Измеритель временных характеристик переходных процессов

отказ советскиСощиалнстичесиих Республик 708507(БЗ) УЙК 681, ,328 (088,8) Дата опубликования описания 08.01,80 Н. И, Шатило Минский радиотехнический институт(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ХАРЛКТЕРИСТИК ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к области измерительной техчики и может быть использовано для измерения времени нарастания и времени установления переходных процессов в цифровой форме.Изьестны устройства для измерения временных характеристик переходных процессов, содержащие импульсный генератор и измеритель временных интер- ИПри этом в качестве измерителей временных интервалов изспользуются осциллографы, которые це обеспечивают высокой точности быстродействия и аьтоматизации процесса измерений,Известно также устройство для измерения длительности (времени установления) переходного процесса с представ лением результата измерения в цифровой форме, содержаьчее измерительный блок, три счет над, многовходовый элемент совпадения, основной триггер, два элемента И, генератор импульсов, выход которого соединен с первыми. входамиэлементов И2,Однакоданное устройство отличаетсячрезмерной сложностью и не позволяетчолучать одновременно ннформашио одругих характеристиках переходного процесса, например о времени нарастающая.Цель:.предлагаемого изобретения -повьицение надежнос 1 и работы и производительности измерений,Для этого в известный измерительвременных характеристик переходныхпроцессов введен дополнительный триггер,выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, первый входдополнительного триггера соединен с выходом многовходового элемента совпадения, а второй вход дополнительноготриггера с первым входом первого счетчика, первым выходом измерительногоблока и первым входом основного триггера, второй вход которого подключенко второму выходу измерительного блока,Выход основного триггера через второй(запрещающий) потенциал, и импульсыгенератора 10 импульсов не проходятна входы счетчиков 4, 8, 9.Пусть переходный процесс представляется временной диаграммой, изображенной на фиг. 2 а, В момент, когда напряжение на входе измерительного блокадостигает уровня Оо , на первом выходеэтого блока появляется импульс (фиг. 2 б),который переключает триггер 2,На втором элементе И 3 появляется( разрешаюший) потенциал (фиг, 2 в) иимпульсы генератора 10 начинают поступать на вход второго счетчика 4, увеличивая его код. Когда входное напряжение впервые достигает зоны "норма",первый импульс со второго входа измерительного блока 1 (фиг, 2 г) возвращаеттриггер 2 в исходное состояние (фиг,2 в) и переключает дополнительный триггер 6 (фиг. 2 д), закрывая элемент И 3и открывая элемент И 7, При этом вовтором счетчике 4 оказывается записанцым код, соответствующий интервалувремени;т-о(времени нарастания сигнала), а импульсы с выхода генератора10 импульсов начинают поступать навход третьего счетчика 8 и второй входпервого счетчика 9, Первый счетчик 9изменяет свой код только в моменты,когда на его первом входе имеется выСокий (разрешающий) уровень напряжения,При низком уровне напряжения на этомвходе в счетчике 9 устанавливаетсянулевой код и импульсы, поступающиена второй вход, не изменяют состояниесчетчика 9.Яноговходовый элемент 5совпадения сравнивает коды, записываемые и первом счетчике 9 во время действия разрешающих импульсов на егопервом входе с кодом, записанном вовтором счетчике 4. Если переходный процесс не установился, то длительностьэтих разрешающих импульсов, соответствующая времени нахождения исследуемогосигнала в зоне норма", всегда мельше,чем время нарастания сигнала тнар-(:опоскольку ширина зоны норма 2 ЬОзначительно меньше, чем разность напряжения 0 между нижней границей зонынорма" Ост ЬО и величиной 0 о(фиг, 2 а). Например, при обычно принятых уровнях отсчета переходных процессов Ц =010,тОЬОЙ 010 ст, ширинаэоны "норма" составляет не Голее 0,251,Поэтому, если переходный процесс не установился, коды,записывамые и первом 3 708507элемент И соединен со входом второгосчетчика, а выход первого элемента Иподключен ко второму входу первогосчетчика и ко входу третьего счетчика,причем ныходы первого и второго счетчикот5соединены со входами многовходовогоэлемента совпадения,На фиг, 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2даны временные диаграммы его работы, 1 ОУстройство содержит (фиг, 1) последовательно соединенные измерительныйблок 1, основной триггер 2, второйэлемент И 3, второй счетчик 4 и последовательно соединенные многовходовый 15элемент 5 совпадения, дополнительныйЧ. триггер 6, первый элемент И 7, выходкоторого соединен со входом третьегосчетчика 8 и первым входом первогосчетчика 9, Первые входы элементов 20И 3 и 7 подключены к выходу генератора 10 импульсов, при этом