Устройство для измерения нелинейности пилообразного напряжения

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву 1)М. Кл,1 (21) 3294 У 44/18-21 22)Заявлено 1 В 29/О аявки М присоедннени Гасударственный ет 3)Приоритет Опубликова ССо делам бретеннйтнй 15,12.82.Б 1 олл 3) УДК 621.317,) Авторизобретения В.П,Найденови 71) тель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯится к технике Изобретение отноизмерений и может б ть использовано ельной аппарату зионных генераконтрольно-и эмери роверке прец илообразного ппаратуре по етров период мах автомати ре и напряжения и то измерению формы ческих сигналов в а, в и Извест во для измереообразного напря двух регулируяжения, двух ний триггера строис елинеиности пи жения, состоящее из емых источников нап компараторов напряж элемента совпадения ных импульсов, дели делительного блока го табло11.Недостатком устр Фчет 15 генератора сля частоты,индикационно 3. Недостатко ляется низкая и ограниченны обусловленные дов пороговогетс ист этого устройства явочность измерениячастотный диапазон,еидентичностью ухоуровня компараторов еино соизкая точность измерении.Наиболее близким техниче ением к предлагаемому, явля стройство для измерения не ти пилообразного напряжени 2держащее источники эталонного и регулируемого напряжений, подключенные к входам двух компараторов напряжений, Ко вторым входам компараторов подключен источник исследуемого пилообразного напряжения, Выход одного компаратора напряжений подключен к входу первого триггера, к другому входу, которого через элемент И подключен выход другого компаратора напряжений, Второй вход эле мента И подключен к выходу второго триггера, один вход которого подключен к кнопке запуска, а другой - к выходу первого триггера, Измерительный блок подключен к кнопке запуска и к выходу первого тригге981903 35 40 45 50 55 и невозможностью увеличения частоты повторения тактовых импульсовгенератора из-за ограничений по максимальной рабочей частоте счетчиков,5 1 О 15 20 25 ЗО Цель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона измерений. Цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейностипилообразного напряжения, содержащее компаратор напряжений, первыйвход которого подключен к входнойклемме устройства, а второй входсоединен с выходом истоцника напряженля, а первый выход компараторасоединен с первым входом элементаИ, последовательно соединенный с эле.ментом И, Формирующий триггер и управляющий триггер, превый выход которого соединен с вторым входом элемента И, излерительно-логическийблок, к четвертому входу которогоподключен блок запуска, введены дваэлемента И, два элемента ИЛИ, генератор временного интервала и компаратор длительности импульсов, причемвходы второго элемента И подключенысоответственно к первому выходу компаратора напряжений и второму выходу управляющего триггера, а его выход - к первому входу первого элемента ИЛИ и к третьему входу измерительно-логического блока, первыйи второй входы которого соответственно подключены к выходам первого элемента И и компаратора длительностиимпульсов, второй выход Формирующего триггера подключен к второмувходу компаратора длительности импульсов, первый вход которого подключен к выходу первого элемента Ичерез генератор временного интервала входы третьего элемента И подклюцены к первому выходу Формирующего триггера и второму выходу компаратора напряжений, а выход - кпервому входу второго элемента ИЛИ,вторые входы первого и второго элементов ИЛИ подклюцены к выходу блоказапуска, а их выходы - соответственно к вторым входам Формирующегои управляющего триггеров, второйвыход измерительно-логического блока подключен к входу источника напрякения а его первый выход соединен с выходной клеммой устройства,4На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу уст.