Устройство для контроля нелинейности пилообразного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихреспублик(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 2606,81 (21) 3310072/18-21 Р 1 М Кд з С 01 й 29/02 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делаю изобретений и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 30,1132. Бюллетень Йо 44 53 УДК 621.317. . 351(088. 8 ) Дата опубликования описания 311182(72) АвторыизобретенияА.Н.Ушаков, Ж.Шаршеналиев, М.М.Коренфель 1 Заявитель ески стит те зенски 54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯПИЛООВР ОНТРОЛЯ НЕЛИНЕЙНОСТГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам . для контроля динамических параметров электрических сигналов, и может быть использовано для измерения коэффициента отклонения от линейности напряжения генераторов пилообразного напря" жения, например, генераторов развертки осциллографов, электромеханических генераторов развертки высокоточных лазерных приборов, телевизионных и фототелеграфных приборов в процессе их настройки и эксплуатации.Известно устройство для измерения нелинейности пилообразных напряжений, 15 содержащее источники эталонного и регулируемого постоянных напряждве схемы сравнения, формирукзци запускакший триггеры, кнопку зка и схему совпадения. Коэффициент 2 нелинейности пилообразного напряже.ния в этом устройстве определяется следующим математическим выражением: ений,й иапус 0 25Тщск+ь" ти 1 и имальный и миниремени между сраем сравнения при Где ь, ек и Г,тн- ма мальный промежуток батываниями двух с изменении регулируемого постоянного напряжения в диапазоне амплитуды измеряемого пилообразного напряжения 11.Недостатком этого устройства является низкое быстродействие обусловленное значительными затратами времени на измерение регулируемого напряжения на получение отсчетов интервалов времени с измерительного прибора для последукздего выбора минимального Т,; и максимального .значений ийтервалов времени.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля нелинейности пилообразного напряжения, содержащее образцовый генератор пилообразного напряжения, п пороговых элементов с регулируемыми пороговыми уровнями, компаратор напряжения; матричный индикатор, генератор синусоидальных сигналов и вольтметр 21.Недостатком указанного устройства является низкая точность йэмерения коэффициента относительного отклонения пилообразного напряжения от лйнейного закона, обусловленная погрешностями измерений уровней срабатывания соответствующих пороговых элементов при достаточно большом ихвведены усилитель разности напряжений,блок управления, генератор пилообразного напряжения высокой частоты, двакомпаратора, формирователь импульсов и источник регулируемого напряжения, при этом первый вход усилителя разности напряжений соединен совходной клеммой устройства, второйвход -с выходом генератора образцового пилообразного напряжения, а выход соединен со вторым входом упомянутого компаратора, входы блока управления соединены с соответствующими выходами пороговых элементов, первыйи второй выходы блока управлениясоединены со входами генератора образцового пилообразного напряженияи входом генератора пилообразного 35 напряжения высокой частоты соответственно, выход генератора пилообразного напряжения высокой частоты соединен с первыми входами всех компараторов, второй вход второго компаратора соединен с первым выходом источника регулируемого напряжения,с корпусом устройства и с первым входом вольтметра, а выходы всех компараторов через формирователь импульсов соединены с первым входом матричного индикатора, второй и третий 50 входы которого подключены к третьему и четвертому выходам блока управления соответственно, а второй вход третьего компаратора подключен к второму входу вольтметра и второму выходу источника регулируемого напряжения.На фиг. 1 показана структурная схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Устройство для контроля нелинейности пилообразного напряжения 60(фиг. 1) содержит дна пороговых элемента 1 и 2, блок 3 управления, генератор 4 образцового пилообразногонапряжения, генератор 5 пилообразно 65 числе и из-за отсутствия взаимной синхронизации генератора образцовой пилы и генератора синусоидальных колебаний. Последняя н процессе измерения проявляется в виде дрожания точки иэображения на матричном инди каторе в пределах линейных размеров, пропорциональных периоду синусоидального сигнала генератора.