Двухпороговое устройство контроля уровня напряжения

Двухпороговое устройство контроля уровня напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социаттмстмческмк

Рес ублмк (

G 01 R 19!165

Гесударствеиимй комитет

СССР

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5 де делам изовратеиий н юткрмтий (53) УД К б21.317. .7, (088.8) Дата опубликования описания 07.02.83 (72) Автор изобретения

1 -""

1Д

Ю. Г. Покроев

Минское производственное объединение Горизонт" (71) Заявитель (54) ДВУХПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для допускового контроля уровня напряжения переменных периодических сигналов и может быть использовано в автоматических системах измерения высокочастотных параметров радиоэлектронных устройств, в частности интегральных микросхем.

Известно двухпороговое устройство контроля уровня напряжения, в котором контролируемая величина сравнивается по уровню с постоянным напряжением, состоящее из двух пороговых элементов, настроенных на верхний и нижний пределы допуска контролируемого напряжения, схемы совпадения и исполнительного органа (11.

Однако это устройство имеет низкое быст родействие из-за необходимости детектирования и интегрирования сигнала на выходе пороговых и сравнивающих устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является двухпороговое устройство контроля напряжения, в котором контролируемая величина так же, как и в известном устройстве, сравнивается по уровню с постоянным напряжением. Устройство содержит два пороговых элемента, настроенных на верхний и нижний пределы допуска контролируемого напряжения, два триггера, логическую схему совпадения, элемент -запрета, исполнительный орган, генератор тактовых импульсов, дифференцирующую цепь и резистивный делитель опорного напряжения (2) .

Данное устройство имеет более высокое

1О быстродействие, чем первое устройство, однако, и оно не позволяет реализовать максимальное быстродействие.

Это объясняется тем, что устойчивая работа данного устройства обеспечивается только

15 при частоте генератора тактовых импульсов меньшей частоты контролируемого напряжения.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Данная цель достигается тем, что в двух2О пороговое устройство контроля уровня напряжения, содержащее делитель опорного напря-. жения, два пороговых элемента, соединенные первыми входами с . соответствуюнтими выво995003 дами делителя опорного напряжения, а вторым .— с входной клеммой устройства, два триггера, первые входы которых соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, элемент совпадения, входы которого соединены с выходами соответствующих триггеров и исполнительный орган, введены третий пороговый элемент и инвертор, а делитель опорного напряжения снабжен третьим выводом, причем первый вход третьего по- 16 рогового элемента соединен с третьим выводом делителя опорного напряжения, его второй вход соединен с входной клеммой устройства, выход третьего порогового элемента соединен с входом инвертора и первым 15 входом исполнитецьного органа, выход инвертора соединен с вторыми входами триггеров, а второй вход исполнительного органа соединен с выходом элемента совпадения. 26

На фиг. 1 приведена функциональная схема двухпорогового устройства; на фиг. 2 эпюры напряжений для различных точек функциональной схемы. 25

Форма сигнала для наглядности выбрана синусоидальной, хотя сигнал может быть и периодическим импульсным.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 пороговые элементы, резисторы 5>

4-7 делителя опорного напряжения, первый

8, второй 9 и третий 10 выводы делителя опорного напряжения, инвертор II, триггер

12 и13, элемент 14 совпадения, исполнительный орган (триггер) 15, входную клемму .16.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал 0х через клемму 16 одновременно поступает на пороговые элементы 1 — 3, где сравнивается с опорными напряжениями: 0 < — верхняя граница допуско40 вой зоны, Ооп — нижняя граница допусковой зоны, U д — вспомогательный уровень, . лежащий ниже уровня U о и д например вблизи уровня постоянной составляющей исследуемого сигнала.

Ур""и Upon "оп 2 0опЗ формируются с

45 помощью резисторов 4 — 7 делителя напряжения из опорного напряжения Uoä . Если сигнал 0> имеет мгновенное значение меньшее уровня 0олЗ, то на выходе третьего 3 порогового элемента появится высокий уровень напряжения О, (фиг. 2), которое, пройдя через инвертор 11, устанавливает первый 12 и второй 13 триггеры в единичное состояние — исходное состояние триггеров

12 и 13. При превышении мгновенным значением исследУемого сигнала 0„УРовнЯ Оопп с S-входов триггеров 8 и 9 снимается угнетающий уровень. Триггеры 12 и 13 под4 готовлены к приему информации по R-входам.

