SU1448305A1 - Измеритель параметров R @ С @ (R @ L @ ) двухполюсников - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах измерени  параметров двухполюсников, смонтированных на печатной плате.Измеритель параметров (Кх1х) двухполюсников содержит генератор I тактовых импульсов, делители 2, 3 частоты на два, интегратор 4, коммутаторы 5, 17, элементы И 8, 10, инвертор 9, одновибраторы II, 12, элементы 13, 16 выборки-хранени , амплитудные детекторы 14, 15, аналого-цифровой преобразователь 18, микроЭВМ 19, измерительный усилитель 6, образцовое активное сопротивление 7. Измеритель параметров имеет повьппенное быстродействие. 2 ил. (/

Description

4ib

4

00 00

о

СП

-

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах измерени  параметров двухполюсников, смонтированных на печатной плате.

Лель изобретение - повьшение быс- родействи  устройства.

На фиг. I приведена блок-схема из- ю мента И iO, второй вход элемента И

мерител  параметров многосв зньк R,jC(PxL) цепей 5

на фиг. 2 - временные диаграммы работы измерител  параметров много- С1  зных. RxCx( ) цепей: а - фор-}5 ма напр жени  на выходе генератора тактовых импульсов} б - форма напр жени  на выходе второго делител  час- тОты в - форма напр жени  на выходе интегратораi г - форма напр жени  20 на выходе измерительного усилител  д - форма напр жени  на выходе первого элемента И4 е - форма напр жени  на выходе второго элемента И; ж - импульс напр жени  на выходе первого 25 одновибратора з - импульс напр же- на выходе второго одновибратора.

Измеритель содержит генератор I тфктовых импульсов, первый делк- ель 2 частоты на два, второй 3 делитель частоты на два, интегратор 4, первый коммутатор 5, измерительный усилитель 6, образцовое активное сопротивление 7, первый элемент И 8, инвертор 9, второй элемент И 10, первый одновибратор 11, второй одновиб- ратор .|2, первый элемент 13.- выборки и хранени , первый амплитудный детектор (АД) 14 , второй АД 15, второй элемент 16 выборки и хранени , Q второй коммутатор 17, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 18, микро- ЭВМ 19.

Выход генератора 1 соединён с вхо30

35

10, соединен с первым пр мым выходо делител  2 частоты на два. Выход эл мента И 8 соедийен с входом одновиб ратора 11„ выход элемента И 10 соед нен с входом одновибратора 12.. Выхо одновибратора 11 соединен с первым входом первого элемента выборки и хранени  13, первым входом первого АД 14 и первь м входом второго АД 15 Выход одновибратора 12 соединен с первым входом второго элемента выбо ки и хранени  16. Выход операционно усилител  6 соединен с вторыми вход ми элементов выборки и хранени  13 16 и вторыми входами АД 14 и 15. Вы ды элементов 13, 16, 14, 15 соедине ны соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами второго коммутатора 17. Выход коммутатора 1 соединен с входом АЩ 18, выход кот рого соединен с входом микроэвм 19. Первый выход микроэвм соединен с трет им входом коммутатора 5, второй выход микроэвм соединен с п тым входо коммутатора 17.

Устройство работает следующим об разом.

Генератор тактовых импульсов 1 формирует пр моугольные импульсы (фиг.2а). Данный сигнал делитс  на четыре дел:ител  частоты на два 2, 3 (фиг. 26) Импульсы типа меандр с в хода делител  3 частоты на два поступают на вход интегратора 4 и пер

дом первого делител  2 частоты на два,45 ш вход первого коммутатора 5. На

интеграторе 4 форми руетс  напр жение треугольной формы (фиг. 2в), ко торое поступает на второй вход первого коммутатора 5. В зависимости о типа измер емой цепи 6 на выходе ко мутатора 5 формируетс  сигнал пр мо угольной формы (фиг. 26) или треуго ной формы (фиг. 2в), Выбор формы те стового сигнала осуществл етс  коммутатором 5 по сигналу управлени  о микроЭВМ 20. Пр моугольный тестовый сигнал используетс  при измерении цепей, а треугольный - . Известно, что в результате интегрир