Цель изобретения - повьпаение точности измерений коэффициента относи О тельного отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона.Указанная цель достигается тем,что и устройство для контроля нелинейности пилообразного напряжения, содержащее два пороговых элемента с регулируемыми пороговыми уровнями, входами подключенных к входной клемме устройства, генератор образцового 2 О пилообразного напряжения, вольтметр, матричный индикатор и компаратор,го напряжения высокой частоты, усилитель б разности напряжений, первый вход которого соединен со входом устройства, второй вход - со входом генератора 4 образцового пилообразного напряжения, компараторы 7, 8 и 9, источник 10 регулируемого напряжения, вольтметр 11, формирователь 12 импульсов, матричный индикатор 13;Блок 3 управления выполнен в виде триггера 14, генератора 15 медленной развертки и генератора 16 быстрой развертки, причем входы триггера 14 являются входами блока 3 управления и соединены с выходами пороговых элементов 1 и 2. Выход триггера 14 соединен с входами генераторов 15 и 16, выходы синхронизации которых подключены к первому и второму выходам блока управления соответственно. Третий и четвертый выходы блока управления соединены с выходами генераторов 15 и 16 соответственно. Формирователь 12 выполнен в виде трех дифференцирующих цепей, входы которых соединены с входом формирователя 12 импульса, а выходычерез элемент ИЛИ соединены с выходом Формирователя 12. Устройство работает следующим образом.Перед началом работы пороги срабатывания пороговых элементов 1 и 2 устанавливаются в соответствии с ожидаемой амплитудой входного пилообразного напряжения (например, по уровням 0,1 и 0,9 от амплитудного значения входной пилы ). Значения напряжений в начале и конце участка линейно-изменяющегося напряжения генератора 4 устанавливается равными порогам срабатывания пороговых элементов 1 и 2, а крутизна линейно изменяющегося напряжения генератора 4 устанавливается равной средней крутизне входного пилообразного напряжения, При срабатывании порогового элемента 1 блок 3 управления по первому и второму выходам запускает генератор 4 образцового пилообразного напряжения и генератор 5 пилообразного напряжения высокой частоты.Одновременно по третьему и четвертому выходам блок 3 управления формирует сигналы медленной и быстрой разверток, причем сигнал медленной развертки изменяется синхронно с напряжением на выходе генератора 4 образцового пилообразного напряжения, а сигнал быстрой развертки изменяется синхронно с напряжением на выходе генератора 5 пилообразного напряжения высокой частоты. При этом уснли.тель б разности напряжений формирует сигнал, пропорциональный разности входного пилообразного напряжения и напряжения на ныходе генератора 4 (фиг, 2 ).978079 На фиг, 2чения: ОиОо входное пилообразноенапряжение и напряжениена выходе генератора 4соответственно;напряжения срабатыванийпороговых элементов 1и 2 соответственно,выходные напряжения гегератора 5 усилителя бразности напряженийсоответственнонапряжение на одном извыходов источника 10регулируемого напряжения, равное напряжениюна выходе усилителя бпри равенстве сигналовна его выходах, в частности Оо = О;напряжение на второмвыходе источника 10 регулируемого напряжения,устанавливаемое равнымэкстремальному отклонению напряжения на выходе усилителя б в зависимости от величины Оза время полного прямого хода входного пилообразного напряжения; ОНОН 1 2 Ок, Оф - сигналы на выходах компараторов 7, 8 и 9 и формирователя импульсов 12 соответственно.