). Этим двум изменени м на выходе 40кого напр жени  поступает на формируюформирующего блока 3 соответствуютщий блок 3, в результате чего на его

две противоположные пол рности сиг-выходе возникает сигнал определенной

нала например, положительна  - участ-пол рности, поступающий на первый

ку с возрастанием напр жени , и от- .вход блока 24 вычислени  и управлерицательна  - участку с убыванием). 45ни . Под действием этого сигнала на

Управл юща  часть блока 24 в течениевыходе блока 24 по вл етс  разрешаюсуществовани  на ее входе напр жени ,щее напр жение, поступающее на источсоответствующего участку пр мого хо-ник 4 опорного напр жени  и на эледа , вырабатьгоает на своем выходементы И 8 и 10. Под воздействием этосигнал разрешени  дл  источника 4 напр жени  источник 4 опорного наопорного напр жени . После прекраще-пр жени  скачком измен ет напр жение

ни  на ее входе этого напр жени на своем выходе от нул  до AU ,

управл юща  часть дает команду вычис-элемент И 10 остаетс  запертым отсутлительной части на вычисление и пред-ствием разрешающего сигнала на выхоставление результата и после исполь- 55Д триггера 12, а элемент И 8 открызовани  кодов из регистров 17 и 18ваетс  и импульсы образцового периода

пам ти подает в устройство сигналТ,, с генератора 9 начинают поступать

возврата в исходное состо ние, кото-через элемент И 8 на счетный вход

рым счетчики 7 и 11 и регистры 17 исчетчика 7. Изменение состо ни  счет51347043

чика 7 приводит к прекращению сигна- потенциал. И, наконец, сигнал с вылов на, выходах блоков 15 и 16 сравне хода элемента 5 задержки проходит ни  кодов, однако наличие элемента через элемент 6 задержки и, будучи 25 -задержки приводит к тому,- что из- задержанным на врем , необходимое дл  менение состо ни  счетчика 7 успева- уверенной перезаписи кода из счетчи- ет через открытую вентильную группу ка 7 в регистр 18 пам ти, поступает 13 переписыватьс  в регистр 17 пам ти, на вход установки нул  счетчика 7, что вновь приводит к по влению сигна- который переводитс  в исходное нуле- ла на выходе блока 15 сравнени  ко- ю ° состо ние,

дов. Превращение сигнала на выходе Таким образом, по окончании пербво- блока 16 сравнени  кодов состо ни  да счетчика в нуль, в обоих регистрах триггера 22 не измен ет.пам ти оказываетс  записанным код

Заполнение счетчика 7 с одновремен- количества импульсов, поступивших на ной перезаписью его кода в регистр 15 счетчик 7 с момента начала исследуе- 17 пам ти продолжаетс .до тех пор, мого пилообразного напр жени  до мо- пока величина исследуемого пилообраз- мента достижени  этим напр жением ного напр жени  на входе 1 не сравн - величины uU, . Счетчик 1 1 к этому етс  со значением ди. на выходе ис- моменту насчитал количество периодов точника 4 опорного напр жени , в ре- 20 момента достижени  пилообраз- зультате чего на выходе блока 2 ным напр жением величины , сравнени  по вл етс  сигнал.В дальнейшем работа устройства

