Анализатор помехоустойчивости

(51) 4 31/28 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ можности и повысить быстродейстьиеанализатора помехоустойчивости. Последний содержит амплитудный компаратор 1, имитатор 2 помех, блок 3 индикации и фильтр 4 высокой частоты.Введение регулятора 5 порогов срабатывания,формирователя 6 импульсов помех и образование новых функциональных связей обеспечивают автоматизацию оценки помехоустойчивости испытуемого объекта испытательными импульсами оптимизированной частоты с 8)Компл помехоз ств. - П 1977, ьство С 5/08, 1 т аппа щищен- боры ССР971,(54 (57 АНАЛИЗАТОР ПОМЕ ХОУСТОИЧИВОСТИ Изобретение относится к конто-измерительной технике и поз т расширить функциональные во совмещением этисами собственных екта максимально допустим рол ровня. во иг. 1 ПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ С(56) Гурвич И.С. и дрратуры для измеренияности цифровых устройи системы управления,Авторское свидетелФ 406309, кл. Н 03 К 13, 131 Щ импульсов с импульпомех испытуемого1370633 Составитель ВДворкинА. Огар Техред М.дидык Корректор вцов аха Производственно-полиграфическое предприятие 18/48 Тирал 772 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская13706Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для анализа помехоустойчивости радиоэлектронного оборудонания.11 ель изобретения - расширениефункциональных воэможностей анализатора и повышение его быстродействияза, счет автоматического определения 1 Опомехоустойчивости с учетом собственных помех испытуемого объекта,На фиг,1 принедена структурнаясхема анализатора помехоустойчивости,на фиг2 - эпюры напряжений, на 15фиг.3 - электрическая схема амплитудного компаратора на фиг.4электрическая схема имитатора помехс регулируемым источником питания,на фиг.5 - электрическая схема регу Олятора порогов срабатывания; нафиг.6 - электрическая схема формирователя параметров импульсов помехи.Анализатор помехоустойчивости содержит (фиг,1) амплитудный комларатор 251, имитатор 2 помех, блок 3 индикации, например осциллограф, фильтр 4высокой частоты, регулятор 5 пороговсрабатывания и формирователь 6 импульсов помехи. 30Амплитудный комларатор 1 (фиг.3)выполнен на резисторах 7-10 и комлараторе 11.Имитатор 2 помех содержит (фиг.4)коммутатор 12 с последовательно соединенной нагрузкой 13, формирователь14 запуска, конденсатор 15, измерительный прибор 16, накопительный конденсатор 17, трансформатор 18, диод19, ключ 20, элемент И-НЕ 21, компа Оратор 22, резистор 23, стабилитрон .т24, резистивный делитель 25, распределитель 26 и элемент 27 индикации.Регулятор 5 порогов срабатывания(фиг,6) включает одновибраторы 41 и42, элементы И-НЕ 43 и 44, конденсаторы 45-47, резисторы 48-50, делитель51 частоты с переменным коэффициентомделения, кнопку 52 и диод 53.Вход блока 3 индикации соединен55с выходом фильтра 4 высокой частоты,соединенного входом с входом анализатора. Выход имитатора 2 помех соединен с выходом анализатора,332Вход амплитудного компаратора 1соединен с выходом фильтра 4 высокойчастоты, первый и второй выходы формирователя 6 импульсов помехи соединены соответственно с первым и вторымвходами имитатора 2 помех, первый,второй и третий входы - соответственно с первым, вторым и третьим выходами регулятора 5 порогов срабатыванияпервый вход которого соединен с выходом амплитудного комларатора 1,второй вход - с третьим выходом формирователя Ь импульсов помехи, четвертый и пятый ныходы - соответственно со вторым и третьим входами амплитудного компаратора 1,Анализатор помехоустойчивости работает следующим образом.При поступлении сигнала "0" с первого выхода Формирователя 6 импульсовпомехи (фиг.2 а) на первый вход имитатора 2 помех на ныходе анализаторапомехоустойчивости формируется импульс помехи (фиг,2 б) амплитуда которого определяется первоначальной установкой напряжения регулируемогоисточника питания в имитаторе 2.