Устройство для контроля нелинейности пилообразного напряжения

Устройство для контроля нелинейности пилообразного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2606.81 (21) 3310072/18-21

978079

Р М Кд з

С 01 и 29/02 с присоединением заявки N9

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 30.1132. Бюллетень М 44 (53) УДК 621.317.

351(088 8) Дата опубликования описания 311182 (72) Авторы изобретения А. Н . Ушаков, Ж. Шаршеналиев, М.М. Коренфель т гг»

1д

Фрунзенский политехнический инстит т (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ

ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

4

ma тп»п к„= г

"max+ "mi<

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 напряжения, 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 напряжений, две схемы сравнения, формирукщий и запускакший триггеры, кнопку запуска и схему совпадения. Коэффициент 20 нелинейности пилообразного напряже.ния в этом устройстве определяется следующим математическим выражением:

Где Тт,с,„и Т„н„- максимальный и минимальный промежуток времени между срабатываниями двух схем сравнения при изменении регулируемого постоянного напряжения в диапазоне амплитуды измеряемого пилообразного напряжения (1).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие обусловленное значительными затратами времени на измерение регулируемого напряжения на получение отсчетов интервалов времени с измерительного прибора для последуккдего выбора минимального г.,„,-„ 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 соответствукицих пороговых элементов при достаточно большом их

9780 79 введены усилитель разности напряжений, блок управления, генератор пилообразного напряжения высокой частоты, два компаратора, формирователь импульсов и источник регулируемого напряжения, при этом первый вход усилителя разности напряжений соединен со входной клеммой устройства, второй вход -с выходом генератора образцового пилообразного напряжения, а выход соединен со вторым входом упомянутого компаратора, входы блока управления соединены с соответствующими выходами пороговых элементов, первый и второй выходы блока управления соединены со входами генератора образцового пилообразного напряжения и входом генератора пилообразного

35 напряжения высокой частоты соответст-40 венно, выход генератора пилообраэного 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 пилообразного напряжения, генератор 5 пилообразно65 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- 5 каторе в пределах линейных размеров, пропорциональных периоду синусоидального сигнала генератора.

Цель изобретения — повышение точности >-змерений коэффициента относи- 10 тельного отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона.

Указанная цель достигается тем, что и устройство для контроля не- 15 линейности пилообразного напряжения, содержащее два пороговых элемента с регулируемыми пороговыми уровнями, входами подключенных к входной клемме устройства, генератор образцового 20 пилообразного напряжения, вольтметр, матричный индикатор и компаратор, ro напряжения высокой частоты, усилитель б разности напряжений, первый вход которого соединен со входом устройства, второй вход — co 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 выходы через 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. 2 чения:

"и "о входное пилообразное напряжение и напряжение на выходе генератора 4 соответственно; напряжения срабатываний пороговых элементов 1 и 2 соответственно, выходные напряжения гегератора 5 усилителя 6 разности напряжений соответственно> напряжение на одном из выходов источника 10 регулируемого напряжения, равное напряжению на выходе усилителя б при равенстве сигналов на его выходах, в частности Uo = О; напряжение на втором выходе источника 10 регулируемого напряжения, устанавливаемое равным экстремальному отклонению напряжения на выходе усилителя б в зависимости от величины 0 за время йолного прямого хода входного пилообразного напряжения;

0п, UII

1 2 вч "Р Uo

Uorl

Ug UK2

UI, U® — 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- 4 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 разверток на третьем и четвертом выходах блока 3 управления принимают исходные значе0 „-U

III OI < III 1 П л 0 ) 55 где k — - коэффициент передачи усилителя 6 разности напряжений (напряжения, выходящие в формулу, берутся с учетом их знаков ). формула изобретения

Устройство. для контроля нелинейности пилообразного напряжения, со65 держащее два пороговых элемента с даны следующие обознания. При периодическом псвторении входного сигнала описанные выше процессы повторяются. На матричном индикаторе 13 формируется изображение, 5 состоящее из совокупности точек

Р меняющих свою яркость (контрастность ) при наличии импульсов на выходе формирователя 12 ° При этом совокупность точек, лежащих на оси ОХ матричного индикатора (фиг. 2 ), получа10 ется при периодическом срабатывании второго компаратора 8 и образует линию нулевого отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона, совокупность точек, обра15 зукщихся при срабатывании третьего компаратора 9 дает на матричном индикаторе 13 линию экстремального отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона, а совокупность точек, получаемая при срабатывании первого компаратора 7, образует линию текущего отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона. На фиг. 2 моменты срабатывания первого ко лпаратора 7 обозначены цифрами 0,12...7, этими же цифрами обозначены точки, получаемые на матричном индикаторе при срабатывании первого компаратоаО а 7 °

Совокупность точек на линии, параллельной оси ОХ и лежащей в верхней части матричного индикатора (фиг. 2 ), образует уже упоминавшуюся линию экстремального отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона.

Изменяя с помощью источника 10 напряжение на втором входе третьего компаратора 9, добиваются совмещения линии экстремального отклонения с точкой максимума на линии текущего отклонения и фиксируют показания U вольтметра 11. То же самое повторяют для минимума линии текущего откло5 нения, фиксируя (с учетом знака ) показания 0 „;„ вольтметра 11. Коэффи.циент относйтельного отклонения входного пилообразного напряжения от линейного закона определяют по формуО ле

978079 регулируемыми пороговыми уровнями, взводами подключенных к входной клемме устройства, генератор образцового пилообразного 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 разности напряжений, блок управления, генератор пилообразного напряжения высокой частоты, два компаратора, Фармирова- 10 тель импульсов и источник регулируемого напряжения, при зтом первый вход усилителя разности напряжений соединен со входной клеммой устройства, второй вход — c выходом гене- f5 ратора образцового пилообразного напряжения, а выход соединен с вторым входом упомянутого компаратора, входы блока управления соединены с соответствуннцими выходами пороговых 2О элементов, первый и второй выходы блока управления соединены с входом генератора образцового пилообразного напряжения и входом генератора пилообразного напряжения высокой 25 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, с первым входом вольтметра, выходы всех компараторов через форми рователь 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 источника регулируемого напряжения.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 521530, кл. G 01 R 29/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 705384, кл. G 01 R 29/02, 1977 (прототип ).