первый пр мой выход первого делител  частоты соединен с входом второго делител  3 частоты на два. Выход второго делител  частоты соединен с входом интегратора 4 и первым входом первого коммутатора 5. Выход интегратора 4 соединен с вторым входом коммутатора 5. Выход коммутатора 5 соединен с первым зажимом дл  подключени  измер емого двухполюсника, второй зажим соединен с первым входом измерительного усилител  6, второй вход которого соединен с общей шиной Выход измерительного усилител  сое

динен с его входом 1 через образцовое активное сопротивление 7. Выход генератора 1 соединен с первым входом элемента И 8 и входом инвертора 9, второй вход элемента И 8 соединен с вторым инверсным выходом делител  2 частоты на два, выход инвертора 9 соединен с первым входом второго эле5 0 5

Q

0

5

10, соединен с первым пр мым выходом делител  2 частоты на два. Выход элемента И 8 соедийен с входом одновибратора 11„ выход элемента И 10 соединен с входом одновибратора 12.. Выход одновибратора 11 соединен с первым входом первого элемента выборки и хранени  13, первым входом первого АД 14 и первь м входом второго АД 15. Выход одновибратора 12 соединен с первым входом второго элемента выборки и хранени  16. Выход операционного усилител  6 соединен с вторыми входами элементов выборки и хранени  13 и 16 и вторыми входами АД 14 и 15. Выходы элементов 13, 16, 14, 15 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами второго коммутатора 17. Выход коммутатора 17 соединен с входом АЩ 18, выход которого соединен с входом микроэвм 19. Первый выход микроэвм соединен с третьим входом коммутатора 5, второй вы - ход микроэвм соединен с п тым входом коммутатора 17.

Устройство работает следующим образом .

Генератор тактовых импульсов 1 формирует пр моугольные импульсы (фиг.2а). Данный сигнал делитс  на четыре дел:ител  частоты на два 2, 3 (фиг. 26) Импульсы типа меандр с выхода делител  3 частоты на два поступают на вход интегратора 4 и вход первого коммутатора 5. На

интеграторе 4 форми руетс  напр жение треугольной формы (фиг. 2в), которое поступает на второй вход первого коммутатора 5. В зависимости от типа измер емой цепи 6 на выходе коммутатора 5 формируетс  сигнал пр моугольной формы (фиг. 26) или треугольной формы (фиг. 2в), Выбор формы тестового сигнала осуществл етс  коммутатором 5 по сигналу управлени  от микроЭВМ 20. Пр моугольный тестовый сигнал используетс  при измерении цепей, а треугольный - . Известно, что в результате интегрировани  напр жени  пр моугольной формы получаем треугольное напр жение, а при дифференцировании треугольного напр жени  - пр моугольное. Следовательно , в результате воздействи  на измер емую цепь, тестового сигнала соответствующей формы, на выходе измерительного усилител  6 формируетс  переменное напр жение сложной формы (фиг, 2г)содержащее треугольную и пр моугольную составл ющую. Образцовое активное сопротивление 7, шунтирующее измерительный усилитель, служит дл  нормировани  вькодного напр жени  в заданном диапазоне при ши- роких изменени х значений измер емых параметров.

Раздельное измерение треугольной и пр моугольной составл ющих за один период тестового воздействи  осуще- ставл етс  при помощи элементов 8-19 следующим образом. Сигнал с выхода генератора 1 поступает на первый вход элементов И 8 и на вход инвертора 9. Сигнал с инверсного выхода делител  2 частоты на два поступает на второй вход элемента 8. На выходе элемента 8 формируетс  первый запускающий имни  2 блок 16 запоминает мгновенное значение измер емого напр жени  в

момент времени t.

блок I4 запоминает амплитуду измер емого напр жени  в момент времени t.

