Измеритель параметров сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Секва Советских

Социалистическим

Республик о1)1004898 (&1) Дополнительное к авт. сеид-ву =(22) Заявлеио04,01.81 (2 ) 3229970/18-21 (Щ М. Кп.з с присоединением заявки МG 03 В 19/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(33) УДК62 1. 3 1.7. 7 (088.8) Опубликовано 159 383. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 15,03,83 (72) Автор изобретения

P.М.Мусин (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения амплитудно-временных параметров электрических импульсов и может быть использовано при создании радиоизмерительной аппаратуры.

Известны импульсные вольтметры одиночных и периодических импульсов, основанные на преобразовании импульсного напряжения в квазипостоянное и содержащие расширитель и вольтметр постоянного тока С17.

Однако такие вольтметры обладают невысокой чувствительностью и точностью.при измерении импульсов малого уровня и короткой длительности, а также не предназначены для измерения других параметров импульсов, таких, например,как длительность импульса.

Наиболее близким к предлагаемому . изобретению является измеритель параметров импульсов, выполненный на основе интегрального метода, и содержащий два интегральных преобразователя импульсов с квадратичной и линейной характеристиками, входы которых соединены и.образуют первый вход измерителя, систему обработки с микропроцессором, два входа которой соединены с выходами интегральных преобразователей, устройство индикации, вход которого соединен с первым выходом системы обработки с микропроцессором, устройатво синхронизации, вход которого .соединен с выходом линейного преобразователя импульсов, а выход — с третьим входом системы обработки с микропроцессором Г23..

Недостатками известного устройства являются низкая точность при измерении импульсов с малой скважностью из-за наложения расширенных импульсов на выходах интегрирующих преобразователей импульсот.. Например, при повьваении частоты следования импульсов микросекундного диапазона в

10 раз (с 1 кГц до 10 кГц) погрешность измерений параметров импульсов возрастает на 35-38Ъ. Кроме того, наличие в составе прибора раздели«" тельных КС -цепей не позволяет обеспечить с помощью известного устройства измерения постоянного- напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей н повышение точности измерений.

1004898

Поставленная цель достигается тем, что н измеритель параметров сигналов, содержащий два интегральных преобраэователя импульсов с квадратичной и линейной характеристиками, входы которых соединены и образуют первый вход измерителя, систему обработки с микропроцессором, дна входа которой соединены с выходами интегральных преобразователей, устройство индикации, вход которого соединен с первым 10 выходом системы обработки с микропроцессором, и устройство синхронизации, вход которого соединен с выходом линейного преобразователя импульсов, а выход — с третьим входом системы об- 15 работки с микропроцессором, нведены модулятор, устройство управления,преобразователь длительности управляющих импульсов в код, цифро-аналоговый преобразователь, причем, первый вход щ модулятора образует второй вход измерителя, выход модулятора соединен с первым нходом измерителя, первый выход устройства управления соединен с вторым входом модулятора, а второй выход — c Входом преобразователя длительности управляющих импульсов в код, выход которого соединен с четвертым входом системы обработки с микропроцессором, второй вход которой соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом модулятора и пятым входом системы обработки с микропроцессором.

На чертеже приведена структурная схема измерителя.

Измеритель содержит модулятор 1, интегральные преобразователи 2 и 3 импульсов (ИПИ), систему 4 обработки 4о с микропроцессором (СОМ),устройство

5 синхронизации (УС), устройство б индикации (УИ), устройство 7 управления (УУ), преобразователь 8 длительности управляющих импульсов в код 45 (ПДК). цифра-аналоговый преобразователь (ПАП) 9.

Измеритель работает следующим образом.

С источника постоянное напряжение поступает на вход модулятора 1, на второй вход которого поступают периодические управляющие импульсы опре- деленной длительности и постоянной амплитуды. Таким образом, На входах

ИПИ 2 и 3 оказываются импульсы длительностью, равной длительности управляющих импульсов с устройства 7 управления (УУ), и амплитудой, пропорциональной амплитуде постояного б0 напряжения. На выходах ИПИ 2 и 3 име-ют место, импульсы экспоненциальной фор и с амплитудой, пропорциональной квадрату амплитуды постоянного напряжения (ИПИ 2) и первой степени б5 (Ипй 3), линейно з ависящая от длительности управляющих импульсов. Одновременно с Уу 7 импульсы поступают на преобразователь 8 длительности в код (ПДК), служащему для исключения зависимости показаний от длительности управляющих импульсов.