Этот сигнал поступает, во-первых, осуществл етс  следующим образом, на управл ющий вход источника 4 опор- Счетчик 7 и регистры 17 и 18 пам ти ного напр жени , выходное напр жение 25 сохран ют состо ние, в котором они которого скачком увеличиваетс  на ве- находились после перевода .счетчика личину uU и становитс  равным 7 в нуль, до тех пор, пока не пере- 2 bUg , вновь превьшающим мгновенное полнитс  дополнительны счетчик 11 значение исследуемого пилообразного и на его выходе не по витс  сигнал напр жени . Во-вторых,сигнал с выхо- ЗО переполнени . Этот сигнал переполне- да блока 2 сравнени  поступает на ни , во-первых, поступает на триггер соответствую1ци,й вход триггера 12, ко- 12 и переводит его в противоположное торый перебрасываетс , запирает эле- состо ние, благодар  чему элемент мент И 8 и открывает элемент И 10, И 10 зaпиpaeтc j а элемент И 8 отпи- в результате чего поступление им- 25 Рветс . Во-вторых,, сигнал переполне- пульсов на счетчик 7 прекращаетс , а ни  счетчика 11 поступает на дополни- на дополнительньш счетчик 11, наобо- тельный вход счетчика 7 и переводит рот, начинаетс . В-третьих, сигнал его в состо ние, в котором он был бы, с выхода блока 2 сравнени  поступает если бы он из нулевого состо ни  на- на элемент 5 задержки, откуда, будучи 40 чал подсчитывать импульсы Т, с момен- задержанным на врем , необходимое дл  та по влени  импульса блока сравне- окончательного установлени  состо - ни . И, наконец, в-третьих, импульс ни  счетчика 7, поступает на элемен- переполнени  счетчика 11 поступает ты И 20 и 21 .и на вход установки нул  на единичный вход триггера 2-1 и обес- счетчика 7 через элемент 6 задержки. д печивает на его выходе разрешающее Элемент И 20 остаетс  к этому време- напр жение на элемент И 20. ни закрытым, поэтому сигнал на его Дальнейша  работа устройства осно- выход не проходит, а элемент И 22, вана на последовательной фиксации открытый с момента начала работы блоком 2 сравнени  границ временных устройства, пропускает сигнал на gg интервалов, за которые исследуемое свой выход, откуда он через элемент пилообразное напр жение измен етс  ИЛИ 19 поступает на управл ющий вход . на посто нную величину uU, преобра- вентильной группы 14, в результате зовании этих временных интервалов чего код счетчика 7 переписываетс  в в код путем квантовани  их последова- регистр 18 пам ти. Кроме того, сигнал 55 тельностью импульсов с периодом Т с выхода элемента И 21 поступает на и выделении кодой самого длинного и нулевой вход триггера 23, который самого короткого из этих интервалов. переводитс  в нулевое состо ние и Если код текущего интервала больше снимает с элемента И 21 разрешающий кода, уже зафиксированного в регистре 17 пам ти, то при достижении текущим кодом счетчика 7 значени  кода регистра 17, срабатывает блок 15 сравнени , и к моменту поступлени  очередного импульса на счетчик 7 вентильна  группа 13 оказываетс  открытой- . Поэтому новый (увеличенный) код счетчика 7 запишетс  в регистр 17 пам ти раньше, чем вызванное расхождение кодов и задержанное в элементе 25 задержки отсутствие сигнала на выходе блока 15 сравнени  кодов закроет вентильную группу 13, При дальнейшем увеличении кода счетчика 7 будет происходить подобна  перезапись каждого увеличенного на единицу значени  кода в регистр 17 пам ти

В свою очередь, при достижении текущим значением кода счетчика 7 значени  кода регистра 18 срабатывае блок 16 сравнени  кодов, сигнал которого поступает на нулевой вход триггера 22, перевод  его в состо ние, при котором элемент И 20 заперт. Следовательно , очередной импульс блока 2 сравнени , задержанньш в элементе 5 задержки, не пройдет на управл ющий вход вентильной группы 14 и код регистра 18 пам ти останетс  неизменным .

ЕСЛИ код текущего интервала будет меньше кода уже зафиксированного в регистре 17 пам ти, то до окончани  этого интервала срабатьшани  блока 15 сравнени  кодов не произойдет, вентильна  группа 13 останетс  закрытой и код регистра 17 пам ти останетс  неизменным,

В свою очередь, не произойдет срабатывани  и блока 16 сравнени  кодов благодар  чему тоиггер 22 останетс  в единичном состо нии, в которое в начале текущего интервала он был переведен ИМПУЛЬСОМ переполнени  счетчика 11 и которое обеспечивает сазое шаюшее напр жение на элементе И 20. ПОЭТОМУ импульс блока 2 сравнени , задержавшись в элементе 5 задержки на врем , необходимое дл  установки состо ни  счетчика 7, чеоез элементы И 20 и ИЛИ 19 поступит на управл ющий вход вентильной группы 14 и перепишет код счетчика 7 в регистр 18 пам ти.