Поступая с выхода анализатора ломехоустойчивости на вход испытуемогообъекта, например вывод сетевого питания, данный импульс (нозмущение)вызывает переходный процесс в испытуемом объекте, в результате чегона выходе объекта, например на шинахпитания цифровых устройств, возникаетимпульс помехи (отклик), который поступает на вход анализатора помехоустойчивости, подключенный к выходуиспытуемого объекта. Проходя черезфильтр 4 высокой частоты, на которомвыделяется постоянная составляющая,импульсный сигнал помехи (отклик)поступает на вход блока 3 индикации,где может отображаться как в цифровомвиде, так и визуально в зависимос 1)иот вида выбранного блока индикации.Одновременно этот же сигнал поступает на первый вход амплитудного компаратора 1 (фиг.2 в), порог срабатывания которого определяется сигналами,поступающими на его второй и третийвходы. Всего формируются три порогасрабатывания У 11 11, где 11,сБ ссБ ; У, - порог, по которому определяется наличие переходного процессами11 - порог, по которому определяетсяуровень максимально допустимых собственных помех объекта; 11 з - порог, 13706по которому определяется потеря помехоустойчивости испытуемого объекта(фиг.2 в). Порог 0 устанавливаетсяпри поступлении на третий вход амплитудного компаратора 1 сигнала1",11 11 6а на второй вход амплитудного компаратора 1 - сигнала "О", порог Б, -при поступлении на второй вход амплитудного компаратора 1 сигнала "1",а на третий его выход - сигнала "О",порог 0 - при поступлении на второй3и третий входы амплитудного компаратора 1 сигналов "1". Сигнал, поступающий на второй вход амплитудного компаратора 1 с четвертого выхода регулятора 5 порогов срабатывания, представляет собой периодическую последовательность О" длительностьюи "1" длительности Т (фиг,2 г) . ПриТ рэтом С сС -АЙ 0 где р)1 Т7+Э1длительность переходного процессав испытуемом объекте. В результатепри поступлении на третий вход амплитудного компаратора 1 сигнала "1",а на второй вход - периодических сигналов "О" и "1" порог срабатыванияамплитудного компаратора 1 периодически переводится иэ низкого уровняв высокий уровень Б т.е, от регистрации наличия переходного процесса (уровень Б) к регистрации потери помехоустойчивости объектом(уровень Б). Вследствие того, чтой т большую часть времени амплитудный компаратор 1 настроен на регистрацию наличия потери помехоустойчивости объектом.При превышении сигналом на первом 4 Овходе амплитудного компаратора 1 установленного порога на его выходеформируется сигнал "1" (фиг,2 д). Вэтом случае, когда данный сигнал сов 11 11падает по фазе с сигналом О , поступающим с четвертого выхода регулятора 5 порогов срабатывания на второй вход амплитудного компаратора 1,т.е. порог срабатывания равен Б,происходит определение наличия переходного процесса. При этом на первомвыходе регулятора 5 порогов срабатывания формируется сигнал "О", поступающий на первый вход формирователя6 импульсов помехи. Очевидно, чтопри определении длительности переходного процесса Т, на первом выходерегулятора 5 порогов срабатыванияформируется пачка сигналов "О", сле 33 4 дующих один за другим, Если при этом время между двумя следующими друг за другом Сигналами "О" не превьппаетто на третьем выходе формирователя 6 импульсов помехи поддерживает- ся сигнал "1", (фиг.2 е), если после последнего сигнала "О" по истечении времени Сз не поступает последующий11 11сигнал О , т о считается , чт о переходный процесс окончился и на третьем выходе формир ов ат еля 6 импульсов помехи формируется сигнал " О" (фи г . 2 е ) , который и ос тупа ет на второй вход р егуля т ора 5 порогов срабатывания , н а пятом выходе которого также формируется сигнал " О " , и , поступая на тр етий вход амплитудного к омпар а тора 1, переводит е го порог срабатывания в (1, . Наступает процесс анализа наличия уровня собственных помех , и ревьппающих максимально допустимый . При этом на второй вход амплитудного к омпара тор а 1 с четвертого выхода р е гуля т ор а 5 порогов срабатывания подается сигнал " 1 " (фи г . 