Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



Устройство вычислительное управляющее

Устройство запоминающее программируемое

±

Блок управления

Блок индикации

Интерфейс

Измеритель частоты и времени

Селектор

t t t t t

Блок питания

Интерполятор

Кварцевый генератор и умножитель частоты

Формирователь

Блок регистров

Рис. 9.13. Упрощенная структурная схема ИВИ с микропроцессором

частоты формирования импульсов и счета числа колебаний входного сигнала за время строба £ и счета числа колебаний опорной частоты за время строба Т.

Интерполятор содержит два одинаковых канала и служит для расширения импульсов Xj и Xj в 128 раз и последующего их измерения методом счета числа колебаний сигнала опорной частоты.

Формирователь готовности вырабатывает сигнал «Готов», задающий время работы селектора, а также содержит дешифратор управления селектором и часть разрядов счетчиков и N-

Блок регистров содержит основную часть счетчиков, а также дешифратор управления, вьфабатьшающий сигнал сброса регистров, установки селектора, приема и выдачи информации. Схема совпадения выдает сигнал в момент переполнения счетчика. Сминал с выхода схемы совпадения подготавливает окончание времени счета прибора.

Цифро-аналоговый преобразователь предназначен для измерения уровня запуска прибора в режиме ручного управления и для установки требуемого уровня запуска в режиме дистанционного управления прибором. Он также содержит дешифратор управления регистрами ЦАП и вырабатывает сигнал «Пуск».

Устройство вычислительное управляющее, ОЗУ и устройство запоминающее программируемое образуют МПК, который управляет работой всех функциональных блоков прибора и осуществляет обработку результатов измерений.

Блок управления предназначен для управления работой блока индикатора и преобразования командных сигналов, поступающих с МПК, в управляющие сигналы прибора.

Блок индикатора содержит цифровые индикаторные элементы и клавиатуру для ввода данных.

Интерфейс обеспечивает работу прибора в системах с каналом общего пользования.

Блок питания выдает необходимые питающие напряжения. В нем конструктивно размещены опорный кварцевый генератор и усилитель 5 МГц.

Микропроцессорный контроллер является составной частью прибора. Он имеет модульное построение, т. е. все его функциональные узлы выполнены в виде конструктивно законченньЕХ модулей, связь между которыми осуществляется через приборную магистраль. Она в свою очередь разделена на четыре магистрали: данных, адреса, управления и питания.

Технические характеристики МПК определяются в основном параметрами стандартного микропроцессора КР580ИК80 и КМОП интегральных микросхем, на которых построено большинство устройств сопряжения. Микропроцессорный контроллер имеет следующие технические данные:

Разрядность магистрали данных 8 Разрядность магистрали адреса 16 Частота тактирования микропроцессора, МГц.....\

Время выполнения команд, мкс 4-18



Микропроцессорный контроллер подключается к устройствам памяти непосредственно через приборную магистраль, к другим устройствам прибора - частично через приборную магистраль и блок управления.

В приборе предусмотрен самоконтроль, осуществляемый измерением частоты или периода собственного опорного сигнала кварцевого генератора частотой 100 МГц.

Относительная погрешность измерения частоты не должна превышать значения, рассчитанного по формуле

8/= ±(8о+10-7Тс,-ь8заД

где 8о - относительная погрешность по частоте опорного кварцевого генератора; Тсч - время счета; 8зап - погрешность запуска, обусловленная шумами на входе прибора и нестабильностью уровня запуска.

Относительная погрешность измерения длительности одиночных импульсов и интервалов времени не должна превышать значения, рассчитанного по формуле

8, = + (8о -1-8-1- 8зап + 2 10-7xJ,

где - измеряемый интервал времени, с; 8ш - относительная погрешность запуска, обусловленная шумами входного сигнала; 8зап - относительная погрешность запуска, обусловленная нестабильностью уровня запуска.

Относительная погрешность по частоте опорного кварцевого генератора после 2 ч самопрогрева не превышает 1,5-10 за 30 сут; З-Ю" за 12 мес.

Прибор предназначен для эксплуатации при температуре окружающей среды от -10 до -1- 50°С и относительной влажности до 98%.