В системе 4 обработки (СОМ)происхо-" дит преобразование импульсных сигналов V è 02 с выходов ИПИ 2 и 3 в постоянное напряжение, преобразование их с помощью аналого-цифровых преобразователей н двоичный код и обработка последних в микропроцессоре.

Си гн алы

0 А О

2 2 тт и где А и A2 — коэффициенты пропорциональности;

U — амплитуда постоянноного напряжения длительность управляющих импульсов.

Форма управляющих импульсов выбрана прямоугольной, т.е. коэффициенты,. зависящие от формы в О и

U2, равны единице.

Одновременно в микропроцессор заводится информация о длительности управляющих импульсов. B результате микропроцессор выдает результат деления 0 и U2 на 1ц, т е. информацию об амплитуде и мощности на входной нагрузке напряжения постоянного тока, что и индицируется УИ б.

Обратная связь с СОМ 4 через ЦАП 9 на модулятор 1 обеспечивает коррекцию н ач аль н ого о сл аблен ия, имеюще го ме сто в модуляторах различных типов.Это осуществляется на основании градуировочных (поправочных) графиков зависимости величины ослабления модулятора от длительности и амплитуды управляющих импульсов, учета начального и максимального ослабления, информация о которых заложена в массиве памяти операционного устройства микропроцессорнОй системы. В случае измерения параметров импульсов, укаэанная обратная связь, обеспечивающая соединение микропроцессора с аналоговой частью системы обработки (например, преобразователя импульсов в постоянное напряжение), определяет значительное повьыение точности измерения за счет автоматической коррекции факторов, влияющих на точность измерения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет решить актуальные задачи измерительной техники — расширение функциональных воэможностей интегральных измерителей параметров импульсов. Данное устройство обеспечивает повышение точности при измерении параметров импульсов с малой

1004898 !

Формула изобретения

ВНИИПИ» Заказ 1875 56 Тираж 708 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 скважностью, без заметного снижения точности измерения; позволяет увеличить диапазон частот следования импульсов от 0,5-1 МГц.

В однократном режиме предлагаемое устройство позволяет измерять параметры наносекундных импульсов (одного или нескольких) иэ. пачки импульсов, что в настоящее время является актуальной задачей в лазерной технике.

Измеритель параметров сигналов, 15 содержащий два интегральных преобразователя импульсов с квадратичной и линейной характеристиками, входы которых соединены и образуют первый вход измерителя, систему обработки с микропроцессором, два входа которой соединены с выходами интегральных преобразователей, устройство индикации, вход которого соединен с первым выходом системы обработки с микропро- 5 асессором, н устройство синхронизации, вход которого соединен с выходом линейного преобразователя импульсов, а выход - c третьим входом системы обработки с микропроцессором, о т л и — 3p ч а в щ и и с.я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повышения точности измерений, в него введены модулятор, устройство управления, преобразователь длительности управляющих импульсов в код, цифро-аналоговый преобразователь, причем первый вход модулятора образует второй вход измерителя, выход модулятора соединен с первым входом измерителя, первый выход устройства управления соединен с вторым входом модулятора, а второй выход - с входом преобразователя длительности управляющих импульсов в код, выход которотх> соединен с четвертым входом системы обработки с микропроцессором, второй выход которой соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом модулятора и пятым входом системы об работки с микропроцессором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1° . Грязнов М.И., Гуревич М.Л., Маграчев 3.В. Измерение импульсных напряжений. N. "Советское радио", 19б9с с. 56-59.

2. Грязнов М.И., Мусин P.Ì., Потапов Р.П. И4-3 — многофункциональный измеритель и преобразователь импульсов. Обмен опытом в радиопромааленности, 1974, вып.4, с. 56-59.