Устройство для измерения времени установления переходного процесса

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ZZ?? G 04 Г 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY CBMQETEllbCTHY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

iiO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3307888/18-21 (22) 23.06 ° 81 (46) 23 ° 03.83, Бюл. 9 11 (72) В.А.Телец, В.П.Дегтяренко и A.Н.Щавелкин (53) 681.325.3 (088.8) (56) 1.Convection Handbook,Analog

Оечices iune 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

?" 687415, кл. G F 10/04, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ??ЗИЕРЕНИЯ

ВРЕ?4ЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ЦЕРЕХОЦНОГО

ПРОЦЕССА, содержацее дискриминаторы нижнего и верхнего уровней, входы которых подключены к входной шине устройства и D-триггер, С-вход которого соединен с выходом генератора синхроимпульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей и повышения точности, в него введены три формирователя импульсов по фронту и Фррмирователь импульсов по спаду, два элемента ИЛИ, счетчик импуль„„SU„„ l 007080 А сов и дискриминатор среднего уровня, причем выход дискриминатора нижнего уровня через первый формирователь импульсов по фронту соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к R-входу

D-триггера, вход дискриминатора среднего уровня подключен к входной шине устройства, а его выход соединен с входами второго формирователя импульсов по фронту и формирователя импульсов по спаду, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с D-входом

О-триггера, выход дискриминатора верхнего уровня через третий формиро- 3 ватель импульсов по фронту, подключен к второму входу первого элемен та ИЛИ, выход 0-триггера соединен .:с R-входом счетчика импульсов и с шиной запуска, С-вход счетчика им пульсов соединен с выходом генератора синхроимпульсов..1007080

Изобретение относится к .измерительной технике и может быть использовано для измерения времени окончательного вхождения затухающего электрического сигнала в заданные,пределы зоны установления, а именно времени установления элект» рического сигнала.

° Известно устройство для измерения времени установления электрического сигнала, содержащее амплитуд- 10 ный селектор (компаратор), порог которого устанавливается по инвертирующему входу через регулируемый .делитель напряжения и соответствует уровню напряжения, около которого 15 в пределах допуска происходит уста- . новление измеряемого сигнала, подаваемого на прямой вход амплитудного селектора, выход которого подключен на вход осциллографа с внешней сии- 20 хронизацией (1) .

Недостатком этого устройства. является неопределеннос ь при фиксировании момента времени появления устойчивого уровня выходного напряжения, необходимость применения осциллографа, что затрудняет автоматизацию процесса измерения времени установления и ограничизает точность устройства. 30

Наиболее близким по.технической сущности к предлагаемому является ус.тройство для измерения временных параметров радиоимпульсов, которое содержит источник радиоимпульсов, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, RS-триггер и связанные с ним 2 элемента И, включенные на выходе устройства, синхронизатор, два .

D-Tðèããåðà, инвертор $2$ . 4p

Однако известное устройство не позволяет проводить измерения времени установления электрического сигнала в интервале между двумя поро45 имеющего участки задержки и (или), нарастания переходной характеристики от начала отсчета до первого вхождения измеряемого сигнала в интервал между значениями пороговых уровней. Кроме того, погрешность изме- рения интервалов времени достаточно велика и составляет два периода заполнения импульсами эталонной частоты. !!елью изобретения является рас- 55 ширение функциональных возможностей и повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения времени установления лереходного про- 69 цесса, содержащее дискриминаторы нижнего и верхнего уровней, входы которых подключены к входнрй шине устройства и D-триггер, С-вход которого соединен с выходом генератора синхроимпульсов, введены три формирователя импульсов по фронту и формирователь импульсов по спаду, два элемента ИЛИ, счетчик импульсов и дискриминатор среднего уровня, причем выход дискриминатора нижнего уровня через первый формирователь импульсов по фронту, соединен с первым входом первого элемента HJIH> выход которого подключен к R-входу

О-триггера, вход дискриминатора среднего уровня подключен к входной шине устройства, а его выход соединен со входами второго формирователя импульсов по фронту и формирователя импульсов по спаду, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выход которого соеди-. нен с 0-входом О-триггера, выход дискриминатора верхнего уровня через третий формирователь импульсов по фронту, подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, выход О-триггера соединен с R-входом счетчика импульсов и с шиной запуска, С-вход счетчика импульсов соединен с выходом генератора синхроимпульсов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы.

В устройстве фиксируется момент времечки, когда происходит нарушение порядка пересечения кривой процесса установления измеряемого сигнала оговоренных уровней Он1 4 (Ucp! < 1Ug) в последовательности их прохождения

"и "ср "в "з "ср "н где "к нижний пороговый уровень,Ucp- средний пороговый уровень, U — верхний пороговый уровень.

Нарушение укаэанной последовательности означает вхождение электрического сигнала в зону между уровнями UH u US и завершение переходного процесса.