9.4. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Специфические особенности ИВИ обусловлены очень широким диапазоном измеряемых временных интервалов (от единиц наносекунд до нескольких секунд), функциональными возможностями и условиями эксплуатации. Прибор типа И2-7 предназначен для измерения временных интервалов импульсных сигналов наносекундного диапазона. В основу работы ИВИ (рис. 9.14) положены два известных осциллографических метода. При измерении временнь1х интервалов в диапазоне 0,2 - 100 не используется метод сравнения измеряемого интервала с известным значением. Этот метод реализуется применением регулируемой линии задержки, включенной в тракт запуска разверт-

Канап внешнего запуска

измерительная

Каскад подсвета

Генератор синхронизации

Генератор развертки

Калибратор временных меток

Рис. 9.14. Структурная схема ИВИ И2-7

ки ЭЛТ. Сравнение измеряемого интервала с задержкой осуществляется по экрану ЭЛТ. Погрещность измерения метода не превыщает 0,1%.

При измерении временных интервалов в диапазоне 0,1 - 3 мкс используют калиброванные яркостные метки времени, которые накладывают на линию развертки измеряемого сигнала. С этой целью в приборе предусмотрен генератор коротких калиброванных импульсов (меток), которые вьщают-ся в тракт вертикального отклонения. Периоды повторения этих меток составляют 10, 20, 50 НС

Измеритель интервалов времени И2-8 является первым цифровым прибором, специально предназначенным для измерения временных интервалов с быстродействием пересчетной схемы 10 МГц.

Кроме интервалов времени прибор И2-8 может измерять длительность периода повторения (одного периода и периода, умноженного в 1000 раз).

Имеется также возможность измерения частоты синусоидальных и импульсных колебаний при времени счета 1 с.

Функциональная схема прибора И2-8 приведена на рис. 9.15.

Прибор имеет входы; 1 и 2, для подачи импульсов, между которыми измеряется интервал времени. На вход 1 следует подавать импульс начала измеряемого интервала (стартовый импульс), а на вход 2 - импульс конца интервала (стоповый импульс).

Для обеспечения необходимого диапазона амплитуд входных импульсов на каждом из входов имеется усилитель (J и 2) и компенсированный делитель. Выбор того или иного рабочего диапазона входных амплитуд осуществляется переключателем В1 (В1а-В1г).

У прибора И2-8 установка уровня фор-



Bxodi ГТ--о-

Делитель-ная декада Г. 10

В15 1 п

Усилитель 1 В1в

Вход г гт--о-

1" *

НВ1г

Усилитель 2 7

Делительная декада Г. 10

о: а

8-

± s

sis III

Делительная декада i:io

Делительная декада 1:10

Делительная декада

r.io

Делительная декада

r.io

ijr-\

В2г I г 1

Формирующий, триггер [- /МГц

"Г"

£

]В2а

-о Внешний кварцевый. <р генератор

кварцевый генератор ?МГц

А/МГц

Умножитель частоты

Резонансный усилитель

Формиру-Чющий триггер ЮШц

Управляющий триггер

Буферный каскад

Схема пуска и блокировки

Линия задержки

Усилитель

Тиратрон сброса

Отсчетиая декада и 100000

Сигнальный селектор

Отсчет-пая декада 1x10

Отсчет-пая декадам

Отсчетпая

Стсчвтпая

Отсчетпая

Отсчетпая

декада

декада

декада

декада

1x10000

1x1000

1x100

1x10

Усилитель импульсов

Сеть о-

Блок питания

. +г70 8 (пестабилизированпое)

-200 В (стабилизированное)

-+SOB

- + 70Ъ

-200В

+90 В

Рис. 9.15. Функциональная схема ИВИ И2-8

мирования (измерения) производится одновременно для обоих входов. Уровни формирования обоих входов одинаковы. Эта особенность прибора накладывает отпечаток на реализацию отдельных его узлов.

Входной сигнал, поданный на вход 1 с переключателя В1а, поступает на входную формирующую схему 1 и переключатель В2д вида измерений.

Входной сигнал с входа 2 через переключатель В1в подается также на переключатель В2д.

Сигнал с переключателя В2д подается далее на входную формирующую схему 2.

Таким образом, в зависимости от вида измерений на входную формирующую схему может поступить сигнал как с входа 1, так и с входа 2. Кроме того, сигнал с входа 1 может оказаться поданным на обе формирующие схемы одновременно.

Необходимость в такой коммутации определяется наличием таких видов измерений, как измерение периода повторения входных сигналов за 1 и 1000 периодов (положения 2 и 3 переключателя £2), длительности положительных и отрицательных импульсов (положения 4 и 5), интервала между двумя импульсами положительной и отрицательной полярностей (положения 6 и 7), а также наличием режима контроля (положение 1).

В зависимости от вида измерений импульсы с обеих схем формирования через переключатели В2б и В2г следуют на запуск управляющего триггера, формирующего прямоугольный управляющий импульс, длительность которого равна измеряемому интервалу.

В режиме контроля управляющий триггер запускается одновременно по обоим вхо-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [113] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168


0.013