а 15 - в момент времени t . Посто нные напр жени  несущие информацию об измер емых параметрах с выходов блоков 13,

10 16 14, 15, поступают на входы коммутатора 17. Сигнал управлени  коммутатора 17 поступает с микроЭВМ 19. Напр жение с выхода коммутатора 17 последовательно во времени поступает

15 на вход АЦП 18. Код с выхода АЦП 18 поступает на вход микроЭВМ 19.

Алгоритм работы микроЭВМ 19, представл ющей собой стандартную микро- ЭБМ с внешней пам тью дл  хранени 

20 данных о характере и величине параметров измер емых цепей, состоит в следующем.

Начало измерени  параметров двухэлементных цепей начинаетс  с выра25 ботки микроэвм 19 сигнала управлени  коммутатором 5. Этот сигнал поступает на коммутатор 5 с первого выхода микроэвм 19. Одновременно на

ступает на первый вход элемента И 8, на второй вход элемента И 19 поступает сигнал с выхода инвертора 9. На выходе элемента И 10 формируетс  второй запускающий иМпулье (Фиг. 2е). Первый и второй запускающие импульсы расположены симметрично переходу через нуль тестового напр жени  тре35

коммутатор 17 с второго выхода микропульс (фиг. 2а) сигнал с пр мого вы- зо ЭВМ 19 поступает сигнал, подключаю- хода делител  2 частоты на два по- щйй выход блока 13 через коммутатор

17 к входу АЦП 1 8. После окончани  , цикла преобразовани  АЦП 18 посто нного напр жени  с выхода блока 13 в код микроэвм 19 считывает с выхода АЦП 18 значени  кода и одновременно вырабатьшает сигнал, подключающий выход блока 16 через коммутатор к выходу АЦП 18. После окончани  цикла угольной формы -и отстают друг от дру- Q преобразовани  АЦП 18 посто нного нага ровно на четверть периода частоты пр жени  с выхода блока 16 в код, ми- тестового во.здействи . Сигнал с выхода элемента И 9 поступает на вход одновибратора 11, где формируетс  сигнал управлени  (фиг. 2ж). Сигнал с вы- хода элемента И 10 поступает на вход одновибратора 12, где формируетс  сигнал управлени  2 (фиг. 2з),Импульсы управлени  2 и 1 калиброваны по длительности и отстают друг от друга на gQ четверть периода частоты тестового

кроЭВМ 19 считывает значени  кода и вырабатьшает сигнал, подключающий АД 14 через коммутатор 17 к входу АЦП 18. После этого вычисл етс  амплитуда треугольной составл ющей выходного напр жени  усилител  6, как разность с учетом знака между двум  значени ми выходного напр жени  усилител . После окончани  цикла преобразовани  АЦП 18 посто нного напр жени  с выхода АД 14 в код, микроЭВМ 19 счйтьшает значени  кода и вырабатывает сигнал, подключающий выход АЦ 15 через коммутатор 17 к выходу АИД 18. После окончани  цикла преобразовани  АЦП 18 посто нного напр жени  с выхода АД 1 5 в код микро- ЭВМ считывает значени  кода и вывоздействи .

Импульс управлени  1 поступает на вход управлени  блока 13 и входы Сброс АД 14, 15. Блок 13 запоминает мгновенное значение входного на - пр жени  в момент времени t , АД 14, 15 устанавливаютс  в исходное состо ние . По приходу импульса управлени  2 блок 16 запоминает мгновенное значение измер емого напр жени  в

момент времени t.

блок I4 запоминает амплитуду измер емого напр жени  в момент времени t.

а 15 - в момент времени t . Посто нные напр жени  несущие информацию об измер емых параметрах с выходов блоков 13,

16 14, 15, поступают на входы коммутатора 17. Сигнал управлени  коммутатора 17 поступает с микроЭВМ 19. Напр жение с выхода коммутатора 17 последовательно во времени поступает

на вход АЦП 18. Код с выхода АЦП 18 поступает на вход микроЭВМ 19.

Алгоритм работы микроЭВМ 19, представл ющей собой стандартную микро- ЭБМ с внешней пам тью дл  хранени 

данных о характере и величине параметров измер емых цепей, состоит в следующем.

