Измеритель динамических характери-стик

Сокзз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 847282(22) Заявлено .1810. 79 (21) 2833978/18-24 с присоединением заявки Лф Государственный комитет СССР(23) Приоритет по делам изобретений и открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может бытьиспользовано для исследования динамических свойств широкого класса аналого-частотных преобразователей, например частотных измерительных преобра 5зователей.Известен измеритель времени переходного процесса, содержащий ключ,счетчик, устройство индикации, усттОройство регулируемой задержки и формирователь мерных интервалов времени11,Такой измеритель позволяет получать зависимость изменения частотыво времени, однако при измерениикоротких переходных процессов, соизмеримых с несколькими десятками периодов исследуемой частоты, имеет недостаточную точность измерения. 20Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения переходныхпроцессов в аналого-частотных преоб,разователях, содержащее блок управления, первый выход которого соединенсо входом блока задания входного сигнала, выход блока задания входногосигнала соединен с первой входной клеммой устройства, первый и второй счетчики импульсов, первые входы которыхподключены соответственно к второмуи третьему выходам блока управления,первый выход первого счетчика импульсов и выход второго счетчика импульсов соединены соответственно с первыми вторым входами блока управления, второй вход первого счетчика импульсовсоединен с .третьим входом блока управления, элемент задержки, блок индика-.ции, элемент И, первый вход которогосоединен со второй входной клеммойустройства, второй вход элемента И соединен через элемент задержки с выходомблока задания входного сигнала и совторыми входами первого и второгосчетчика импульсов, а выход элементаИ соединен с четвертым входом блока84722 25 управления, причем выход второго счетчика импульсов соединен со входомблока индикации 1 21,Известное устройство позволяетопределять форму переходного процес 5са установления частоты с высокойточностью, однако обладает малымбыстродействием при измерении временипереходного процесса соизмеримого снесколькими десятками периодов исследуемой частоты. Процесс измерения происходит циклически за несколько повторяющихся циклов, следовательно, время проведения одного измерения определяется числом циклов измерения.Время одного цикла складывается извремени переходного процесса, времениобратного переходного процесса и аппаратурного времени готовности устройства к измерению. Например, для определения времени переходных процессов винерционных источчиках исследуемойчастоты, время установления которойсоизмеримо с одной секундой (кварцевые резонаторы, струнные датчики),время измерения достигает одной минуты и более.Цель изобретения - повышениебыстродействия измерителя.Поставленная цель достигается тем, 30что в устройство введены последовательно соединенные коммутатор, сумматор и дифференциатор, причем. выходделителя частоты подключен к первомувходу коммутатора, второй вход которого подсоединен к первому выходусинхронизатора, а выход диффереициатора - к второму входу регистратора,На чертеже показана функциональная схема устройства. 40Измеритель содержит формирователь1 импульсов, делитель 2 частоты, синхронизатор 3, коммутатор 4, сумматор5, имеющий и - число входов, каждыйиз которых соединен с соответствующим 45выходом коммутатора, дифференциатор 6,регистратор 6, входную клемму 8, выходную клемму 9. Коммутатор 4 устройства содержит элементы И 10 и триггеры 11, соединенные логически, узел 506 дифференцирования в виде НЧ, фильтр12 и дифференцирующая цепь 13,Примеры конкретного выполнения отдельных узлов предлагаемого измерителя: формирователь - ключевой элемент; 55. делитель частоты - счетчик импульсов,состоящий из логического соединениятриггеров, синхронизатор - логический узел управления, коммутатор - логическое соединение триггеров и элементов И; сумматор уровней - устройствологического сложения амплитуд импульсов; узел дифференцирования - НЧфильтр и дифференцирующая цепь.Измеритель работает следующим образом,В исходном состоянии, после включения напряжения питания, триггеры 11установлены в нулевое состояние, навыходе синхронизатора 3, связанном суправляющим входом коммутатора 4,имеется логический 0". ЭлементыИ 10 закрыты для прохождения сигнала с выхода делителя 2 частоты на5 - входы триггеров 11, Делитель 2частоты, с произвольным коэффициентомделения, позволяет выбирать необходимое для восстановления динамическойхарактеристики число точек отсчета,формирователь 1 формирует импульсыпрямоугольной формы из сигнала, поступающего на входную клемму 8 измерителя.В моментсинхронизатор 3 скачокоофрчзно изменяет величину управляющег сигнала на входе источника исследуемой частоты. Перепаду входного воздействия соответствует два значенияисследуемых частот: нижнему уровню -верхнему уровню - 1, Одновременно, сигналом с выхода синхронизатора3, открывается первый элемент И 1 О изапускается развертка осциллографа(регулятор 7).Положительным фронтом первого импульса с выхода делителя 2 частотыпервый триггер 11 перебрасывается вединичное состояние и открывает второй элемент И 10. Положительным фронтом второго импульса с выхода делитесля 2 частоты перебрасывается в единичное состояние через открытый второйэлемент И 10, второй триггер 11 и т.д.При этом перебросившиеся в единичноесостояние триггеры 11 в дальнейшемсвоего состояния не меняют до появления внешней команды "Сброс".Перепады напряжения с выходов коммутатора 4 подаются на входы сумматора5 уровней, осуществляется операция логического сложения уровней. Каждоескачкообразное приращение уровня имеетстрого регламентированную величину й е.Огибающая полученной ступенчатойфункции г(й) выделяется НЧ фильтром12 и представляет собой закон измене,ния фазового угла Р (1) исследуемойчастоты на участке переходного процесса.Приращение фазы за один периодравно 2 В, а каждый новый период отме-чается скачкообразным приращениемуровня на величину А е, следовательно,приращение уровня 1 е соответствуетприращению фазового угла на 2 ТПри достаточном количестве триггеров11 в коммутаторе 4, операция выделенияогибающей сигнала г(г.) с помощью НЧфильтра 12 легко осуществима.Полученная на выходе фильтра 12функция Р (С) дифференцируется с 1 Зпомощью дифференцирующей цепи 13, врезультате чего на ее выходе появляется функция 1(1), представляющая собойзакон изменения частоты во времени научастке установления частоты, т.е, щпереходную динамическую характеристику,Функция Г(1) высвечивается на экране осциллографа 7, развертка которого запускается сигналом управления с 25выхода синхронизатора 3, одновременно с началом переходного процесса.Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет значительно снизитьвремя измерения динамических характеристик установления частоты, позволяет снимать их в одном цикле измерения, а не в результате проведениянескольких циклов, как делается в известныхустройствах. бИспользование измерителя в производстве частотных измерительных преобразователей позволяет сократить время контроля, что особенно важно в условиях серийного и крупносерийного производства.Формула Измеритель динамических характеристик, содержащий последовательносоединенные формирователь импульсови делитель частоты, а также последовательно соединенные синхронизатори регистратор, причем вход формирователя импульсов подключен к входу измерителя динамических характеристик,к выходу которого подключен второйвыход синхронизатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерителя, в него введены последовательно соединенные коммутатор, сумматор и дифференциатор, причем выход делителя частоты подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого подсоединен к первому выходу синхронизатора, а выход дифференциатора - к второму входу регистратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельство СССРФ 608260, кл. С ОМ Г 1 О/04, 1975.2.Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2479291/18-21,кл. Н 03 К 13/20, 25.04,77 (прототип).