ройства,Устройство содержит компараторнапряжений, источник 2 напряжения,первый элемент И 3 второй элементИтретий элемент И 5 управляющийтриггер 6, Формирующий тригер 7,измерительно-логический блок 8, генератор 9 временного интервала, компаратор 10 длительности импульсов,первый элемент ИЛИ 11, второй элемент ИЛИ 12, блок 13 запуска, входная 1 и выходная 15 кпеммы устройства,Устройство работает следующий обра зол,Блок 13 запуска Формирует импульс(Фиг, 2, диаграмма л), который поступает на цетвертыи вход измерительно-логического блока 8, а через первый 11 и второй 12 элементы ИЛИ навторые установочные входы Формирующего 7 и управляющего 6 триггеровсоответственноПри этом на второмвыходе измерительно-логического блока 8 появляется сигнал, устанавливающий на выходе источника 2 напряжения опорное напряжение с уровнемЦо (диаграмма а, кривая 2),а Формирующий 7 и управляющий 6 триггеры устанавливаются в нулевое состояние(диаграммы з, к). На первом выходе компараторанапряжений формируются импульсы в случае, если пилообразное НЪпряже" ние превышает напряжение ис-очника 2 напряжения (диаграмма б). На втором выходе компаратора Формируются импульсы, если напряжение с выхода источника 2 напряжения превышает уровень исследуемого пилообразного напряжения (диаграмма в),Импульс, появляющийся на втором выходе компаратора 1 напряжения (диаграмма в) при изменении напряжения на выходе источника напряжения 2 от 0 до ИО (диаграмма а, кривая 2) проходит через третий элемент И 5 (диаграмма е) и второй элемент ИЛИ 12 на второй установоцный вход управляющего триггера 6, не изменяя его состояние так как он уже быг установлен в нулевое состояние импульсом блока 13 запуска.Когда пилообразное напряжение (диаграмма а, кривая 1) на первом981 О При достижении пилообразным напряжением уровня О (диаграмма а) на первом выходе компаратора напряжений 1 Формируется импульс (диаграмма б), а так как в этот момент времени управляющий триггер б находит 5входе компаратора напряжений 1 достигает значения Ио, на его первомвыходе Формируется импульс (диаграмма б), поступающий на первые входыпервого и второго элементов И 3 и 4Вторые входы первого и второгоэлементов И 3 и 4 соединены с выходами .управляющего триггера б, находящегося в рассматриваемый моментвремени в нулевом состоянии, Следовательно импульс с первого выходакомпаратора напряжений 1 пройдеттолько через первый элемент И 3 (диаграмма г).Этот импульс запускает генератор9 временного интервала, который Формирует импульсы постоянной длительности, равный Т (диаграмма х), ус-танавливает в единичное состояниеФормирующий триггер 7 (диаграмма а)и 20поступает на первый вход измерительно-логического блока 8. При этомна втором выходе измерительно-логического блока 8 Формируется сигнал,устанавливающий с некоторой задержкой (равной 7, определяемой временем задержки йзмерительно-логического блока 8 и источника напряжения 2)на выходе источника напряжения 2 напряжение с уровнем 1 (диаграмма а, 30кривая 2), Единичный уровень со второго выхода Формирующего триггера 7(диаграмма а) поступает на первыйустановочный вход управляющего триг"гера б и переводит его в единичное усостояние (диаграмма к),При изменении напряжения на выходе источника 2 напряжения от Но доО. (диаграмма а, кривая 2) на второмвыходе компаратора 1 напряжений фор рмируется импульс (диаграмма в), ко"торый поступает на первый вход тре"тьего элемента И 5. Но, так как навторой вход третьего элемента И 5Фпоступает сигнал от первого выходаФормирующего триггера 7, находящегося в этот момент в единичном состоя"нии (диаграмма а), то импульс со второго выхода компаратора 1 напряжений через третий элемент И 5 не проходит (диаграмма е) и не влияет наработу устройства,903 6ся в единичном состоянии (диаграмма к), то он, пройдя через второйэлемент И 4 (диаграмма д) и первыйэлемент ИЛИ 11, устанавливает формирующий триггер 7 в нулевое состояние (диаграмма а),Кроме того, импульс с выхода второго элемента И 4, поступает на третий вход измерительно-логическогоблока 8, который в свою очередь,Формирует на своем втором выходесигнал, устанавливающий на выходе ис.точника напряжения 2 напряжение суровнем ЦВо время обратного хода пилообразного напряжения (диаграмма а, кривая 1) при достижении им уровня По(диаграмма а, кривая 2) на второмвыходе компаратора напряжений 1 Формируется импульс (диаграмма в), который, пройдя через третий элементИ 5 (диаграмма е), так как Формирующий триггер 6 находится в нулевомсостоянии (диаграмма а), а через второй элемент ИЛИ 12, устанавливаетуправляющий триггер 6 в нулевое состояние (диаграмма к).