SU1427570A2 - Измеритель временных характеристик переходных процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  времени нарастани , времени установлени  и величины перерегулировани  (выброса) переходных процессов в цифровой форме. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей измерител , в частности измерение дополнительно величины перерегулировани  (выброса) переходного процесса. В устройстве сравниваютс  максимальное значение ( ) исследуемого сигнала, записанное в амплитудном детекторе, с суммой установившегос  значени  (Uycr) исследуемого сигнала и напр жени  (Uu,8n) с выхода цифроаналогового преобразовател , управл емого дополнительно введеннь м счетчиком. В момент достижени  pasencTBa + , кода в этом счетчике пр мо пропорционален, величине перерегулировани , 2 кл.

Description

4 ю

sl

ел

о

к

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано дл  изг/ерени  времени нарастани , времени установлени  и величины перерегулировани  переходных процессов В цифровой форме и  вл етс  усовершенствованием изобретени  авт. ев, , 708507.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей измерите- :л  за счет измерени  величины перерегулировани  и повьт1ени  производительности измерений.

На фиг, 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства , на фиг. 2 представлены временные диаграммы его работы.

Устройство содержит (фиг, 1) из- :мерительный блок 1, первый триггер 2, первый элемент ИЗ, первый счетчик 4 импульсов, многовходовой элемент 5 совпадени , второй триггер 6, :второй элемент И 7, второй счетчик 8 импульсов, третий счетчик 9 импульсов , генератор 10 импульсов, амплитудный детектор 11, компаратор 12, третий триггер 13, третий элемент И 14, четвертый счетчик 15 импульсов , цифроаналоговый преобразователь 16 и сумматор 17,

Измерительный блок 1 обеспечивает регулировку уровн  установившегос  значеи   входного напр жени , ширины

зоны норма

а также уровн  напр жени  UQ (фиг. 2а), с момента достижени  которого входным сигналом начинаетс  отсчет временных характеристик переходных процессов (обычно U, 0,1 ). Многовходовой элемент 5 совпадени  сравнивает коды, записанные в первом и третьем счетчиках 4 и 9, и вырабатывает на выходе импульс При равенстве этих кодов. Счетчики 4, 8, 9 и 15 считают импульсы, поступающие на их входы от генератора 10 импульсов через элементы ИЗ, 7 и 14, Выходные сигналы триггеро з 2, 6 и 13 запрещают или разрешают прохождение импульсов генератора 10 чере.з элементы ИЗ, 7 и 14.

АмплитуднырЧ детектор 11 запоминает максиматьное значение исследуемого сигнала, поступающего .на вход измерительного блока 1, и хранит это значение в течение всего 1у-1кла измерени . Дифроаналоговый преобразователь 16 преобразует код четвертого счетчика 15 в посто нное напр жение.

o

5

0

5

0

5

0

5

0

5

которое о ммируетс  в сумматоре 17 с исследуемым сигналом. Компаратор 12 сравнивает напр : .ени  с выходов сумматора 17 и амплитудного детектора 11 и в зависимости от их отношени  вырабатывает сигнал управлени  третьим триггером 13,

Устройство работает следуюищм об- разом.

На первом выходе измерительного блока 1 всегда присутствует низкий потенциал, и только в момент достижени  входным сигналом уровн  Up на этом входе по вл етс  импульс. На втором выходе этого блока высокий потенциал присутствует только при значени х входного сигнала, наход щихс  в пределах зоны норма, при других значени х входного напр жени  на втором выходе действует низкий потенциал .

Перед началом измерений устройство с помощью импульса сброса перевод т в исходное состо ние (цепь сброса на фиг, 1 не показана). При этом в счетчиках 4, 5, 9 и 15 устанавливаетс  нулевой код, триггеры 2, 6 и 13 перевод тс  в такое состо ние, .при котором на вторых входах элементов И присутствует низкий (запрещающий ) потенциал, и импульсы генератора 10 импульсов не проход т н,а входы счетчиков 4, 5, 9 и 15,

Пусть переходный процесс представл етс  временной диаграммой, изобра- женной на фиг, 2а, В момент, когда напр жение на входе измерительного блока достигает з/ровн  Ug , на первом выходе этого блока по вл етс  импульс (фиг. 26), который переключает триггер 2.

