Измеритель временных характеристик переходных процессов

Измеритель временных характеристик переходных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

В. В. Антонов

Специальное конструкторско технологичес бюро средств автоматизации (7l ) Заявитель (54) ИЗИЕРИТЕЛ6 ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для авто" матизированного измерения временных характеристик быстропротекающих переходных процессов.

Известен измеритель временных ха" рактеристик переходных процессов, содержащий измерительный блок, генератор импульсов, ключи, счетчики, триггеры и многовходовый элемент совпаде- „, ния 1 j.

Данный измерйтель имеет низкую точность измерения времени установления переходного процесса из-за задержки сигналов при прохождении через 15 элементы схемы, участвующие в измерении времени установления и не обеспечивает получения информации о време" ни спада.и времени установления пе" реходного процесса при выключении ис- га точника. Время измерения данного измерителя определяется суммой времени установления и времени нарастания переходного процесса, что снижает

2 быстродействие и ограничивает область применения измерителя.

Наиболее близким к данному изобре- тению является устройство„ содержащее измерительный блок, ключи, гене" ратор импульсов, распределитель импульсов, счетчики, статические регистры, .сумматор, триггер и логичес" кие элементы ИЛИ $2).

Такое устройство отличается сложностьюю конструкции, малым быст родействием и недостаточной надежностью, особенно при случайном выходе входного сигнала из эоны "Норма" после установления переходного процесса и не обеспечивает получения информации о времени нарастания и времени спада переходной характеристики.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональ ных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель временных характеристик переходных процессов, содержа951695 щий четыре ключа, измерительный блок, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответствен" но nepeoro и второго ключей, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами генератора импульсов соответственно, три счетчика, триггер, два элемента ИЛИ, статический регистр и сумматор, введены дополни" тельно два ключа, два счетчика и два триггера, при этом выходы первого и второго основных ключей соединены со счетными входами соответственно первого и второго основных счетчиков, выход первого основного ключа соединен с первым входом первого дополни(тельного ключа, а выход второго основного ключа - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход второго основного счетчика соединен с информационным входом статического регистра, а выходы первого основного счетчика и статического регистра соединены с соответствующими входами сум-. матора, к третьему выходу измерительного блока подключен первый вход третьего ключа, выход которого через первый дополнительный счетчик и основной триггер подключен к вторым входам первого, второго и третьего основных ключей, причем первый выход измерительного блока подключен через второй элемент ИЛИ к входу сброса первого дополнительного счетчика, а через последовательно .соединенные четвертый и второй дополнительный ключи подключен к счетному входу второго дополнительного счетчика, к второму выходу измерительного блока подключены счетный вход третьего счетчика и первый вход первого дополнительного триггера. первый выход которого подключен к второму входу четвертого ключа, а втооой выход подключен к второму входу первого дополнительного ключа. выход котооого подключен к

1 пеовому входу второго дополнительного триrгера, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, причем первый выход второго дополнительного триггера соединен с входом записи, а второй - с входом запрета записй статического регистра, при этом третий выход генератора импульсов подключен к второму входу вто 55 рого дополнительного ключа, а вторые входы элементов ИЛИ подключены к входам сброса всех счетчиков и статического регистра, а также к вторым входам основного и первого дополнительного триггеров.

На чертеже приведена схема измерителя.

Измеритель содержит измерительный блок 1, ключи 2-7, генератор 8 импульсов, счетчики 9- 13 импульсов, триггеры 14, 15 и 16, элементы ИЛИ 17 и 18, статический регистр 19 и сумматор 20.

Измеритель работает следующим образом.

Перед началом каждого измерения измеритель устанавливают в исходное состояние. При этом в счетчиках 2-7 и статическом регистре 19 устанавливается нулевой код, а триггеры переводятся в такое состояние, при котором на первых выходах триггеров 1ч и 15 и на втором выходе триггера 16 устанавливается высокий потенциал, а а втором выходе триггера 14 и первом выходе триггера 16 .- низкий потенциал. На вход измерительного блока 1 подается сигнал исследуемого переходного процесса, на его первом и втором выходах в любой момент времени действуют взаимно противоположные уровни напряжения, соответствующие появлению уровня входного напряжения соответственно "Вне зоны" и "В зоне". Причем нижнее и верхнее значения уровня входного напряжения, фиксируемые первым выходом "Вне зоны" и вторым выходом "В зоне" блока 1, зависят от характера пеоеходнаго процесса. Нижний и верхний пределы при включении источника "Вне зоны" не менее 0,1U - установившегося значения уровня нап жения, и не более 1 50ут в зоне - не менее 0,90уст и не более 1,1 U . Верхний и нижний пределы при выключении источника "Вне зоны" - не более 0,9 0„ и не менее минус 0,5 U oT, "В зоне" - не более