2 г ) . С первого и третьего выходов регулятора 5 пор ого в срабатывания также подается сигнал 1 . На втором выходе регулятора 5 порогов срабатывания формируется сигнал " 1 " при наличии сигнала " О" н а е го первом входе, т . е . и ри уровне собственных помех меньше максимально допустимого . При наличии сигнала 1 11 на е го первом входе , т . е . пр и уровне собственных помех больше ма ксимально допустимого , н а е г о втором выходе формируется сигнал 11011, который поступает на второй вход формирователя 6 импульсов помехи. При этом на первом выходе формирователя 6 импульсов помехи также формируется сигнал "О", который поступает на первый вход имитатора 2 помех (фиг,2 а), в результате чего с выхода анализатора помехоустойчивости на вход испытуемого объекта поступает следующийимпульс помехи, который накладывается на импульс собственных помех (фиг.2 в) В этом случае, когда уровень собственных помех оказывается меньше максимально допустимого уровня, следующий импульс помехи формируется черезвремяпосле окончания анализа дли( тельности переходного процесса(фиг,2 е). Время С и время с, задаются выбором режима работы Формирователя импульсов помехи пороги П, П,Б - выбором параметров амплитудного55 5 13706 компаратора 1. При диагностике наличия потери помехоустойчивости объекта, т.е. при уровне помех на входе анализатора помехоустойчивости выше порога срабатывания У , на выходе амплитудного компаратора 1 формируется сигнал 1, который по Фазе совпадает с сигналом "1" на его втором входе, при этом на третьем выходе регулятора 5 порогов срабатывания формируется сигнал "0", который, в свою очередь, на первом выходе формирователя 6 импульсов помехи формирует сигнал 1, т.е. следующий сиг нал помехи не поступает на выход анализатора помехоустойчивости и на вход испытуемого объекта. Индикация регулятора 5 порогов срабатывания указывает на потерю помехоустойчивос О ти, а измерительный прибор имитатора 2 помех - на амплитуду импульса помехи, которая вызвала потерю помехоустойчивости испьггуемым объектом. Процесс определения степени помехоустой чивости объекта считается законченным.Изменение величины амплитуды испытательного импульса происходит следующим образом. После проведения ис- ЗО пытаний П импульсами одной амплитуды (число и определяется режимом работы формирователя 6 импульсов помех, а амплитуда - установкой регулируемого источника питания, входящего в имитатор 2 помех) с второго выхода формирователя 6 на второй вход имитатора 2 помех поступает очередной логический сигнал. При этом напряжение регулируемого источника питания, а следовательно, и амплитуда сигнала на выходе анализатора помехоустойчивости lдискретно увеличивается на О У (фиг,26), По достижении максимального уровня амплитуды и проведения испыта ний и импульсами этой амплитуды испытуемого объекта напряжение регулируемого источника питания повышается вновь на дУ, при этом срабатывает элемент 27 индикации имитатора 2 помех, что указывает на окончание испытаний и высокую степень помехоустойчивости испьггуемого объекта. Амплитудный компаратор 1 работает в зависимости от сигналов, поступающих на первый, второй и третий входы, при этом формируется порог срабатывания, а выходной сигнал амплитудного 336компаратора 1 принимает значения,приведенные в табл.1. Имитатор 2 помех работает следующим образом. При поступлении на первый вход сигнала "О" (фиг.2 а) при условии, что с выхода элемента 27 индикации на второй вход формирователя 14 запуска также подается сигнал "0", на выходе формирователя 14 вырабатывается сигнал, который, воздействуя на коммутатор 12, замыкает его, при этом конденсатор 17 разряжается на нагрузку (резистор) 13 и через конденсатор 15 сформированный сигнал помехи подается на выход имитатора 2 помех (фиг,26).