В следующем периоде повторенияпилообразного напряжения при достижении им уровня Ив на первом выходекомпаратара 1 вновь сФормируетсяимпульс, который пройдя первый элемент И 3, запустит генератор временного интервала 9, установит Формиру"ющий триггер 7 в единичное состояние, поступит на первый вход измерительно-логического блока 8, вызовет появление на его втором выходесигнала, устанавливающего на выходеисточника напряжения 2 напряжениес уровнем П 2 и т,д,Отметим, что длительность импульсов на выходе Формирующего триггера7 (диаграмма а) определяется выражением где И " значение напряжения на выхо 1де источника напряжения 2в 1-ом цикле измерения;Ио - опорное напряжение на выходеисточника напряжения 2К - крутизна пилообразного напряжения на измеряемом участке.Если при постоянной длительйостиимпульсов 7 на выходе генератора903 ЭО 7 981 9 временных интервалов (диаграмма х) и постоянном значении О на выходе источника напряжения 2 диаграмма а, кривая 2) задавать различные значения О, О . , то при некотором 5 значении йапряжения О будет выполняться условие =7. При этом на выходе компаратора 10 длительности импульсов формируется импульс (диаграмма и), поступающий на второй вход измерительно-логического блока 8, на первом выходе которого формируется сигнал, соответствующий напряжению Оп, Тогда крутизна пилообразного напряжения на участке от Оо до Оп будет определяться выра- жением и ОКб ьяНахождение значения О может выполняться измерительно-логическим блоком 8 любым методом, применяемым при построении аналого-циФровых преобразователей,Задавая различные значения опорного напряжения Оо, можно определить крутизну пилообразного напряжения на всех участках. После чего нели нейность пилообразного напряжения может быть найдена из математического выраженияОтдхг 1 п й =2Опах+ От 1 л Формула изобретенияУстройство для измерения нелинейности пилообразного напряжения, содержащее компаратор напряжений, первый вход которого подключен к входной клемме устройства, а второй вход соединен с выходом источника напряжения, а первый выход компаратора соединен с первым входом элемента И, последовательно соединенные с элементом И, формирующий триггер и управляющий триггер, первый выход которого соединен с вторьм входом элемента И, и блок запуска, соединенный с четвертым входом измерительно-логического блока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения и расширения частного диапазона, в неговведены два элемента И, два элементаИЛИ, генератор временного интервалаи компаратор длительности импульсов,причем входы второго элемента И подключены соответственно к первомувыходу компаратора напряжений и второму выходу управляющего триггера,а его выход - к первому входу первого элемента ИЛИ и к третьему входуизмерительно-логического блока, первый и второй входы которого соответственно подключены к выходам первогоэлемента И и компаратора длительностеи1 мпульсов, второй выход Формирующего триггера подключен к второму входу компаратора длительности импульсов первый вход которого подключенк выходу первого элемента И черезгенератор временного интервала,входы третьего элемента И подключенык первому выходу формирующего триггера и второму выходу компаратора,напряжений а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ, вторые входы первого и второго элементов ИЛИподключены к выходу блока запуска,а их выходы - соответственно к вторымвходам Формирующего и упрааляющеготриггеров, второй выход измерительно-логического блока подключен квходу источника напряжения, а егопервый выход соединен с выходной клеммой устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1707 еЯКЛ е 0 01 ее 29/00, 1 97 е е2, Авторское свидетельство СССР1," 521530, кл.01 й 29/02, 1972прототип)981903 Составитель Л. МурановРедактор Н,Киатулинец Техред М,Надь ректор Л Бокшан Заказ 9703/6 одписное Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ираж 717НИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, К,митета СССРткрытийшская наб д,