О, 1 U T и не менее минус О, 1 0Уст

Блок 1 регулирует уровень установив шегося значения входного напряжения, ширину зоны, пределы фиксации значений входного напряжения "Вне зоны" и "В зоне", обеспечивает изменение уровней "Вне зоны" и «В зоне" при изменении характера переходного процес" са при включении или выключении источника и выдачу импульсов на третьем выходе при совпадении уровня входного напряжения с уровнем ОУст при вклю951695 чении и с нулевым уровнем напряжения при выключении источника.

При значениях входного напряже" ния, находящихся в пределах "Вне эоны", высокий (разрешающий ) потенциал с первого выхода блока 1 поступает на вход ключа 2, при этом импульсы генератора 8 проходят на вход счетчика 10, который накапливает информацию в количестве импульсов, попада«ло ющих в те интервалы времени, когда уровень входного напряжения находится в пределах "Вне зоны", на первый вход ключа 6, на втором входе которого присутствует низкий (запрещающий ) потенциал с второго выхода триггера 14, и импульсы на первый вход триггера 16 не поступают; на первый вход ключа 4, на втором входе которого присутствует высокий (разрешающий ) потенциал с пер 2О вого выхода триггера 14. В результате на первом входе ключа 5 также изимее1ся высокий потенциал, и импульсы с третьего выхода генератора 8 проходят на вход счетчика 9, который начинает заполняться.

После окончания первого временного интервала "Вне зоны", соответствующего времени нарастания (времени спада ) от 0 1 Ьст до 0 9 () (0,9 Фаст ЗО

- ., o, 1 Uy т) на первом выходе блока 1 устанавливается низкий (запрещающий) потенциал, При этом импульсы генератора 8 прекращают поступать в счетчик 9, на втором выходе блока 1 уста- З5 навливается высокий (разрешающий ) потенциал, который опрокидывает триггер 14 в противоположное состояние.

На втором входе ключа 4 появляется ни3кий (запрещающий) потенциал с пер- О вого выхода триггера 14, а на втором входе ключа 6 — высокий (разрешающий) потенциал с второго выхода триггера 14. Ключи 4 и 5 запираются и импульсы генератора 8 не проходят до но .45 вого цикла измерений.

Таким образом, в счетчике 9 записан код, соответствующий времени нарастания (времени спада ) переходного процесса. Высокий потенциал с второго выхода блока 1 поступает на второй вход ключа 3, импульсы генератора 8 начинают поступать в счетчик 11, заполняя его, и на второй вход .логи" ческого элемента ИЛИ 18, а с его выхо да - на второй вход триггера 16, ко- . торый ранее был установлен импульсом сброса в исходное состояние. Поэтому в регистр 19 не записывается код со счетчика 11 °

После окончания первого интервала времени "В зоне" начинается вто-рой интервал времени "Вне зоны", импульсы с выхода ключа 2 проходят через ключ 6 и первый импульс серии

"Вне зоны" опрокидывает триггер 16 в противоположное состояние, на вход записи поступает высокий, а на вход запрета записи регистра " низкий потенциал, код со счетчика 11 записыва ется в регистр 19.

После окончания очередного интервала времени "Вне зоны" и начала янтервала времени "В воне" импульсы с выхода ключа 3 проходят через логический элемент ИЛИ 18, и первый им.пульс серии "В зоне" возвращает триг гер 16 е первоначальное состояние, на входы записи и запрета записи регистра 19 поступают запрещающие запись потенциалы, а счетчик 11 суммирует вторую серию импульсов "В зоне" с первой. . Таким образом, перезапись кода со счетчика 11 в регистр 19 происхо" дит только в случае появления уровня входного сигнала в пределах „ Вне зоны", за исключением первого интервала времени "Вне эоны". Коды с выхода счетчика 10 и регистра 19 непрерывно суммируются в сумматоре 20. В счетчике 12 записывается количество пере" ходов через контролируемый уровень.

