SU840769A2 - Устройство дл измерени переход-НыХ пРОцЕССОВ B АНАлОгО-чАСТОТНыХпРЕОбРАзОВАТЕл Х - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЛАЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОиЁССОВ 6 А НА ЛОГО-ЧАСТОТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ

Изобретение относитс  к радиотехни«ческим измерени м и монсет быть, испопьэсвано дл  исследсвани  динамических свойств широкого класса устройств с . аналого-частотным преобразованием, например измерительных частотных преобра- зсюателей. По основному авт. св. № 696392 иэвестно устройство дл  измерени  переходных процессов в аналого-частотных преобразсжател х , содержащее блок управлени , блок задани  входного сигнала, пе вый и второй счетчики импульсов, элемент задержки , блок индикации и элемент И. Устройство позвол ет опре делить форму переходного процесса устанселени  частоты ij, Однаков известном устройстве методика вьгчислени времени переходного процесса трудой ка при любом характере переходного процесса, так как основана на аналитическом преобразсвании нереальногомасштаба вр&мени результирующей осциллограммы в реальный по приближенной формуле. Цель изобретени  - снижение трудоемкости измерительного процесса путем калибровки результата измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  времени переходных процессов в аналого-частотных преобразсюател к, содержащее блок управлени , первый выход которого соединен со входом блока задани  вхолного сигнала, выход которого соедин нен с первой входной клеммой устройства , первый и второй счетчики вмпулы сов, первые входы которых подключены соответственно ко второму и третьалу « выходам блока управлени , пе|жый выход первого счетчика импульсов и выход второго счетчика импупьссв coeдI нены соответстеенно с первым и вторым входами блока управлени , второй выхоа первого счетчика импульсов соединен с третьим входом блока управлени , а также элемент задержки в блок индикаиии , элемент И, первый вход которого соединен со второй входной клеммой устройства , второй вход эпементд И соеди- нен через элемент задержки с выходом блока задани  входного сигнапа и со вторыми входами первого и второго сче-гаиков, а выходы элемента И соединены с четвертым входом блока управлени , причем выход второго счетчика соединен со входом блока индикации, введены третий счетчик импульсов и измеритель длительности, причем вход измерител  длительности соединен с выходом бпо-« ка управлени , второй вход измерител  длительности соединен со вторым выходом блока задани  входного сигнапа, который также соединен со вторым входом третьего счетчика, первый вход которого соединен с выходом второго счетчика импульсов , а выход третьего счетчика соединен с блоком индикации.

Введение в известное устройство третьего счетчика и измерител  длительности дает возможность калибровать горизонтальную развертку результирующей осциллограммы в реальном масштабе времени , что, Б свою очередь, позвол ет более точно и с меньшими затратами, не прибега  к приближенным аналитическим вычислени м, определ ть врем  переходного процесса.

На фиг. 1 -.представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства; на фиг. 4 результат измерени  (результирующа  осциллограммы с импульссм калиброзки) времени переходного процесса.

Предлагаемое устройство содержит бло 1 управлени , блок 2 задани  входного сигнала, первый и второй счетчики 3 и 4 импульсов, элемент 5 задержки, блок 6 индикации, элемент И 7, входна  8 и выходна  9 клеммы - предлагаемого устройства . Нафиг. 1 показано такжевьтолнени блока 2 задани  входного сигнала на элементе 1О задани  сдвига входного сиг нала и элементе 11 задержки и блока 1 управлени  на ди})ференцирующей цепи 12 и элементах И 13 к 14. Кроме того, предлагаемое , - устройство содержит измеритель 15 длительности и третий счетчик 16 импульсов.

Устройство работает следующим образом/ .

В исходном состо нии, после подачи напр жени  питани , элемент И 7 закрыт по второму входу импульсом ж с выхода элемента 5 задержки дл  импульсов исcn&Tjy&toti частоты cii поступающих на его первый вход (клемма 8). Первый

Счетчик 3 импульсов обнулен и открыт ;дл  импульсе с выхода элемента И 13. Элемент И 13 открыт дл  импульсов с выхода ди})ференцирующей цепи 12. Вто-. рой счетчик 4 импульсов обнулен и от крыт дл  импульсов с третьего выхода элемента И 14. Этемент И 14 закрыт дл  импульсов с выхода дифференцирующей цепи 12 по второму входу сигналом совтороговыходавторогосчетчика 3импульсов . Зпемент 10 задани  сдвига вход наго сигнапа ждет первого запускающего импульса с выхода дифференцирующей цепи 12. Этот же импульс обнул ет измеритель 15 дпитегтьности. Третий счетчик 16 импульсов обнулен и закрыт дл  импульсов с выхода второго счетчика 4 сигналом со второго выхода блока задани  входного сигнала.