Начало измерени  параметров двухэлементных цепей начинаетс  с выработки микроэвм 19 сигнала управлени  коммутатором 5. Этот сигнал поступает на коммутатор 5 с первого выхода микроэвм 19. Одновременно на

35

Q gQ

17 к входу АЦП 1 8. После окончани  , цикла преобразовани  АЦП 18 посто нного напр жени  с выхода блока 13 в код микроэвм 19 считывает с выхода АЦП 18 значени  кода и одновременно вырабатьшает сигнал, подключающий выход блока 16 через коммутатор к выходу АЦП 18. После окончани  цикла Q преобразовани  АЦП 18 посто нного напр жени  с выхода блока 16 в код, ми- Q

5

кроЭВМ 19 считывает значени  кода и вырабатьшает сигнал, подключающий АД 14 через коммутатор 17 к входу АЦП 18. После этого вычисл етс  амплитуда треугольной составл ющей выходного напр жени  усилител  6, как разность с учетом знака между двум  значени ми выходного напр жени  усилител . После окончани  цикла преобразовани  АЦП 18 посто нного напр жени  с выхода АД 14 в код, микроЭВМ 19 счйтьшает значени  кода и вырабатывает сигнал, подключающий выход АЦ 15 через коммутатор 17 к выходу АИД 18. После окончани  цикла преобразовани  АЦП 18 посто нного напр жени  с выхода АД 1 5 в код микро- ЭВМ считывает значени  кода и вы5

числ ет амплитуду пр моугольной составл ющей выходного напр жени  усилител . Вначале вычисл етс  полусумма посто нных напр жений АД 14 и 15 а затем из полученного значени  вычтаетс  величина треугольной составл ющей . Такое вычисление пр моугольной составл ющей изиер емого напр жени  позвол ет исключить вли ние смещени  нулевого уровн  напр жени  на выходе усилител  6. Все сигналы управлени  коммутаторами 5 и 17 вы- рабатьшаютс  в микроЭВМ 19 под управлением программы Таймер. Резул таты измерени , данные о измер емых элементах, управл ющие программы хран тс  в микроэвм.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   )

   Измеритель параметров { R, двухполюсников, содержащий генератор тактовых импульсов, делитель частоты на два, второй делитель частоты на два, интегратор, первый коммутатор, и первую клемму дл  подключени  измер емого двухполюсника, соединенные последовательно, выход второго делител  частоты на два соединен с вто- р ым входом первого коммутатора, втора  клемма дл  подключени  измер е- мого двухполюсника соединена с первым входом измерительного усилител , второй вход измерительного усилител  соединен с общей шиной, выход измерительного усилител  соединен с певым входом через образцовое активное сопротивление, третий вход первого коммутатора соединен с первым выходом микроэвм, вход микроэвм соединен с выходом аналого-цифрового преобра

   jg

   0

   0

   6

   зовател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введенв два элемента И, инвертор, два одновибратора, два элемента выборки-хранени , два амплитудных детектора, второй коммутатор, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и с входом инвертора , второй инверсный выход первого делител  частоты соединен с вторым входом первого элемента И, первый выход первого делител  частоты соединен с первым входом второго элемента И, выход инвертора соединен с вторым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с входом первого одновибратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента выборки-хранени  и первым входом первого и второго амплитудных детекторов, выход второго элемента И соединен с входом второго

   5 одновибратора, выход которого соединен с первым входом второго элемента выборки-хранени , выход измерительного усилител  соединен с вторыми входами первого и второго элементов

   Q выборки-хранени  и вторыми .входами первого и второго амплитудных детекторов , выходы первого и второго элементов выборки-хранени  соединены соответственно с первым и вторым входами второго коммутатора, выходы первого и второго амплитудных детекторов соединены соответственно с третьим и четвертым входами второго ком1-{ута- тора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразовател , второй выход микроэвм соединен с п тым входом второго коммутатора.

   5

   0

   фиг. I