Измеритель временных характеристик переходных процессов

(5 ЕТЕНИЯ торско-техым производ технический ти тво СС 1977тельнойзовано д ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструнологическое бюро с опытством Минского радиотехниинститута и Минский радиинститут(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРТИК ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ етение относится к измерихнике и может быть испольизмерения времени нарас 8014275 тания, времени установления и величины перерегулирования (выброса) переходных процессов в цифровой форме.Цель изобретения - расширение фу;кциональных возможностей измерителя,в частности измерение дополнительновеличины перерегулнрования (выброса)переходного процесса. В устройствесравниваются максимальное значение(Б, ) исследуемого сигнала, записанное в амплитудном детекторе, ссуммой установившегося значения (Бдстисследуемого сигнала и напряжения(Бцм ) с выхода цифроаналогового преобразователя, управляемого дополнительно введенным счетчиком. В моментдостижения равенства Ц = Пуст фИзобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения времени нарастания, времени установления и величиныперерегулирования переходных процес 5. сов в цифровой форме и является усовершенствованием изобрет .ния авт,св, Р 708507.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей измерителя за счет измерения величины перерегулирования и повьшения производительности измерений,На фиг, 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 представлены временные диаграммы его работы,Устройство содержит (фиг. 1) измерителный блок 1, первый триггеР2, первый элемент И 3, первый счетчик 4 импульсов, многовходовой элемент 5 совпадения, второй триггер 6,второй элемент И 7, второй счетчик8 импульсов, третий счетчик 9 импульсов, генератор 10 импульсов,амплитудный детектор 11, компаратор12, третий триггер 13, третий элемент И 14, четвертый счетчик 15 им -пульсов, цифроаналоговый преобразователь 16 и сумматор 17.Измерительный блок 1 обеспечиваетрегулировку уровня установившегосязначения входного напряжения, ширинызоны норм", а также уровня напряжения Н (фиг. 2 а), с момента достижения которого входным сигналом начинается отсчет временных характерис. тик переходных процессов (обычно Б0 1 Н ), Многовходовой элемент 5ст40совпадения сравнивает коды, записанные в гервом и третьем счетчиках 4и 9, и вырабатывает на выходе импульсПри Равенстве этих кодов, Счетчики4 8 9 и 15 считают импульсы, постуУ45пающие на их входы от генератора 10импульсов через элементы И 3, 7 и 14,Выходные сигналы триггеров 2, 6 и13 запрещают или разрешают прохождение импульсов генератора 10 черезэлементы И 3, 7 и 14. 50Лмплитудный детектор 11 запоминает максимальное значение исследуемого сигнала, поступающего,на вход измерительного блока 1, и хранит этозначение в течение всего цикла измерения, Цифроаналоговый преобразователь 16 преобразует код четвертогосчетчика 15 в постоянное напряжение,которое суммируется в сумматоре 17с исследуемым сигналом. Компаратор 12сравнивает напряз ения с выходов сумматора 17 и амплитудного детектора1 1 и в зависимости от их отношениявырабатывает сигнал управления третьим триггером 13.Устройство работает следующим об"разом.На первом выходе измерительногоблока 1 всегда присутствует низкийпотенциал, и только в момент достижения входным сигналом уровня Н наэтом входе появляется импульсНавтором выходе этого блока высокийпотенциал присутствует только призначениях входного сигнала, находящихся в пределах зоны норма , придругих значениях входного напряженияна втором выходе действует низкий потенциал,Перед началом измерений устройство с помощью импульса сброса переводят в исходное состояние (цепь сброса на фиг. 1 не показана), При этомв счетчиках 4, 5, 9 и 15 устанавливается нулевой код, триггеры 2, 6 и13 переводятся в такое состояние,при котором на вторых входах элементов И присутствует низкий (запрещающий) потенциал, и импульсы генератора 10 импульсов не проходят на входысчетчиков 4, 5, 9 и 15.