При подаче напр жени  питани  на исследуемый аналого-частотный преобразова - тёль (не показано) на его выходе генерируютс  импульсы . частоты (диаг рамма а на фиг. 2 ), которые поступа

5 ЮТ на входную клемму 8 предлагаемого устройства. Выходна  клемма 9 устройства подключена к входным клеммам исследуемого аналого-частотного преобразовател . На вход исследуемого преобразовател  поступает напр жение, периодически измен ющеес  скачкообразно и имеющее два уровн  - единичный и нулевой. Нулевому уровню соответствует частота f , едиЕшчному - ,- (диаграмма г на фиг. 2).

В момент подачи питающего напр жени  запускаетс  элемент 5задержки. Длительность импульса элемента 5 задержки выбираетс  исход  из времени установлени  измерител  в исходное состо ние пос0 ле включени  напр жени  питани , причем длительность импульса этого элемента задержки должна быть больше . обратного переходного процесса перехода от частоты д к (диаграмма г на фиг. 2).

5 По окончании имаульса с выхода эле .мента 5 задержки (диаграмма ж на фиг. 2) открываетс  элемент И 7, при. этом импульсы исследуемой частоты U поступают через него на дифференцирую-

0 Шую цепь 12.

Первый дифференцированный импульс (диаграмма б на фиг. 2) запускает элемент задани  сдвига входного сигнала, который представл ет собой кипп-реле

5 с циклически измен ющейс  длительностью импульсов .

Claims (1)