При первом совпадении уровня вход1 ного сигнала с уровнем (нулевой уровень напряжения ), соответствующим первому интервалу времени "В зоне", с третьего выхода блока 1 поступает импульс на первый вход ключа 7, на второй вход которого подан высокий потенциал с выхода триггера 15, и проходит на счетчик 13. Счетчик 1 3 импульсов - двухразрядный. На его вы" ходе устанавливается код Ol", С появлением .второго интервала времени

"Вне зоны" на вход сброса счетчика 13 через. логический элемент ИЛИ 17 поступает высокий потенциал, и счетчик 13 сбрасывается. На выходе счет" чика 13 устанавливается вновь нулевой код. Если очередной интервал

"Вне зоны" не появляется вслед за интервалом В зоне", то второй импульс совпадения приходит в счетчик 13„ и в нем устанавливается код "10"Д

Высокий уровень с выхода второго раз

951695 ряда счетчика 13 опрокидывает триггер 15 в противоположное состояние на его выходе устанавливается низкий потенциал, заяирающий ключи ?, 3 и 7, прекращая поступление в счетчик 11 импульсов счетной частоты, а также запрещая поступление импульсов в счетчик 10 и триггер 16, тем самым предупреждая перезапись кода счетчика 11 в регистр 19 и запись кода в счетчик 10

1О при случайных появлениях сигнала

"Вне эоны".

В предложенном измерителе в отличие от прототипа время измерения не превышает времени установления переходного процесса, что увеличивает быстродействие измерителя и снижа" ет до минимума непроизводительные за" траты времени. Измеритель защищен от . случайного появления сигнала "Вне зо- 20 ны" после установления переходного процесса, что повышает надежность работы измерителя. Ивмеритель позволяет регистрировать одновременно информацию о времени нарастания (времени спада), времени установления и количестве переходов через уровень уста" новившегося значения напряжения, т.е. обладает более широкими функциональ" ными воэможностями. 30 формула изобретения

Измеритель временных характеристик 35 переходных процессов, содержащий четыре ключа, измерительный блок, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответствен.но первого и второго ключей, вторые 40 входы которых соединены с первым и вторым выходами генератора импульсов три счетчика, триггер, два элемен" та ИЛИ, статический регистр, сумматор, отличающийся тем, 45 что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительно два ключа, два счетчика, два триггера, при этом выходы первого и вто" 5о рого основных ключей соединены со счетными входами соответственно первого и второго основных счетчиков, выход nepeoro основного ключа соеди« нен с первым входом первого дополнительного ключа, выход второго основного ключа соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход второго основного счетчика соединен с информационным входом статического регистра, а выходы первого основного счетчика и статического регистра подключены к соответствующим входам сумматора, к третьему выходу измерительного блока подключен первый вход третьего ключа, выход которого подключен через последовательно соединенные первый дополнительный счетчик и основной триггер к вторым входам пер" вого, второго и третьего основных ключей, причем первый выход измерительного блока подключен через второй элемент ИЛИ к входу сброса первого дополнительного счетчика, а через последовательно соединенные четвертый основной ключ и второй дополнитель" ный ключ подключен к счетному входу второго дополнительного счетчика, к второму выходу измерительного блока подключены счетный вход третьего основного счетчика и первый вход первого дополнительного триггера, первый выход которого подключен к второму входу четвертого основного ключа, а второй выход подключен к второму входу первого дополнительного ключа, выход которого подключен к первому входу второго дополнительного триггера, второй- вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый выход второго дополнительного триггера подключен к входу записи, а второйк входу запрета записи статического регистра, третий выход генератора импульсов подключен к второму входу второго дополнительного ключа, вторые входы элементов ИЛИ подключены к входам.сброса всех счетчиков и статического регистра, а также к вторым входам основного и первого дополнительного триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 708507, кл. H 03 K 13/17, 1980.

2. Авторское свидетельство CCCP

11 733100, кл. Н 03 K 13/17, 1980.

951695

Корректор Н. Король

Подписное

Составитель 8. Муляр

Редактор Л. Веселовская ТехредК МыЧьо

Заказ 5973/75 Тираж 959

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

«5 «5 «у ., д

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4