SU785990A1 - Измеритель времени переходного процесса установлени частоты - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, в частности в электроизмерительной технике.

Известен измеритель времени переходных процессов, содержащий блок измере- 5 ния, счетчики, триггеры, элементы совпадения и опорный генератор [Ϊ].

Недостатком его являются небольшие функциональные возможности, заключающиеся в обязательном монтажном характере ¹⁰ исходного процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель времени переходного процесса установления частоты, содержащий реверсивный ¹⁵ счетчик, входы которого через первый и второй ключи и соответствующие формирователи подключены к источникам исследуемой и опорной частоты, а выход соединен с входом триггера, управляющего первым и вторым ключами, блок сравнения с источником регулируемого опорного напряжения на одном входе и цифровые часы, 'вход которых соединен с выходом блока сравнения, второй вход которого через уст. ройство усреднения подключен к выходу триггера [2].

При монотонном изменении исследуемой частоты в этом устройстве на выходе триггера образуется монотонно изменик>щаяся последовательность широтно—модулированных импульсов, после усреднения которого подучается постоянное напряжение, значение которого однозначно зависит от исследуемой частоты. При достижении исследуемой частоты заданного значения, определяемого величиной опорного напряжения, выдается стоп-импупьс на цифровые часы и импульс на выход устройства, свидетельствующий о достижении исследуемой частотой заданного значения.

Необходимым условием замера времени переходного процесса' является его монотонный характер, так как в случае колебательного процесса выдача стоп-импульса произойдет уже при первом достижении равенства выпрямляемого напряжения и опорного, хотя при этом процесс еще не , заканчивается.

Цепью изобретения является расширение функциональных возможностей измерителя времени и повышение точности заме- ₅ ра времени переходного процесса.

Эта цель достигается тем, что в измеритель, содержащий источники питания, источники исследуемой и опорной частот, выходы которых через соответствующие 10 последовательно соединенные формирователь импульсов и ключ подключены к входам реверсивного счетчика, выход которого через триггер соединен с управляющими входами ключей, блок сравнения, выход которого соединен с входом цифровых часов, введены девять дополнительных ключей, три запоминающих элемента и счетчик команд, первый вход которого соединен с входом триггера, второй вход - с μθ входом цифровых часов и с входами установки в нуль блока сравнения, триггера и реверсивного счетчика, а выход подключен к управляющим входам дополнительных ключей, первый выход источника питания сое- 5 динен с информационными входами первых трех дополнительных ключей, выходы которых через запоминающие элементы подключены к информационным входами вторых трех дополнительных ключей, выходы кото-Йо рых соединены с входами блока сравнения, причем информационные входы остальных трех дополнительных ключей подключены ко второму входу источника питания, а выходы соединены с соответствующими ³⁵ входами запоминающих устройств.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя времени переходного процесса; на фиг. 2 и 3 - диаграммы работы устройства. 4G

Измеритель времени переходного процесса содержит реверсивный счетчик 1, входы которого через ключи 2 и 3, формирователи 4 и 5 подключены к источникам исследуемой и опорной частот, а выход соединен с входом триггера 6, выход которого соединен с управляющими входами основания ключей 2 и 3 и входом счетчика 7 команд, выход которого соединен с управляющими входами дополнительных клю-jq чей 8-16, запоминающие элементы 1719, входы которых через дополнительные ключи 8-13 соединены с источником 20 питания, а выходы через ключи 14-16 с входами блока 21 сравнения, выход ко— 55 торого соединен с входом цифровых часов 22.

Измеритель работает следующим образом.

Исследуемая частота, время переходного процесса (установления) которой требуется измерить (в дальнейшем назовем рабочей частотой), поступает через формирователь 4 и ключ 2 на вход реверсивного счетчика 1, на вход поступает также опорная частота.через формирователь 5 и ключ 3. Ключи 2 иЗ управляются, разними выходами триггера 6, поэтому открытым в любой момент времени может оказаться только один из ключей 2 или 3, в зависимости от того, в каком состоянии (О* или '1') находится триггер 6. Последний изменяет состояние реверсивного счетчика 1. Таким образом, реверсивный счетчик 1 просчитывает каждый раз до своего переполнения то импульсы исследуемой частоты, то импульсы эталонной частоты.»В результате на выходе триггера 6 образуется последовательность широтно-модулированных импульсов, длительность которых зависит от исследуемой частоты, а промежутки времени между ними постоянны, поскольку зависят от постоянной эталонной частоты.