1. №лпульс максимальной длительности на выходе блока 2 задани  сдвига входного сигнала соответствует первому никпу измерени  и имеет длительность, крат ную целому числу периоде исследуемой частоты , что обеспечивает синхронизацию начала переходного процесса с фро том одного из импульсов исследуемой ча тоты, например с передним фронтом (диаграмма а на фиг. 2). Со второго выхода блока 2 задани  входного сигнала импульс максимальной длительности поступает на вторые входы измерител  15 длительности и счетчика 16. Передний фронт этого импульса откр вает счетчик 16 дл  считывани  импульсов g с выхода второго счетчика 4. Задний фронт этого имйульсазапускает гомеритель 15 гетительности синхронно с началом переходного процесса. Л - ый ди})ференцирсжанный импульс, например первый, последующий за запуском- (диаграмма б на фиг. 2), останавливает измеритель 15 длительности. В результате измер етс  врем  между началом переходного процесса и одним из положительных дифференцированных импул СОВ, например, между началом переходного процесса и первым ди})ференцирован ным импульсом (диаграмма з на фиг.2). Задним фронтом импзгльса с элемента Ю сдвига входного сигнала (диаграмма в на фиг. 2) запускаетс  элетлент 11 задержки , который представл ет собой кипп реле с посто нной дтгательностью импульсов , генерирующий импульс определенной длительности (диаграмма г на фиг. 2 и продолжение-диаграмма г на фиг; З). Этот импульс коммутирует напр жение на входе исследуемого аналого-часто ного преобразовател , в результате чего измен етс  выходна  частота последнего (диаграмма а на фиг. 2). С выхода ди{)ференцирующей цепи 12 продт1|)ференцированные импульсы (диаграмма 2 на фиг.2,продолжение - диаграмма б на фиг. 3) поступают через элемент И 13 на первый . счетчик 3 импульсов и через элемент И 14 на второй счетчик импульсов, при этом счетчик 3 импульсов считает только положительные импульсы, а счетчик 4 импульсов - положительные и отрицательные . В исходном положении элемент И 13 открыт по обоим входам, элемент И 14 закрыт выходным сигналом счетчика 3 импульсов. Дв|)фвренцированные импульсы с выход Дифференцирующей цепи 12 поступают на счетчик 3 импульсов, который просчитывает Г)-число положительных импульсов (например р-З) после чего запирает элемент И 13 н открывает элемент И 14. , Первые отрицательный и положительный импульсы (диаграмма п на фиг. 2 и диап рамма л на фиг. З) регистрируютс  на счетчике 4 импупьссю, который затем запирает элемент И 14. С выхода счетчика 4 импульсов на блок 6 индикации поступает импульс 6 длительность которого равна интервалу времени между отрицательным и положительным продифференшфсюанными импульсами (диаграмма л на фиг. 2 и диаграмма л на фиг. З). №/пульс е имеет норм рованную амплитуду, котора  преобразуетс  в блоке 6 индикации в импульсы пилообразного напр жени  (диаграмма м на фиг. 2 и диаграмма м на фиг. 3). Обща  картина переходного процесса, регистрируема  блоком индикации, показана на фиг. 4 ( tj - врем  переходного процесса, Т, - модулированный период). Первый цикл измерени  заканчиваетс  по окончании iимпульса г, по заднему фронту которого запускаетс  элемент 5 задержки, генерирующий импульс W Сбрасываютс  в исходное состо ние счетчики 3 и 4 импульсов, и начинаетс  обратный переходной процесс в исследуемом ана- лого-частотном преобразователе. После установлени  на выходе исследуемого аналого-частотного преобразовател  начальной частоты $ начинаетс  следующий цикл измерени , который протекает аналогично, Однако в последук щих циклах измерени  измен етс  длительность задающего импульса в элемента 1 ОзаДани  сдвига входного сигнала. Эта длительность измен етс  циклически с дискре-рностью Т , в результате чего импульс «Г проходит весь участок переходного про- цесса, измен   свою длительность. В предлагаемом устройстве нереалЕгный масштаб времени калиб уетс  имггульсом с выхода счетчика 16, который открываетс  передним фронтом импульса аксимальной длительности со второго ыхода блока задани  входного скг ала и просчитывает импульсы с выхода четчика 4 импульсов. Период частоты делитс  на m раз, при этом вапвина дискретного изменени  длительнсон импульса на выходе элемента 1О заани  сдвига входного сигнала равна /V T-t 4 1 7 На участке переходного процесса период Т,, частоты модулируетс  переходной функцией (диаграмма а на фиг. 2 и диаграмма а на фиг. З). Врем , равное сумме нескольких первых модулированных периодов Т , считыв етс  относительно начала переходного процесса и фиксируетс  иамерителетл 15 дпительности. На диаграмме з (фиг. 2) показано считывание первого модулированногр периода Тц . По окончании этого периода по вл етс  следующий импульс исследуемой последовательности О, В нереальном масштабе времени на результирующей осциллограмме импульс, соответствующий окончанию измеренного периода Т , по  л етс  через m импульсов, причем моме по влени  импульса, соответствующего окончанию измеренногоТц/( , фиксируетс  на результирующей осциллограмме импуль сом калибровки X . Третий счетчик 16 импульсов считывает m импульссв с выхода второго счетчика 4 и по окончании счета формирует импульс калибровки подмешива  его к импульсам результирующей осшшлограммы (фиг. 4). Интервал времени в реальном .масшта бе времени между началом переходного процесса и импульсом калибровки высвечиваетс  на индикационном табло измерител  15 длительности (диаграмма з на фиг. 2 и диаграмма з на фиг. 3). Дальнейшие измерени  свод тс  к сов мещению сетки Экрана осциллографа с импульсом калибровки относительно начал переходного процесса,--установлению цены делени  горизонтальной развертки и опре лению времени окончани  переходного про цесса на любом потенциальном уровне. Дл  сравнени  покажем методику расч та времени переходного процесса в иэвестноМ устройстве. В и естном устройстве расчет време переходного процесса-t производитс  по 11р)1ближеиной формуле в(т-в где 2 нижн   и верхн   частоты исследуемого аналого-част ного преобразовател ; 8 9 Tj - врем  , соответствующее величине дискретного изменени  длительности им пуль са на выходе блока задани  сдвига входного сигнала число импульсов на участке изменени  амплитуды на фиг. -1 . Приведенна  формула справедлива дл  линейных участков переходного процесса , а дл  произвольной формы переходно- о процесса предполагает кусочно-линейную аппроксимацию с последующим суммированием результатов, что 5юл етс  довольно трудоемким процессом. Кроме того, по вл ютс  естественные расчетные погрешности , св занные с неточностью аппроксимации . Таким образом, предлагаемое устройство по ол ет .значительно снизить трудоемкость измерени  времени переходных процессов в аналого-частотных преобразовател х при контроле динамических параметров как в процессе исследсжани  преобразсжателей , так и в процессе их произ- вбг.ства. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  переходных процессе в аналого-частотных преобразовеь теп х по авт. св. № 696392, отличающеес  тем, что, с целью снижени  трудоемкости измерительного процесса путем калибровки результата иет ерени , в него введены третий счетчик импульсов и измеритель длительности, причем вход измерител  длительности соединен с выходом блока управлени , второй вход изме- : рител  длительности соединен со вторым выходом блока задани  входного сигнала, который также соединен со вторым входом третьего счетчика, первый вход которого соединен с выходом второго счетчика импульсов , а выход третьего счетчика импульсов соединен с блоком индикации. Источники ин})ормации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 696392, по за вке Ns 2479291/18-21, 25.О4.77.

   rt

   J«w

   iti nynbc „ KawSffofHv

   Фиг A