Устройство для измерения времени установления переходного процесса содержит дискриминаторы 1 нижнего, 2 среднего, 3 верхнего уровней, формирователи 4, 5 и 6 импульсов по фронту, формирователь 7 импульсов по спаду, элементы 8 и 9 ИЛИ О-триггер

10; счетчик 11 импульсов, генератор

12 синхроимпульсов, шину 13 запуска и .входную шину 14.

Диаграммы на фиг. 2 приведены для случаев установления электрического сигнала в заданную зону по верхнему уровню ограничения Uз (диаграмма слева) и по нижнему уровню ограничения UR (диаграмма справа).

На фиг. 2 показаны сигналы на выходах: а) дискриминатора 1 нижнего уровня/

1007080 б) дискриминатора 2 среднего уровня, в) дискриминатора 3 верхнего уровня, г) формирователя 4 импульсов по фронту", 5 д) формирователя 5 импульсов по фронту, е) формирователя б импульсов по фронту, ж) формирователя 7 импульсов по спаду, з) элемент 8 ИЛИ; и) элементы 9 ИЛЙ, к) триггера 10; л) на входе счетчика 11; 15 м) генератора 12 синхроимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением у дискриминато- 2О ров 1, 2 и 3 должны быть установлены соответственно нижний Он, средний О, верхний U0 пороговые уровни. В исходном состоянии на выходах дискриминаторов уровня.1, 2, 3 — нулевой уровень, выход D - триггера 10 в произвольном состоянии. Импульсы от генератора 12 постоянно поступают на вход С счетчика 11. С приходом сигнала запуска в шину 13, счетчик 30

11 перейдет в нулевое состояние и готов записать новую информацию.При поступлении измеряемого сигнала U». на шину 14 устройства происходит следующее.

Когда сигнал U» достигает нижнего уровня .срабатывания дискриминатора 1 (О» U ), на выходе последнего появляется сигнал "1", поступающий на вход формирователя 4 импульсов по фронту, на выходе которого формиру- 40 ется импульс "1", поступающий на один из входов элемента 8 ИЛИ, с выхода которого подается сигнал сброса на вход R 0-триггера 10. Описанный тракт, обозначим 1-4-8. При 45 достижении сигналом U» среднего уровня срабатывания дискриминатора 2 (О » > Urp ), на выходе последнего появится сигнал "1", поступающий на вход формирователя 5 импуль- 5О сов по фронту, на выходе которого формируется сигнал "1", поступающий на один из входов элемента 9. ИЛИ, с выхода которого подается сигнал записи на вход D 0-триггера 10 55

Описанный тракт обозначим 2-5-9 °

Если сигнал Ох достигает верхнего уровня срабатывания дискриминатора 3 . (0» u0), на выходе последнего появится сигнал "1", поступающий на вход формирователя б импульсов, на выходе которого фбрмируется сигнал "1", поступающий на второй вход элемента 8 ИЛИ, с выхода которого подается сигнал сброса на вход R 0-триггера 10 ° Описанный тракт обозначим З-б-8.

При спаде и дальнейшем уменьшении сигнала U» после перехода через уровень О8 на выходах дискриминаторов 3, 2 и 1 последовательно появятся нули. При этом формирователи 4, 5 и б импульсов по Фронту не срабатывают, а формирователь 7 импульсов по спаду вырабатывает сигнал "1", поступающий на второй вход элемента 9 ИЛИ, с выхода .которого подается сигнал записи на вход, 0 0-триггера 10. Описанный тракт обозначим 2-7-9.

Если в какой-то из моментов времени сигнал не достигает. одного из уровней, Оя или UH, то с выхода соответствующего тракта 1-4 — 8 или

3-6-8 на вход и D-триггера 10 не поступит. сигнал сброса. В этом случае на вход 0 D-триггера 10 будут в соответствующей последовательности поданы сигналы записи и с выхода тракта 2-5-9 и с выхода тракта

2-7-9. На прямом или инверсном выходе 0-триггера 10 появится "1", которая поступает на вход R счетчика 11 импульсов и является сигналом остановки счета. Число импульсов, записанных в счетчике является мерой времени .установления электрического сигнала, После этого уст- ройство готово к последующим измерениям. В устройстве можно использовать как внутреннюю, так и внешнюю синхронизацию. Погрешность измерения снижается по сравнению с известным устройством в 2,5 раза.

Использование предлагаемого уст-. ройства позволяет расширить функциональные возможности применяемых измерителей и существенно повысить их точность измерения временных интервалов. Внедрение устройства в новой технике позволит автоматизировать процесс контроля качества динамических параметров иэделий; например, интегральных схем, существенно повысить производительность и точность измерения.

1007080 и.,, н

Составитель П.Плетнева

Редактор Г.Волкова Техред M,Tåïåð Корректор Е. Рощко

Заказ 2137/71 Тираж 409 Подп ис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, -35; Рауыская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4