Выход реверсивного счетчика 1 одновременно подключен к счетчику 7 команд, выход которого управляет работой ключей 8-16,

Диаграмма работы устройства приведена на фиг. 2, где обозначено (+) - включение и (-) - выключение соответствующего ключа. При подаче команды ’’Старт* запускаются цифровые часы 22; реверсивный счетчик 1, триггер 6, счетчик 7 команд устанавливаются в нулевое состояние. Одновременно включаются ключи 1113, с помощью которых происходит стирание записи на запоминающих элементах. Кроме того, по этой команде оказывается включенным ключ 3, так что счетчик 1 начинает счет импульсов источника эталонной частоты.

С приходом первого импульса счетчика 1 на счётчик 7 команд последний закрыва* ет ключи, управляющие стиранием записи на эапоминаклцих элементах (ключи 1113) и открывает ключ 8. При этом напря жение источника питания оказывается приложенным к запоминающему элементу 17. На запоминающий элемент будет подаваться напряжение источника питания в течение времени, пока реверсивный счетчик 1 будет просчитывать до своего переполнения импульсы источника рабочей частоты. Остаточное напряжение на запоминающих однозначно зависит от времени приложения напряжения.

При появлении второго импульса с реверсивного счетчика 1 ключ 8 выключаем ся, а ключ 9 включается. При этом на запоминающий элемент 18 будет подаваться напряжение источника питания в течение времени, пока реверсивный счетчик 1 будет подсчитывать до своего переполнения импульсы источника эталонной частоты.

С приходом третьего импульса с ревер-tO сивного счетчика 1 на счетчик команд последний выключает ключ 9 и включает ключ 10.

При этом на запоминающий элемент будет подаваться напряжение источника пи- '5 тания в течение времени, пока реверсивный счетчик 1 будет второй раз за период замера времени переходного процесса подсчитывать импульсы источника рабочей час- тоты. 20

При четвертом импульсе ключ 10 закрывается, а ключи 14-16 открываются , и на блок 21 сравнения подаются сигналы с запоминающих элементов 17-19.

Блок сравнения имеет два устойчивых ²⁵ состояния О' и *1*. В состояние '1' блок сравнения может перейти только при равенстве сигналов с запоминающих элементов 17-19, которое возможно в случае, если периоды Τ_ραδ^ = Τθ_τ = Т_Ро(15д . 30

Если блок сравнения находится в состоянии О', то цифровые часы 22 счет времени на останавливают. Останов счета произойдет, если блок сравнения перешел в состояние ’1. 35

При пятом импульсе ключи 14-16 закрываются. При шестом импульсе открываются ключи 14-16, закрывается процесс стирания записи на запоминающих элементах 17-19. На этом цикл замера времени ⁴⁰ переходного процесса заканчивается. В дальнейшем цикл повторяется, начиная с первого импульса.

Предлагаемый измеритель времени пе- 45 реходного процесса установления частоты через определенные промежутки времени сравнивает между собой предыдущее, последующее значения рабочей частоты и эталонное значение, что позволяет произ- 50 водить замер времени переходного процес са не только монотонного вида, но и колебательного.

Кроме того, за счет устранения необходимости в усреднении широтно-модулированных импульсов, которое требует дпя достаточной фильтрации значительных постоянных времени, повышается точность замера времени переходного процесса.

Claims (2)

1. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, в частности в электроизмерительной технике Известен измеритель времени переходных процессов, содержащий блок измерени , счетчики, триггеры, элементы совпадени  и опорный генератор D-l. Недостатком его  вл ютсч небольшие функциональные возможности, заключающиес  в об зательном монтажном характере исходного процесса. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  измеритель времени переходного процесса установлени  частоты, содержащий реверсивный счетчик, входы которого через первый и второй ключи и соответствук дие формирователи подключены к источникам исследуемой и опорной частоты, а выход соединен с входом триггера, управл ющего первым и вторым ключами, блок сравнени  с источником регулируемого опорного напр  жени  на одном входе и цифровые часы, УСТАНОВЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ вход которых соединен с выходом блока сравнени , второй вход которого через устройстБО усреднени  подключен к выходу триггера 2J. При монотонном изменении исследуемой частоты в этом устройстве на выходе триггера образуетс  монотонно измен юща с  последовательность широтно-модулированных импульсов, после усреднени  которого пог чаетс  посто нное напр жение, значение которого однозначно зависит от исследуемой частоты. При достижении исследуемой частоты заданного значени , определ емого величиной опорного напр жени , вьщаетс  стон-импульс на цифровые часы и импульс на выход устройства, свидетельствукший о достижении исспедуемой частотой заданного значени . Необходимым условием замера времени переходного процесса  вл етс  его -монотонный характер, так как в спучае колебательного процесса выдача стоп-импульса произойдет уже при первом достижении равенства выпр мл емого напр жени  и опорного, хот  при этом процесс еще не , заканчиваетс . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей измерител  времени и повышение точности замера времени переходного процесса. , Эта цель достигаетс  тем, что в измеритепь , содержащий источники питани , источники исследуемой и опорной 4acTOTj выходы которых через соответствующие последовательно соединенные формирователь импульсов и ключ подключены к входам реверсивного счетчика, выход которого через триггер соединен с управл ющивходами ключей, блок сравнени , выход которого соединен с входом цифровых часов , введены дев ть дополнительных ключей , три запоминающих элемента и счетчик команд, первый вход которого соединен с входом триггера, второй вход - с входом цифровых часов и с входами установки в нуль блока сравнени , триггера и реверсивного счетчика, а выход подключен к управл ющим входам дополнительных клю чей, первый выход источника питани  соединен с информационными входами первых трех дополнительных ключей, выходы кото рых через запоминающие элементы подклю чены к информационным входами вторых трех дополнительных ключей, выходы кото рых соединены с входами блока сравнени , причем информационные входы осталь ных трех дополнительных ключей подключе ны ко второму входу источника питани , а выходы соединены с соответствующими входами запоминающих устройств. На фиг. 1 представлена блок-схема из мерител  времени переходного процесса; на фиг. 2 и 3 - диаграммы работы устро ства. Измеритель времени переходного процесса содержит реверсивный счетчик 1, входы которого через ключи 2 и 3, форми рователи 4 и 5 подключены к источникам исследуемой и опорной частот, а выход соединен с входом триггера 6, выход которого соединен с управл кжцими входами основани  ключей 2 и 3 и входом счетчика 7 команд, выход которого соединен с управл клцими входами дополнительных кл чай 8-16, запоминающие элементы 1719 , входы которых через дополнительные ключи 8-13 соединены с источником 20 питани , а выходы через ключи 14-16 с входами блока 21 сравнени , выход которого соединен с входом цифровых часов 22. Измеритель работает следующим образом . Исследуема  частота, врем  переходного процесса (установлени ) которой требуетс  измерить {в Дальнейшем назовем рабочей частотой), поступает через формирователь 4 и кпюч 2 на вход реверсивного счетчика 1, на вход поступает также опорна  частота.