Измеритель динамических характери-стик

Измеритель динамических характери-стик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)847282 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М; Кл. ,Ъ.

6 05 8 23/02 (22) Заявлено .18. 10. 79 (21) 2833978/18-24 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.81,Бюллетень №26

Дата опубликования описания 18 .07. 81 (53) УДК 62-50 (088.8) В.Я.Варжин, Ф.Ф.Колпаков, Ю.С.Шмалий и Ю.Е Лазебнйков---,. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано для исследования динамических свойств широкого класса аналого-частотных преобразователей, например частотных измерительных преобра5 зователей.

Известен измеритель времени переходного процесса, содержащий ключ, счетчик, устройство индикации, устI0 ройство регулируемой задержки и формирователь мерных интервалов времени I 1), Такой измеритель позволяет получать зависимость изменения частоты во времени, однако при измерении коротких переходных процессов, соизмеримых с несколькими десятками периодов исследуемой частоты, имеет недостаточную точность измерения. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения переходных

1процессов в аналого-частотных преоб,разователях, содержащее блок управлертия, первый выход которого соединен со входом блока задания входного сигнала, выход блока задания входного сигнала соединен с первой входной клеммой устройства, первый и второй счетчики импульсов, первые входы которых подключены соответственно к второму и третьему выходам блока управления, первый выход первого счетчика импульсов и выход второго счетчика импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, второй вход первого счетчика импульсов соединен с ..третьим входом блока управления, элемент задержки, блок индикации, элемент И, первый вход которого соединен со второй входной клеммой устройства, второй вход элемента И соединен через элемент задержки с выходом блока задания входного сигнала и со вторыми входами первого и второго счетчика импульсов, а выход элемента

И соединен с четвертым входом блока

8472 2

25 управления, причем выход второго счетчика импульсов соединен со входом блока индикации L 2j, Известное устройство позволяет определять форму переходного процес5 са установления частоты с высокой точностью, однако обладает малым быстродействием при измерении времени переходного процесса соизмеримого с несколькими десятками периодов иссле- 1О дуемой частоты. Процесс измерения происходит циклически за несколько повторяющихся циклов, следовательно, время проведения одного измерения определяется числом циклов измерения.

Время одного цикла складывается из времени переходного процесса, времени обратного переходного процесса и àïïàратурного времени готовности устройства к измерению. Например, для опреде- 20 ления времени переходных процессов в инерционных источниках исследуемой частоты, время установления которой соизмеримо с одной секундой (кварцевые резонаторы, струнные датчики), время измерения достигает одной минуты и более.

Цель изобретения - повышение быстродействия измерителя.

Поставленная цель достигается тем, Зо что s устройство введены последовательно соединенные коммутатор, сумматор и дифференциатор, причем. выход делителя частоты подключен к первому входу коммутатора, второй вход кото- 35 рого подсоединен к первому выходу синхронизатора, а выход диффереициатора — к второму входу регистратора.

На чертеже показана функциональная схема устройства. 40

Измеритель содержит формирователь

1 импульсов, делитель 2 частоты, синхронизатор 3, коммутатор 4, сумматор

5, имеющий и — число входов, каждый из которых соединен с соответствующим 45 выходом коммутатора, дифференциатор 6, регистратор 6, входную клемму 8, выходную клемму 9. Коммутатор 4 устройства содержит элементы И 10 и триггеры ll, соединенные логически, узел so

6 дифференцирования в виде НЧ, фильтр

12 и дифференцирующая цепь 13.

Примеры конкретного выполнения отдельных узлов предлагаемого измерителя: формирователь - ключевой элемент, 55 . делитель частоты — счетчик импульсов, состоящий из логического соединения триггеров, синхронизатор — логический узел управления, коммутатор — логическое соединение триггеров и элементов И; сумматор уровней — устройство логического сложения амплитуд импульсов; узел дифференцирования — НЧ фильтр и дифференцирующая цепь.

Измеритель работает следующим образом.

В исходном состоянии, после включения напряжения питания, триггеры ll установлены в нулевое состояние, на выходе синхронизатора 3, связанном с управляющим входом коммутатора 4, имеется логический 0". Элементы

И 10 закрыты для прохождения сигнала с выхода делителя 2 частоты на

S — входы триггеров 11. Делитель 2 частоты, с произвольным коэффициентом деления, позволяет выбирать необходимое для восстановления динамической характеристики число точек отсчета, формирователь 1 формирует импульсы прямоугольной формы из сигнала, поступающего на входную клемму 8 измерителя.

В момент t синхронизатор 3 скачо коофрчзно изменяет величину управляющего сигнала на входе источника исследуемой частоты. Перепаду входного воздействия соответствует два значения исследуемых частот . нижнему уровню— верхнему уровню — f< . Одновременно, сигналом с выхода синхронизатора

3, открывается первый элемент И 10 и запускается развертка осциллографа (регулятор 7).

Положительным фронтом первого импульса с выхода делителя 2 частоты первый триггер 11 перебрасывается в единичное состояние и открывает второй элемент И 10. Положительным фронтом второго импульса с выхода делитес ля 2 частоты перебрасывается в единичное состояние через открытый второй элемент И 10, второй триггер 11 и т.д.

При этом перебросившиеся в единичное состояние триггеры 11 в дальнейшем своего состояния не меняют до появления внешней команды "Сброс".

Перепады напряжения с выходов коммутатора 4 подаются на входы сумматора

5 уровней, осуществляется операция логического сложения уровней. Каждое скачкообразное приращение уровня имеет строго регламентированную величину 4 е.

Огибающая полученной ступенчатой функции r(t) выделяется НЧ фильтром

12 и представляет собой закон измене847282 изобретения

5 . ния фазового угла ф (t) исследуемой частоты на участке переходного процесса.

Приращение фазы за один период равно 2В, а каждый новый период отме- 5 чается скачкообразным приращением уровня на величину А е, следовательно, приращение уровня 1 е соответствует приращению фазового угла на 2Т

При достаточном количестве триггеров

11 в коммутаторе 4, операция выделения огибающей сигнала г(г.) с помощью НЧ фильтра 12 легко осуществима.

Полученная на выходе фильтра 12 функция Р (Й) дифференцируется с 15 помощью дифференцирующей цепи 13, в результате чего на ее выходе появляется функция f(t), представляющая собой закон изменения частоты во времени на участке установления частоты, т.е. щ переходную динамическую характеристику, Функция f(t) высвечивается на экране осциллографа 7, развертка которого запускается сигналом управления с 25 выхода синхронизатора 3, одновременно с началом переходного процесса.

Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет значительно снизить время измерения динамических характе- 30 ристик установления частоты, позволяет снимать их в одном цикле измерения, а не в результате проведения нескольких циклов, как делается в известных устройствах. б

Использование измерителя в производстве частотных измерительных преобразователей позволяет сократить время контроля, что особенно важно в условиях серийного и крупносерийного производства.

Формула

Измеритель динамических характеристик, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты, а также последовательно соединенные синхронизатор и регистратор, причем вход формирователя импульсов подключен к входу измерителя динамических характеристик, к выходу которого подключен второй выход синхронизатора, о т л и ч а юшийся 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 экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

¹ 608260, кл. G 04 F 10/04, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2479291/18-21, кл. Н 03 К 13/20, 25.04,77 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 5497/74 Тираж 940 Подписное

Филиал ПЛЛ "Патент", г. Ужгород. ул.Проектная, 4