Пусть переходный процесс представляется временной диаграммой, изображенной на фиг, 2 а. В момент, когданапряжение на входе измерительногоблока достигает уровня Б на первом выходе этого блока появляетсяимпульс (фиг, 2 б), который переключает триггер 2,На втором входе первого элементаИ 3 появляется разрешающий потенциал, и импульсы генератора 10 начинают поступать на вход первого счетчика 4, увеличивая его код. Когдавходное напряжение впервые достигает зонынорма", первый импульс свторого выхода измерительного блока1 (фиг. 2 г) возвращает первый триггер 2 в исходное состояние (фиг.2 в)и переключает второй триггер 6, закрывая элемент И 3 и открывая элементИ 7. При этом в первом счетчике записывается код, соответствующий интервалу С, - Г (времени нарастаниясигнала Т ), а импульсы с выходагенератора 10 импульсов начинаютпоступать на вход второго счетчика 8 и первый вход третьего счетчика 9, Третий счетчик 9 изменяет свой код только в моменты, когда на его втором входе имеется высокий (разрешающий) уровень напряжения, При низком уровне напряжения на этом входе в третьем счетчике 9 устанавливается нулевой код и импульсы, поступающие на его первый вход не изменяют состояние счетчика. Многовходовой элемент 5 совпадения сравнивает коды, записываемые в третьем счетчике 9 во время действия разрешающих импульсов на его первом входе, с кодом, записанным в первом счетчике 4Если переходный процесс не установился, то длительность этих разрешающих импульсов, соответствующая времени нахождения исследуемого сигнала в зоне норма, всегда меньше, чем время нарастания сигнала;науй у О Эи коды, записываемые в третьем счет" чике 9, меньше, чем коды в первом счетчике 4,. и многовходовой элемент 5 совпадения не срабатывает, Когда переходный процесс последний раз входит в зону "норма" (момент , фиг, 2 а), то увеличение кода в третьем счетчике 9 происходит от момента времени С до момента времени 1, в который код в третьем счетчике 9 становится равным коду первого счетчика 4. В момент времениимпульс с выхода многовходового элемента 5 совпадения устанавливает второй триггер 6 в исходное состояние (фиг. 2 д), при котором закрывается элемент И 7, и во втором счетчике 8 оказывается записанным код, соответствующий интервалу времени (1);"И 1 "И "О . ЧСГТаким образом, в первом счетчике4 и во втором счетчике 8 оказываются коды, соответствующие времени нарастания и времени установления переходного процесса,Одновременно с описанным процессом в амплитудном детекторе 11 запоминается максимальное значение напряжения ЦГ 1 (фиг, 2 а) исследуемого сигнала, которое сравнивается в компараторе 12 с его текущим значением,поступающим на второй вход компаратора 12 через сумматор 17, В моментокончания переходного процесса (момент , фиг. 2 а) импульс с вь,ходамноговходового элемента 5 совпадения5переключает третий триггер 13, выходной сигнал которого открывает элемент И 14, и импульсы генератора 10импульсов начинают поступать на входчетвертого счетчика 15. Код этогос оветчика изменяет напряжение Ц навыходе цифроаналогового преобразова-теля 16 (фиг, 2 е) до тех пор, покаоно не станет равным,СГгде ц чс - установившееся значениенапряжения исследуемогосигнала,В этот момент напряжения на вхо 20 дах компаратора 12 становятся равны- .ми, потенциал на его выходе изменяется и переключает третий триггер13, выходной сигнал которого закрывает третий элемент И 14,В четвертом счетчике 15 оказывается записанным код, определяемыйиз соотношенияЦооКь и - Цт ЦчсГ (2)где ц- напряжение на входе опорного напряжения цифроаналогового преобразователя16,К - коэффициент передачи этого преобразователя,и - число, записанное в четвертом счетчике 15,Учитывая, что в данном устройствеЦон = Цчсг, из выражения (2) получаем40 ц ц - , 1 цК 6 ЦчсГ КФь ЦЧсГТаким образом, в четвертом счетчике 15 оказывается записанным код, 4 б прямо пропорциональный относительнойвеличине перерегулирования 3 НЩ- Предлагаемое устройство позволяетза один цикл изменений измерить как временные характеристики переходного процесса, так и величину перерегулирования, что расширяет функциональные воэможности измерителя и обеспечивает рост производительности измерений.55 Формула изобретенияИзмеритель временных характеристикпереходных процессов по авт. св.входом компаратора, а второй входобъединен с входом амплитудного детектора, входом измерительного блокаи входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, приэтом второй вход третьего элементаИ и Я-вход третьего триггера подключены соответственно к выходам генератора импульсов и многовходовогоэлемента совпадения. 51427570В 708507, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения величины перерегулирования ввеУ5дены последовательно соединенныеамплитудный детектор, компаратор,третий триггер, третий элемент И,четвертый счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь и сумматор, выход которого соединен с вторым.Спиридонов к Корректор Н.Корол оставител ехред М,Д Редактор А.Огар каз 4865/5 одписное 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. П Тираж 929арственного козобретений и оЖ, Раушска ВНИИПИ Госуд по делам и13035, Москва,итета Скрытийнаб.,