Таким образом, в момент окончани  интервала ПРЯМОГО хода пилообразного напр жени  в регистре 17 пам ти будет записан код самого большого из временных интервалов между срабатывани ми блока сравнени , а в регистре 18 пам ти - код самого короткого из временных интервалов.

Как известно, нелинейность пилооб- .разного напр жени  определ етс  выражением

10V- V

If о макс Л1ИН

л ц - wc „-7---- - -

К,

К,

где К.. и К..,.., - соответственно

мокс

максимальна  и минимальна  крутизна пилообразного напр жени .

Но крутизна К

t

где t - интервал времени, за который при данной крутизне К пилообразное напр жение изменитс 

на uUc .

, Поскольку &.Uj. посто нно, то (, , , ,. Подставим в выражение (1) эти значени  К„д| и , разделим числитель и знаменатель на iUp и после несложных преобразований полу- чим выражение дл  К ц :

twaKC twHH

KH 2

woiKC - мин

Коды, пропорциональные этим интервалам t и t 1 записаны в регистрах 17 и 18 соответственно.

По окончании пр мого хода пилообразного напр жени  начинаетс  обратный ход, в результате чего на выходе формирующего устройства 3 знак выходного напр жени  мен етс  на противоположный; под действием этого изменени  знака блок 24 вычислени  и управлени  снимает сигнал со своего выхода , в результате чего напр жение на

выходе источника 4 опорного напр жени  падает до нул  и одновременно запираютс  элементы И 8 и 10. После использовани  дл  вычислений кодов регистров 17 и 18 блок управлени 

возвращает в исходное положение счетчики 7 и 11, регистры 17 и 18 пам ти, а также триггер 23.

Устройство готового к повторному измерению нелинейности пилообразного

напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  нелинейности пилообразного напр жени , содержащее источник опорного напр жени .

   элемент ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый и второй триггеры, выходом соединенный с элементом ИЛИ .через первый элемент И, другой вход которого объединен с входом второго элемента И, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены перва  и втора  вентильные группы, два блока сравнени  кодов, два регистра пам ти и два счетчика, первый, второй и третий элементы задержки, блок вычислени  и управлени , генератор опорных

   импульсов, формирующий блок, дополни- 15 с выходом дополнительного элемента И,

   и с вторым входом второго триггера, вход которого соединен с выходом второго блока сравнени  кодов, выход первого блока сравнени  кодов через третий элемент задержки подключен к входу управлени  первой вентильной группы, вход управлени  вентильной группы через элемент ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первым входом- подключенного к выходу первого

   тельные триггер и элемент И, блок сравнени , входом соединенный с входной шиной устройства и через формирующий блок - с первым входом блока вычислени  и управлени , а выход блока срав- 20 нени  соединен с первыми входами источника опорного напр жени , дополнительного триггера и через последовательно соединенные первый и второй элемент задержки - с входом установки первого счетчика, выходы разр дов которого подключены соответственно к входам вентильных групп и первым входам блоков сравнени  кодов, вторые входы которых подключены соответственно 30 к выходам регистров пам ти и второй и третьей группам входов блока вычислени  и управлени , входы регистров

   25

   элемента задержки, а вторым - соединенным с выходом первого триггера, входом подключенного к выходу второго элемента И, выход источника опорного напр жени  соединен с входом блока сравнени , счетный вход первого счетчика соединен с выходом третьего элемента И.

   Редактор Н.Егорова Заказ 5118/45

   Составитель В.Антохин

   Техред А.Кравчук Корректор.А.Т ско

   Тираж 729Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   соединены с выходами первой и второй вентильных групп соответственно, выход блока управлени  соединен -с вторым входом источника опорного напр жени ,, первыми входами дополнительного и третьего элементов И, вторые входы которых объединены с выходом генератора опорных импульсов, а третьи входы подключены к противоположным выходам дополнительного триггера, установочный вход которого объединен с дополнительным входом первого счетчика, выходом второго счетчика, входом соединенного

   элемента задержки, а вторым - соединенным с выходом первого триггера, входом подключенного к выходу второго элемента И, выход источника опорного напр жени  соединен с входом блока сравнени , счетный вход первого счетчика соединен с выходом третьего элемента И.