через формирователь 5 в ключ 3. Ключи 2 иЗ управл ютс , раз- ными выходами триггера 6, поэтому открытым в любой момент времени может оказатьс  только один из ключей 2 или 3, в зависимости от того, в каком состо нии (О или ) находитс  триггер 6. Последний измен ет состо ние реверсив OJ счетчика 1. Таким образом, реверсивный счетчик 1 просчитывает каждый раз до своего переполнени  то импульсы исследуемой частоты, то импульсы эталонной частх)ТЫ(4В результате на выходе триггера 6 образуетс  последовательность широтно-модулированных импульсов, длительность которых зависит от исследуемой частоты, а промежутки времени между ними посто нны, поскольку завис т от посто«иной эталонной частоты. Выход реверсивного счетчика 1 одновременно подключен к счетчику 7 команд, выход которого управл ет работой ключей 8-16, Диаграмма работы устройства приведена на фиг. 2, где обозначено (+) - включение и (-) - выключение соответствующего ключа. При подаче команды Старт запускаютс  цифровые часы 22 реверсивный счетчик 1, триггер 6, счетчик 7 команд устанавливаютс  в нулевое состо ние . Одновременно включаютс  ключи 1113 , с помощью которых происходит стирание записи на запоминающих элементах. Кроме того, по этой команде оказываетс  включенным ключ 3, так что счетчик 1 начи)иет счет импульсов источника эталонной частоты. С лриходом первого импульса счетчика 1 на счётчик 7 команд последний закрыва ет ключи, управл к цие стиранием записи на запоминающих элементах (ключи 1113 ) и открывает ключ 8. При этом напр жение источника питани  оказываетс  приложенным к запоминающему элементу 17. На запоминающий элемент будет подаватьс  напр жение источника питани  в течение времени, пока реверсивный счетчик 1 будет просч;1тывать до своего переполнени  импульсы псточника рабочей частоты. Остаточное напр жение на запоминающих однозначно зависит от времени приложени  напр жени . При по впенни второго импульса с реверсивного счетчика 1 кпюч 8 выключает с , а ключ 9 включаетс . При этом на эап(Ж1инаюший элемент 18 будет подават с  напр жение источника питани  в течение времени, пока реверсивный счетчик 1 будет подсчитывать до своего переполнени  импульсы источника эталонной частоты . С приходом третьего импупьса с ревер сивного счетчика 1 на счетчик команд по следний выключает ключ 9 и включает ключ 10. При этом на запоминающий элемент бу дет подаватьс  напр жение источника пи- тани  в течение времени, пока реверсивны счетчик 1 будет второй раз за период замера времени переходного прюцесса подсч тывать импульсы источника рабочей частоты . При четвертом импульсе ключ 10 закр ваетс , а ключи 14-16 открываютс  , и н блок 21 сравнени  подаютс  сигналы с за поминающих элементов 17-19. Блок сравнени  имеет два устойчивых состо ни  О и 1. В состо ние блок сравнени  может перейти только при равенстве сигналов с запоминающих элементов 17-19, которое возможно в случа если периоды Тр Тд Т, Если блок сравнени  находитс  в состо  нии О, то цифровые часы 22 счет времени на останавщ вают. Останов счета произойдет, если блок сравнени  перешел в состо ние 1. При п том импульсе ключи 14-16 закрываютс . При шестом импульсе открыва ютс  ключи 14-16, закрываетс  процесс стиранил записи на запоминающих элементах 17-19. На этом цикл замера времени переходного процесса заканчиваетс . В дальнейшем цикл повтор етс , начина  с первого импупьса. Предлагаемый измеритель времени переходного процесса установлени  частоты через определенные промежутки времени сравнивает между собой предыдущее, последующее значени  рабочей частоты и эталонное значение, что позвол ет производить замер времени переходного процесса не только монотонного вида, но и колебательного . Кроме того, за счет устранени  необходимости в усреднении широтно-модулированных импульсов, которое требует дп  достаточной фильтрации значительных посто нных времени, повышаетс  точность замера времени переходного процесса. Формула изобретени  Измеритель времени переходного процесса установлени  частоты, содержащий источники питани , источники исследуемой и опорной частот, выходы которых через соответствующие последовательно соединенные формирователь импульсов и ключ подключены к входам реверсивного счетчика, выход которого через триггер соединен с управл кнцими входами ключей, блок сравнени , выход которого соединен с входом цифровых часов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей измерител , в него введены дев ть дополнительных ключей, три запоминаклцих элемента и счетчик команд, первый вход которого соединен с входом триггера, второй входс входом цифровых часов и с входами установки в нуль блока сравнени , триггера и реверсивного счетчика, а выход под-, ключен к управл ющим входам дополнителЬных ключей, первый выхо  источника питани  соединен с информационными входами первых трех дополнительных ключей, выходы которых через запоминающие элементы подключены к информационным входам вторых трех дополнительных ключей, выходы которых соединены с входами блока сравнени , причем информационные входы остальных трех дополнительных ключей подключены ко второму выходу источника питани , а выходы соединены с соответствующими входами запоминающих элементов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 479246, кл. Н 03 К 13/17, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №505127, кл. Н ОЗ К 13/20, 1975.

   Л

   ue.t

   Т рад Тэт

   TpaS

   -КЛП-КА8 -Kjis -K/if +юп -H/iii

   -КЛ 12 Кл9 +AV/4 -/ГУ /5 +(АП -K/i 12 - К А /J+ А }5 -/Г/ / - А 13 - AV /J

   f/r/i - /rx/if- Кл 8

   . 2