второй выход измерительного блока 1 соединенсо вторым входом основного триггера 2,вторым входом дополнительного триггера6 и вторым входом первого счетчика 9,а входы многовходового элемента 5 совпадения - с выходами первого и второгосчетчиков 4 и 9, Измеритель 1 пяй блок 1,стоя 1 ций на входе устройства, обеспечивает регулировку уровня установившегося значения входного напряжения, ширины зоны норма, а также уровня напряжения Оо (фиг. 2 а), с моментадостижения которого входным сигналом З 5начинается отсчет временных характеристик переходных процессов (обычно Оо= 0,1 ОУстройство работает следующим образом.40На первом выходе измерительного блока 1 всегда присутствует низкий уровеньнапряжения и только в момент достижениявходным сигналом уровня Оо на этомвыходе появляется импульс, На втором 4выходе измерительного блока 1 высокийпотенциал присутствует только при значениях входного напряжения, находящихся в пределах зоны норма, при другихзначениях входного напряжения на этомвыходе действует низкий потенциал,Перед началом измерений устройствос помощью импульса сброса переводятв исходное состояние (цепь сброса нафиг, 1 не показана), При этом в счетчиках 4, 8, 9, устанавливается нулевойход, триггеры 2 и 6 переводятся в такоесостояние, при котором на вторых входах507 10 25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Микросхемы интегральные, аналоговые. Методы измерения электрическихпараметров и определения характеристик.45 ГОСТ 19799-74,2. Авторское свидетельство СССРИо 4794246, кл. Н 03 К 13/17,24,07.73,5 708счетчике 9, мепыце, чем код во второмотчике 4, и элемент 5 совпадения несрабатывает. Когда же переходныйпроцесспоследний раз входит в зону норма(момент 1-фиг. 2 а), то увеличениекода в первом счетчике 9 будет происходить от момента времени 1 до момента времени 1, в который код в первомсчетчике 9 станет равным коду второгосчетчика 4. В момент времени пимпульс с выхода элемента 5 совпаденияустановит дополнительный триггер б висходное состояние (фиг. 2 д), при котором закрывается элемент И 7, и втретьем счетчике 8 оказывается записанным код, соответствующий интервалувремени 1- 1 (фиг. 2 а, д). Посколькусчетчики 4 и 9 работают от одного генератора 10 импульсов, для записи одинаковых кодов в этих счетчиках требуется 20равное время, т,е. интервал времениФ -1равен интервалу времени 1- Ф к, От-сюда, (фиг. 2) время установления переходного процесса равно;ЧС =К-О= 4Такчм образом, в третьем счетчике8 оказывается записанным код, соответствующий времени установления переходного процесса уст, а в первом и второмсчетчиках 4 и 9 - коры, соответствующие времени нарастания переходногопроцесса 1 идр,Устройство отличается простотой работы и реализации, в нем отсутствуюттакие сложные и громоздкие стройства, 35как схемы переноса кодов, распределители импульсов, деширраторы и дримеющиеся в известном устройстве. Предлагаемое устройство обладает более высо-кой производительностью измерений ипозволяет за один цикл измерений определить как время нарастания, так и время установления переходного процесса,Кроме того, при определенных условияхустройство обеспечивает сокращениевремени измерений. В известном устройстве оно задается зараннее, напримерс помощью реле и, очевидно, при любой длительности переходных процессов неможет быть меньше, чем предел измерений, В предлагаемом устройстве времяизмерения равно 1 С,Р 1 (фиг. 2), поэтому выигрыш во времени измерения является функцией измеряемой величины,Формула изобретени я Измеритель временных характеристик переходных процессов, содержащий измерительный блок, три счетчика, многовходовый элемент совпадения, основной триггер, два элемента И и генератор импульсов, выход которого сседщен с первыми входами элементов И, о т л и - чающнйся тем,что,с целью повышения надежности работы и производительности измерений, в него введен дополнительный триггер, вьи,од которого соединен со вторым входом пергкто элемента И, первый вход дополнительного триггера соединен с выходом многовходового элемента совпадения, а второй вход дополнительного триггера с первым входом первого счетчика, первым выходом измерительного блока и первым входом основного триггера, второй вход которого подключен ко второму выходу измерительного блока, при этом выход основного триггера через . - ,торой элемент И соединен со входом второго счетчика, а выход первого элемента И подключен ко второму входу первого счетчика и ко входу третьего счетчика, причем идяходы первого и второго Счетчиков соединены со входами многовходового элемента совпадения.708507 Аа ЪЛСостаннте ктср Б, Пав 1 ов Техред О., ого комии откр 13 иал ППИ "Патент", г. аказ 8514/53ЦНИИП 1),Тираж с 95 И Государствен 1 елам изобретен. ь В. МуамарАндрейко Корректор И Подннсноетета СССРытийскал наб д. 4/ жгород, ул, Проектна