Регулировка (увеличение) напряжения на накопительном конденсаторе 17 осуществляется следующим образом. В исходном состоянии на всех выходах распределителя 26 присутствуют сигналы "1". После поступления на первый вход имитатора 2 помех (и+1)-го сигнала "0" на второй вход имитатора 2 помех поступает (1+1) -й сигнал " 1", при этом на К-м выходе распределителя 26 устанавливается сигнал "О", что ведет к закорачиванию части резистивного делителя 25, уменьшению потенциала на втором входе компаратора 22, замыканию ключа 20 и увеличению напряжения на накопительном конденсаторе на величину дБ, т.е. к увеличению импульса помехи (фиг.26)При поступлении на первый вход имитатора 2 помех (2 п+1)-го импульса на (К)-м выходе распределителя 26 Формируетсян 11сигнал 0 , что приводит вновь к закорачиванию еще большей части делителя и, следовательно, к увеличению напряжения на накопительном конденсаторе 17 и т.д .По достижении напряжением предельной величины срабатывает элемент 27 индикации. С выхода элемента 27 индикации на второй вход формирователя 14 запуска подается потенциал, который независимо от сигналов, поступающих на его первый вход, препятствует вырабатыванию на выходе формирователя 14 сигналов, воздействующих на коммутатор 12, т.е. исключается возможность дальнейшего формирования импульсов помехи на выходе имитатора 2. При поступлении сигнала "0" напервый вход имитатора 2 он поступаеттакже на третий вход компаратора 22.13706 55 При этом на выходе компаратора 22формируется сигнал " 1" а на выходеэлемента 21 И-НЕ - сигнал "0", чтопрепятствует его замыканию на времяразряда конденсатора 17. Благодаряэтому обеспечивается стабильность импульса помехи, формируемой на выходеимитатора 2,Регулятор 5 порогов срабатывания 10работает следующим образом. Первоначально при нажатии кнопки 40 на выходе триггера 34 устанавливается сигнал "1". Генератор 39 импульсов вырабатывает периодические сигналы1, 15длительностью ., и нОн длительностью(с (с ).На второй вход регулятора 5 порогов срабатывания подается сигнал "1",при этом на выходе элемента И-НЕ 28 2 пформируется инвертированный сигналгенератора 39, который через диод 37подается на четвертый выход регулятора 5 порогов срабатывания (фиг.2 г).Этот сигнал поступает на второй вход 25амплитудного компаратора 1 и периодически переводит его порог срабатывания от уровня П к уровню У приналичии сигнала 1 на пятом выходерегулятора 5 порогов срабатывания 30(гм. табл,2),При поступлении на второй вход регулятора 5 порогов срабатывания сигнала "О" на его пятом выходе такжеформируется сигнал0, а на его четвертом выходе - сигнал "1". При этомпорог срабатывания амппитудного компаратора 1 переводится на уровень У(см. табл.2). При поступлении на первый вход регулятора 5 порогов срабатывания сигнала "1" (фиг.2 д), чтовозникает при превьппении сигналом помехи на первом входе амплитудногокомпаратора 1 установленного порогасрабатывания (У, либо П, либо У) 45возможны следующие режимы (см.табл.2)а) сигнал "1" на первом входе регулятора 5 порогов срабатывания(фиг,2 д) совпадает по фазе с сигналом"1" на выходе генератора 39, на втором входе регулятора 5 порогов срабатывания - сигнал "1", а на четвертомвыходе - сигнал "0", при этом на первом выходе регулятора 5 порогов сра-батывания формируется периодическаяпоследовательность сигналов "0" длительностью С т.е. пачка импульсов,йо которой определяется длительностьпереходного процесса, вследствие пре 33 ьвышения сигналом на первом входеамплитудного компаратора 1 уровняО причем на втором, третьем и пятом выходах регулятора 5 порогов срабатывания формируется сигнал "1"(см.