На втором входе первого элемента И 3 по вл етс  разрешающий потенциал , и импульсы генератора 10 начинают поступать на вход первого счетчика 4, увеличива  его код. Когда входное напр жение впервые достигает зоны норма, первый импульс с второго выхода измерительного блока 1 (фиг. 2г) возвращает первый триггер 2 в исходное состо ние (фиг,2в) и переключает второй триггер 6, закрыва  элемент И 3 и открыва  элемент И 7, При этом в первом счетчике записываетс  код, соответствующий интервалу t, - tg (времени нарастани  сигнала ), а импульсы с выхода генератора 10 импульсов начинают

поступать на вход второго счетчика 8 и первьш вход третьего счетчика 9, Трегнй счетчик 9 измен ет свой код только в моменты, когда на его втором входе имеетс  высокий (разрешающий ) уровень напр жени . При низком уровне напр жени  на этом входе в третьем счетчике 9 устанавливаетс  нулевой код и импульсы, поступающие на его пертвый вход не измен ют состо ние счетчика. Многовходовой элемент 5 совпадени  сравнивает коды, записываемые в третьем счетчике 9 во врем  действи  разрешающих импульсов на его первом входе, с кодом, записанным в первом счетчике 4. Если переходный процесс не установилс , то длительность этих разрешающих импульсов , соответствующа  времени нахождени  исследуемого сигнала в зоне норма, всегда меньше, чем врем  на- растани  сигнала:

- t, - to,(1)

и коды, записываемые в третьем счетчике 9, меньше, чем коды в первом счетчике 4,. и многовходовой элемент

5совпадени  не срабатывает . Когда переходный процесс последний раз входит в зону норма (момент t, фиг. 2а), то увеличение кода в третьем счетчике 9 происходит от момента времени t до момента времени t, в который код в третье м счетчике 9 становитс  равным коду первого счетчика 4. В момент времени t импульс с выхода многовходового элемента 5 совпадени  устанавливает второй триггер

6в исходное состо ние (фиг. 2д), при котором закрываетс  элемент И 7, и во втором счетчике 8 оказываетс  записанным код, соответствующий интервалу времени (1);

t - Ц

ta to .

усг

Таким образом, в первом счетчике 4 и во втором счетчике 8 оказываютс  коды, соответствуюпще времени нарастани  и времени установлени  переходного процесса.

Одновременно с описанным процессом в амплитудном детекторе 11 запоминаетс  максимальное значение напр - зйени  Uf, (фиг. 2а) исследуемого сигторе 12 с его текущим значением, поступающим на второй вход компара-

0

5

5

тора 12 через сумматор 17. В момент окончани  переходного процесса (момент t, фиг. 2а) импульс с вь хода многовходового элемента 5 совпадени  переключает третий триггер 13, выходной сигнал которого открывает элемент И 14, и импульсы генератора 10 импульсов начинают поступать на вход четвертого счетчика 15. Код этого Сч етчика измен ет напр жение Ц, на выходе цифроаналогового преобразовател  16 (фиг. 2е) до тех пор, пока оно не станет равным

и.,, и,. - Uycr и , где и уст - установившеес  значение напр жени  исследуемого сигнала.

В этот момент напр жени  на входах компаратора 12 станов тс  равны- ми, потенциал на его выходе измен етс  и переключает третий триггер 13, выходной сигнал которого закрывает третий элемент И 14.

В четвертом счетчике 15 оказываетс  записанным код, определ емый из соотношени 

0

5

0

и

on

К,

п Ur - и,

(2)

где

и

or

,g ч - um u ус,)г

- напр жение на входе опорного напр жени  цифроана- лог,ового преобразовател  16,

коэффициент передачи этого преобразовател , число, записанное в четвертом счетчике 15. Учитыва , что в данном устройстве UofY Uyc r , из выражени  (2) получаем

Su

К16

п г , -Urn - ЦусТ 1 п

Uyc-TК,ь- Uytr

и.

Таким образом, в четвертом счетчике 15 оказываетс  записанным код,

45 пр мо пропорциональный относительной величине перерегулировани  (§U/Uy

Предлагаемое устройство позв ол ет за один цикл изменений измерить как временные характеристики переходно5Q го процесса, так и величину перерегулировани , что расшир ет функциональные возможности измерител  и обеспечивает рост производительности измерений .

55

Claims (1)

1. Формула изобр ет«ни 

   Измеритель временных характеристик переходных процессов по авт. св.

   № 708507, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет измерени  величины перерегулировани , введены последовательно соединенные амплитудный детектор, компаратор, третий триггер, третий элемент И, четвертый счетчик импульсов, цифро- аналоговый преобразователь и сумматор , выход которого соединен с вторым элемента совпадени .

   фие. 1

   входом компаратора, а второй вход объединен с входом амплитудного детектора , входом измерительного блока И входом опорного напр жени  цифро- аналогового преобразовател , при этом второй вход третьего элемента И и S-вход третьего триггера подключены соответственно к выходам генератора импульсов и многовходового