Во время прямого хода напряжения на выходе генератора 5 срабатывают компараторы 7, 8 и 9. При этом по спаду импульса каждого из компараторов 7, 8 и 9 формирователь 12 Форми рует на выходе короткие импульсы, поступающие на первый вход матричного индикатора 13. Под действием этих импульсов яркость или контрастность матричного элемента с координатами, 4 определяемыми сигналами разверток на втором и третьем входах матричного индикатора 13, изменяется. За время одного прямого хода налряжения генератора 5 на матричном индикаторе высвечиваются три точки, время возникновения которых соответствует моментам срабатывания компараторов 7, 8 и 9. Во время последующих прямых ходов напряжения генератора 5 этот процесс повторяется. При достижении входным напряжением порога срабатывания элемента 2 последний формирует сигнал, по которому генератор 4 образцового пилообразного напряжения и генератор 5 пилообразного напряжения высокой частоты останавливаются и сбрасываются в исходное состояние, а сигналы раэверток на третьем и четвертом выходах блока 3 управления принимают исходные значе 55где 1 - коэффициент передачи усили"теля б разности напряжений (напряжения, выходящие в формулу, берутсяс учетом их знаков ). формула изобретения Устройство. для контроля нелинейности пилообразного напряжения, со держащее два пороговых элемента с даны следующие обознания. При периодическом псвторениивходного сигнала описанные выше процессы повторяются. На матричном индикаторе 13 формируется изображение, 5состоящее из совокупности точекРменяющих свою яркость (контрастность )при наличии импульсов на выходе формирователя 12При этом совокупность точек, лежащих на оси ОХ матричного индикатора (фиг. 2 ), получа О ется при периодическом срабатываниивторого компаратора 8 и образует линию нулевого отклонения входногопилообразного напряжения от линейного закона, совокупность точек, обра эукщихся при срабатывании третьегокомпаратора 9 дает на матричном индикаторе 13 линию экстремальногоотклонения входного пилообразногонапряжения от линейного закона, асовокупность точек, получаемая присрабатывании первого компаратора 7,образует линию текущего отклонениявходного пилообразного напряженияот линейного закона. На фиг. 2 моменты срабатывания первого койпаратора 7 обозначены цифрами 0,127,этими же цифрами обозначены точки,получаемые на матричном индикаторепри срабатывании первого компарато ра 7Совокупность точек на линии, параллельной оси ОХ и лежащей в верхней части матричного индикатора(Фиг. 2 ), образует уже упоминавшую ся линию экстремальнОгО ОтклОнениявходного пилообразного напряженияот линейного закона.Изменяя с помощью источника 10напряжение на втором входе третьегокомпаратора 9, добиваются совмещениялинии экстремального отклонения сточкой максимума на линии текущегоотклонения и фиксируют показания Овольтметра 11, То же самое повторяют для минимума линии текущего откло нения, фиксируя (с учетом знака )показания О ; вольтметра 11. Коэффи.циент относйтельного отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона определяют по форму- О ле978079 ЬаЬаУ регулируемыми пороговыми уровнями,взводами подключенных к входной клемме устройства, генератор образцовогопилообразного напряжения, вольтметр,матричный индикатор и компаратор,о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что,с целью повышения точности измерений,в него введены усилитель разностинапряжений, блок управления, генератор пилообразного напряжения высокойчастоты, два компаратора, фармирователь импульсов и источник регулируемого напряжения, при этом первыйвход усилителя разности напряженийсоединен со входной клеммой устройства, второй вход - с выходом генератора образцового пилообразного напряжения, а выход соединенс вторымвходом упомянутого компаратора, входы блока управления соединены с соответствуннцими выходами пороговых 2 Оэлементов, первый и второй выходыблока управления соединены с входомгенератора образцового пилообразного напряжения и входом генераторапилообразного напряжения высокой 25 частоты соответственно, выход генератора пилообразного напряжениявысокой частоты соединен с первымивходами всех компараторов, второйвход второго компаратора соединенс первым выходом источника регулиру"емого напряжения, с корпусом устройства, с первым входом вольтметра, выходы всех компараторов через формирователь импульсов соединены с первым входом матричного индикатора,второй и третий входы которого под-,ключены к третьему и четвертому выходам блока управления соответственно, а второй вход третьего компаратора подключен к второму входу вольт-,метра и к второму выходу источникарегулируемого напряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 521530, кл, О 01 В 29/02, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 705384, кл. С 01 В 29/02, 1977