табл.2),б) сигнал " 1" на первом входе регулятора 5 порогов срабатывания(фиг,2 д). Совпадает по фазе с сигналом О", поступающим на второй входрегулятора 5 порогов срабатывания,при этом на первом, четвертом и третьем выходах формируется сигнал " 1",а на втором и пятом выходах - сигнал"0", что свидетельствует о процессеопределения уровня собственных помехобъектов и превышении их уровнем напервом входе амплитудного компаратора порога срабатывания 11 (табл.2),в) сигнал "1" на первом входе регулятора 5 порогов срабатывания(фиг.2 д) совпадает по фазе с сигналом"0" на выходе генератора 39, на втором входе регулятора 5 порогов срабатывания - сигнал "1", при этом начетвертом, первом, втором и пятом выходах регулятора 5 порогов срабатывания -сигнал "1", а на третьем выходе,сигнал 0, вследствие того, что свыхода элемента И-НЕ 31 на вход триггера 34 был подан сигнал "0", индикатор 35 свидетельствует о потерепомехоустойчивости испытуемым объектом, вследствие того, что сигнална первом входе амплитудного компаратора 1 превышает порог срабатывания У (фиг.2 в).Формирователь 6 импульсов помехиработает следующим образом. Первоначально при наличии сигнала " 1" наего первом входе на третьем и первомвыходах также формируется сигнал 1,а на его втором выходе - сигнал "0".При нажатии кнопки 52 на выходе одновибратора 41 формируется сигнал "0",длительность которого составляети обусловлена выбором параметров конденсатора 45 и резистора 49. При перепаде этого сигнала из "О" в "1"по истечении времени С, на выходеодновибратора 42 и третьем выходеформирователя 6 вырабатывается сигнал 10", длительность которого составляет Т и обусловлена выборомпараметров конденсатора 46 и резистора 48. При переходе этого сигналаиз "0" в "1" по истечении времениСна первом выходе формирователя9 13 6 вследствие работы схемы Формирования коротких импульсов из перепада сигнала из "0" в "1" (в состав этой схемы входят резистор 50 и конденсатор 47, обусловливающие длительность вырабатываемого сигнала,а также элементы И-НЕ 43 и 44 вырабатывается короткий сигнал "О" (фиг.2 а).При поступлении на первый вход формирователя 6 пачки импульсов "О" на выходе одновибратора 41 также устанавливается сигнал "0", Одновибратор 41 работает в режиме повторного запуска, т.е. он устанавливается в активное состояние первым запускающим импульсом и возврашается в исходное состояние после последнего запускающего импульса, при этом время между двумя следующими друг за другом импульсами не должно превышать. В течение всего этого процесса н первом и третьем выходах формирователя 6 поддерживается сигнал " 1", на втором выходе - "0", При перепаде сигнала на выходе одновибратора 41 из "0" в " 1" на выходе одновибратора 42, т.е. на третьем выходе формирователя 6, вырабатывается сигнал "0", Определение наличия переходного процесса закончено, и анализатор переходит к определению уровня собственных помех, которое производится в течение времени С . При отсутствии собственных помех, уровень которых превышает максимально допустимый, по истечениина третьем выходе формирователя 6 вырабатывается сигнал "1", а на первом - "О" (фиг,а). Анализатор подает следующий импульс помехи на вход испытуемого устройства (фиг.2 б),При превышении уровнем собственных помех максимально допустимого одновибратор 42 возвращается в исходное состояние (Фиг.2 г) вследствие подачи на его второй вход сигнала "О" с второго входа формирователя 6, что соответствует наличию в объекте собственных помех высокого уровня (см.табл,2). Одновибратор 42 работает в режиме прерывания, т.е. может вернуться в исходное состояние при подаче на его второй вход прерывающего импульса.В этом случае на третьем выходе формирователя еще до истечения временивырабатывается сигнал "1", а на первом - сигнал "О". При этом на выходе анализатора вырабатывается следующий импульс помехи, который накла 10 70633 40 45 50 55 10 15 20 25 30 ЗЬ дывается на импульс собственной помехи (фиг.2 в),При превышении сигналом помехи напервом входе амплитудного компаратора 1 максимального уровня, т.