Цри превышении мгновенным значением исследуемого сигнала 0х уровня 0оо2 на выходе второго 2 порогового элемента появляется низкий уровень напряжения U (фиг. 2), которое устанавливает второй 13 триггер в "О". Аналогично низким потенциалом 0в1 устанавливается и первый 12 триггер, Информация с единичного плеча первого

12 и с нулевого плеча второго 13 триггеров анализируется схемой 14 совпадения. Результат анализа с выхода схемы 14 совпадения в двоичном коде подается на О-вход третьего 15 триггера (фиг. 2). На счетный вход этого триггера подается сигнал О„с выхода третьего 3 порогового элемента. При переходе напряжения 0 п5 с низкого к высокому уровню третий триггер 15 фиксирует результат измерения: единица-уровень используемого сигнала лежит внутри допусковой зоны, нуль — вне зоны (эпюра ТЗ на фиг. 2).

После фиксации третьим триггером 15 результата измерения первый 12 и второй 13 триггеры могут быть переведены в исходное состояние и подготовлены к новому измерению во время очередного периода колебания исследуемого сигнала. Установка триггеров 12 и 13, как сказано выше, осуществляется с появлением высокого уровня напряжения 0 р э на выходе третьего 3 порогового элемента, т.е, одновременно с фиксацией результата измерения третьим триггером

15. В дальнейшем цикл измерения повторяется в каждом периоде колебания исследуемого сигнала.

Диапазон частот, для которых может быть использовано предлагаемое изобретение, в основном определяется быстродействием элементов, используемых для его построения, в частности пороговых элементов 1 — 3.

Использование вновь введенных элементов и связей позволяет осуществить измерения в течение каждого периода исследуемого сигнала, т.е. реализовать максимально возможное быстродействие устройства. Отсутствие импульсов ошибки обусловлено привязкой фаз исследуемого сигнала и тактовой часты, которой фиксируется результат измерения. Привязка фаз сигнала осуществляется благодаря формированию тактовых сигналов из исследуемого сигнала. При этом одновременно обеспечивается равенство частот исследуемого сигнала и тактовых импульсов.

Благодаря осуществлению измерений в течение каждого периода колебаний напряжения исследуемого сигнала устройство может быть

995003

5 использовано в автоматических системах слежения за уровнем исследуемого сигнала.— -Данная функция не присуща известным устройствам.

Технико-экономическое преимущество -предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами состоит в том, что оно позволяет повысить быстродействие работы устройства. о

Формула изобретения

Двухпороговое устройство контроля уровня напряжения, содержащее делитель опорного. 5 напряжения„два пороговых элемента, соединенные первыми входами с соответствующими выводами делителя опорного напряжения,- а вторыми —. с входной клеммой устройства, два триггера, первые входы которых соеди-- 20 иены с выходами соответствующих пороговых элементов, элемент совпадения, входы котороro соединены с выходами соответствующих триггеров, и исполнительный -орган, о т л ичающееся тем,что,сцельюповыщения быстродействия, в него:введены третий . пороговый элемент и инвертор, а делитель опорного напряжения снабжен третьим выводом, причем первый вход тртьего порогового элемента соединен с третьим выводом делителя .опорного напряжения, его. второй вход соединен с входной клеммой устройства, выход третьего порогового элемента соединен ° с входом инвертора и первым входом исполнительного органа, выход инвертора соединен с вторымивходами триггеров, а второй вход исполнительного органа соединен с выходом элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Информационный листок М 74/081S, УДК 621.317.721.1.

2. Авторское свидетельство СССР Р 625167, кл. G 01 R 19/00, 03.04.75.

995003

Составитель Б. Веремейкин

Техред М.Надь Корректор E. Рошко

Редактор Т. Киселева

Заказ 632/29

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

Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5