Устройство для измерения электрических импульсов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ)4МИстИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (193 (И

3(5В, G01R 19/00

»»» Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;:

Н АВЧ ОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

° Ю

Ър (ZI) 3374615/18- 21 (22) 04. 01 ° 82 (46) 15.08.83. Бюл. Р 30 (72) В.И. Безкоровайный; Е.В. Бориeos и В.П. Политюков (53) 621 ° 371.28 (088.8) (563 1. Патент Великобритании

Р 1487506, кл. 5 1() 19/04, опублик

1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 726483, кл. 501R 19/00, опублик

1979. (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИИПУЛЬСОВ, содержащее кварцевый генератор и диФФеренцирующую цепь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью новышення точности измерения точности измерения корот ких импульсов, в него введены ценочечный эквивалент длинной нелинейной ливии, ограничитель, генератор строб. импульсов, регистр сдвига и вычислительный блок, причем вход цепочного эквивалента длинной нелинейной линии соединен с клеммой входного сигнала . и с входом генератора строб-импульсов, а выход соединен через последовательно соединенные ограничитель, дифференцирующую цепь и детектор с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом генератора строб-импульсов, второй выход которого соединен через кварцевый генератор с третьим входом реверсивного счетчика, четвертый вход и выход которо о соединены соответственно с выходом и первым

Сй входом вычислительного блока, второй: вход которого соединен с третьим выходом генератора строб-импульсов.

1035526

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения площади коротких, преимущественно наносекундного диапазона, импульсов.

Известно устройство, содержащее 5 декадные счетчики, цифроаналоговый, . преобразователь, аттенюатор, схемы сравнения, вентили, усилитель (1 .

Недостатком этого устройства является низкая точность при измерении 10 надежности импульсов.

Известно устройство, содержащее кварцевый генератор .и дифференцирующую цепь f 2).

Однако известное устройство харак теризуется низкой точностью при измерении коротких импульсов.

Цель изобретения - повышение точности измерения коротких импульсов.

Поставленная цель дрстнгается тем, что в устройство, содержащее кварцевый генератор и дифференцирующую цепь, введены цепочечный эквивалент длинной нелинейной линии, ограничитель, генератор строб-импульсов, регистр сдвига и вычислительный блок, причем вход цепочного эквивалента длинной нелинейной линии соединен с клеммой входного сигнала и с входом генератора строб-импульсов, а выход соединен через последовательно соеди-30 ненные ограничитель, дифференцирующую цепь и детектор с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом генератора строб-импульсов, второй 35 выход которого соединен через кварцевый генератор с третьим входом реверсивного счетчика, четвертый вход и выход которого соединены соответственно с выходом и первым вхо- 40 дом вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора строб-импульс в.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя электрических импульсой; на фиг . 2 — вариант выполнения цепочечного эквивалента длинной нелинейной линии; на Фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу измерителя электрических импульсов. 56

Измеритель электрических импульсов содержит цепочечный эквивалент 1 длинной нелинейной линии, ограничитель 2, дефференцирующую цепь 3, детектор 4, регистр 5 сдвига, вычислительный блок 6, генератор 7 стробимпульсов и кварцевый генератор 8.

Эквивалент 1 содержит индуктив-ность 9, конденсатор 10 и варикап 11.

Измеритель площади электирических импульсов работает следующим образом.60

На вход устройства подается видео,импульс произвольной Формы (фиг.Зо).

Двигаясь вдоль эквивалента, сигнал распадается на ряд уединенных волн (солитонов) и осциллирующее возмуще- я ние малой амплитуды (фиг. Зб). характер распределения солитонов по скоростям, а также ко )ичество солитонов однозначно зависят от параметров, входного сигнала. Выход эквивалента 1 .соединен с входом ограничителя 2.

Если амплитуда сигнала, поступающего на вход ограничителя 2, бльше порога срабатывания Ч,то амплитуда сигнала приводится к постоянному значению Ч1, Если амплитуда больше Ч, то сигнал ограничивается по амплитуде до значения V (фиг.38). Дифференцирующая цепь 3, к входу которой подсоединяется выход ограничителя 2, формирует импульсы по переднему и заднему фронту (положительной и отрицательной полярностей соответственно) входного воздействия (фиг. Зг). Выход дифференцирующей цепи 3 соединен с входом детектора 4, в качестве которого. может быть использован, пример, диод. В данном случае детектор 4 предназначен для подавления импульсов отрицательной полярности (фиг. Зд).

По переднему фронту входного сигнала генератор 7 стробирующих импульсов вырабатывает сигнал постоянной амплитуды (фиг. 3e), при наличии которого запускается кварцевый генератор 8 {фиг. Зз с).

Кварцевый генератор работает в течение определенного времени 7,"р,по истечении которого генератор 7 стробирующих импульсов сбРасывает сигнал разреше.ния генерации.

По йереднему фронту входного импульса генератор 7 стробирующих импульсов вырабатывает сигнал (фиг.З ), который, как и сигнал с детектора 4, поступает на один из устанавливающих входов крайнего триггера регистра 5 сдвига. Этот сигнал используется как начало отсчета для определения времейи прихода солитона.

После завершения Формирования кода в регистре 5, т.е. через время Т после прихода сигнала на вход устройства, генератор 7 стробирующих импульсов вырабатывает сигнал, поступающий в арифметическое устройство (Фиг. За) .

Вычислительный блок 6 предназначен для преобразования кода, сформированнсао в регистре сдвига, к приемлемому виду.

Количество единиц кроме первой, поданной генератором 7 строб-импульсов, равно количеству солитонов, образовавшихся из измеряемого импульса, т.е. величине m.Количестэо разрядов регистра 5, начиная с первой единицы до любой i -ой единицы включительно, равно количеству синхроимнульсов k определяющему время задержки i -го солитона. Зная время между двумя синхроимпульсами T® определяется

1035526 время задержки каждого солитона в цепочном эквиваленте 1 по формуле

Т)цД» К Тсц

Площадь электрических импульсов вычисляется в блоке б по формуле

ы». 6= ч —.

»=» » "С» .

Напряжение (U») i -ro солитона определяется из выражения

10 где N - количество звеньев в экви. валенте 1;

Ф,СΠ— характеристики нелиней- I5 ности емкости кондеисатора 11, определяемые из выражения ф(0) СрО-,КО», Величина (1, )индуктивностий„; вычисляется по формуле

2,В» 4

Q. =— (+ф —

» С С»

Се, где С„ — емкость. конденсатора 10.

В предлагаемом устройстве параметры цепочечного эквивалента подбираются опытным путем.

С увеличением числа звеньев в депочечном эквиваленте повышается точность измерений. При помощи линий можно измерить полощадь коротких импульсов по.рядка 10-1000 нсек с больщой точностью.

1035526

Составитель Н. Коновалов

Редактор В. Ковтун Техред М,Тенер Корректор В. Вутяга

Заказ 582б/4б Тираж 716 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ао делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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