е. припотере помехоустойчивости объектом,на третий вход формирователя параметров помехи подается сигнал "О и сего первого выхода подается сигнал" 1", что искчючает Формирование последующих импульсов помехи.В результате формируется оптимизированная частота испытательных импульсов и осуществляется наложение испытательных импульсов помех на импульсысобственных помех объекта, превышаю щих максимально допустимый уровень.В качестве одновибраторов 42 и 41можно испольэовать микросхемуКМ 155 АГЗ, которая может работать какв режиме повторного запуска, так и врежиме прерывания. Изменение амплитуды импульсов помехи производится спомощью делителя 51 частоты с переменным коэффициентом деления, на входкоторого поступают сигналы "0 с выхода элемента И-НЕ 43, В зависимостиот числа делителей частоты, напримерщ, атакже от задействованных входовЧ, определяющих коэффициент делениячастоты (например, деление на 64, 32,16, 8 и т.д. в микросхемах К 1554 Е 8),на втором выходе формирователя 6 импульсов помехи при формировании и+1импульсов на его первом выходе Формируется 1+1 сигнал "1", где 1 и. Соиотношение - определяется коэффициен 1 том деления делителя 51 частоты. Подавая сигналы "0" на определенныевходы Ч делителя 51 частоты, передначалом испытаний с учетом коэффициента деления распределителя 26 вимитаторе 2 помех задается число и,т.е. число испытательных импульсоводинаковой амплитуды. Увеличениеамплитуды испытательного импульса(1 Б) задается параметрами резистивного делителя 25 в имитаторе 2 помех. Таким образом за счет введения регулятора 5 и формирователя 6 и образования новых связей осуществляется автоматизация оценки помехоустойчивости испытуемого объекта испытательными импульсами оптимизированной частоты с совмещением этих импульсов с12 Первый вход Выход О Пв.,ПВхтПв.П,Вх О 1 Пвх )ПехВ О Таблица 2 Состояние выходов Режим работы Состояние вхоДиагностика дов и генератора 39 Первый Второй Третий Четвер- Пятыйтый а)Определение налиПервыйвход О чия переходного Второйвход О процесса(порог срабатывания Б 1) Отсутствует Генератор 39 1 Первыйвход Второйвход О Имеется 11 13706 импульсами собственных помех испытуемого объекта максимально допустимого уровня, что расширяет функциональные возможности устройства и повышает его быстродействие. Формула изобретения Анализатор помехоустойчивости, 10 содержащий блок индикации, соединенный входом с выходом фильтра высокой частоты, соединенного входом с входом анализатора, амплитудный компаратор и имитатор помех, соединенный 15 выходом с выходом анализатора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия анализатора за счет автоматического 20 определения помехоустойчивости с учеПорог Второй Третийсрабаты- вход входвания 33том собственных помех испытуемого .объекта, в него введены регулятор порогов срабатывания и формирователь импульсов помехи, причем первый вход амплитудного компаратора соединен с выходом фильтра высоких частот, первый и второй выходы формирователя импульсов помехи соединены соответственно с первым и вторым входами имитатора помех, первый, второй и третий входы - соответственно с первым, вторым и третьим выходами регу-: лятора порогов срабатывания, первый вход которого соединен с выходом амплитудного компаратора, второй вход - с третьим выходом формирователя импульсов помехи, четвертый и пятый выходы - соответственно с вто рым и третьим входами амплитудного компаратора.Та блица 113 1370633 Состояние выходов Диагностика Третий Четвер Пятыйтый б)Определе- Первый ние нали- вход чия собстО Второйвход О Генератор 39 О либо1 Первыйвход Второйвход О О Генератор 39 О либо1 Первыйвход О Второйвход Первыйвход Второйвход О Реаин работы венныхпомехвыше максимально допусти.- мого уровня (порог срабатывания Б) в)Определение наличия потерипомехоустойчивости испытуемым объектом (порогсрабатывания У) Состояние входов и генератора 39 Генератор 39 1 Генератор 39 О Генератор 39 О Первый Второй Продолжение табл.2 О Отсутст- вует О Имеется 1 Отсутствует