Измеритель отношения интенсивностей двух случайных импульсных потоков

 

.-.SU„„A

СОЮЗ СООЕТСКИХ

ОР Р

РЕСПУБЛИК

А уд) 0 01 V 5/04

ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЬГГИЙ,,f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Р АВТОРОАОРРР CBBBETKllhCTBV, "" -:"..-/ (21 ) 3444830/18-25 :подключен к источнику постоянного (22) 27.05.82 напряжения, а другой соединен с вход, (46) 15.12..83. Бюл. В 46, .:дом первого операционного усилите(72) О.П. Бухало, Ю.М. Внуков, ля, первым диодом и одной .обкладБ.П. Клим, Е.И. Ролик, A.À., Старинс- кой конденсатора памяти, другая кий и P.Ô. Федорив обкладка которого соединена с вы(71) Физико-механический институт .. ходом первого операционйого усилиим. Г. В. Карпенко;теля и резистором, о т л и ч а. ю(53) 550.835(088.8) 1шийся тем, что, с целью nos e(56) 1.:.Федорив Р.Ф. и Ролик Изме- ния точности измерения отношения ритель отношения интенсивностей интенсивностей двух случайных имна дозирующих конденсаторах. Киев, :пульсных потоков, он содержит пер"Наукова думка", 1977, с. 4. . вый и второй делители частоты, 2. Федорив Р.Ф. и Клим Б.П. Из- второй управляемый однополюсный меритель отношения интенсивностей. нормально-разомкнутый ключ и втоОтбор и передача информации. Киев, рой операционный усилитель, при"Наукова думка", 1981, вып. 65, чем первый вход устройства .через - Я с. 76 (прототип). . :первый делитель частоты соединен (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ИН- с входом первого одновибратора, ТЕНСИВНОСТЕИ ДВУХ СЛУЧАИНЫХ ИМПУЛЬС- .; . второй вход .устройства через вто НЫХ ПОТОКОВ, содержащий первый и вто-, рой делитель частоты и второй однорой одновибраторы,- первый и второй вибратор подключен к входу управледознруищие конденсаторы, первый - ния второго однополюсного ключа, ф операционный усилитель, конденса- . .. вход которого соединен с другим тор памяти, резистор, первый одно- .: . полюсом резистора, а выход с вхополюсный нормально-разомкнутый ключ,. :дом второго операционного усилитепервый и. вторбй диоды и двухполюс-. :.ля и входом первого управляемогЬ ный ключ управляемый, причем вход однополюсного ключа, выход котоуправления последнего соединен с . :. -рого подключен к выходу второго выходом первого одновибратора и вхо- операционного усилителя и обкладдом управления первого однополюс- - .,ice . второго дозирукщего конденсаного ключа, центральная точка двух-,тора, другая обкладка которого под полюсного ключа через первый.дози- . ключена к другому полюсу первого руюший конденсатор соединена с диода и через второй диод - к вхо-;. шиной "Земля", один из полюсов .. ду второго операционного усилителя.1.

О

1061091

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре радиоактивного каротажа скважин и в фотометрии для измерения отношения интенсивностей потоков фотонов.

Известен измеритель отношения интенсивностей, содержащий формирователь зарядных сигналов, усилитель постоянного тока, запоминающий конденсатор, формирователь разрядных сигналов и два дозирующих конденсатора $1j .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная наличием аппаратурных пульсаций, и сложность в настройке .вследствие необходимости подбора емкостей дозирующих конден- саторов.

Наиболее близким к изобретению является измеритель отношения двух случайных импульсных потоков, содержащий первый и второй одновибраторы, первый и второй доэирующие . конденсаторы, операционный усилитель, конденсатор памяти, резистор, однополюсный нормально-разомкнутый ключ, первый и второй диоды и двухполюсный управляемый ключ, причем вход управления последнего соединен с выходом первого одновибратора и входом управления однополюсного ключа, центральная точка двухполюсного ключа через первый доэирующий конденсатор соединен с шиной "Земля", один из полюсов ключа подключен к источнику постоянного напряжения, а другой соединен с входом первого операционного усилителя, первым диодом и одной обкладкой конденсатора памяти, другая обкладка которого соединена с выходом операционного усилителя и резистором (2) .

Основным недостатком указанного устройства является низкая точность измерения отношения интенсивности иэ-за пульсаций выходного напряжения около его среднего значения вследствие неодновременного .действия зарядной и разрядной цепей.

Цель изобретения - повышение точности измерения отношения интенсивностей двух случайных импульсных потоков.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй одновибраторы, первый и второй дозирующие конденсаторы, первый операционный усилитель, конденсатор памяти, резистор, первый однополюсный нормально-разомкнутый ключ, первый и второй диоды и двухполюсный управляемый ключ, причем вход управления последнего соединен с выходом первого одновибратора и выходом управления пер5

4.0

55 вого однополюсного ключа, центральная точка двухполюсного ключа через первый дозирующий конденсатор соединена с шиной "Земля", один иэ полюсов ключа подключен к источнику постоянного напряжения, а дру- гой соединен с входом первого операционного усилителя, первым диодом и одной обкладкой конденсатора памяти, другая обкладка которого соединена с выходом первого операционного усилителя и резистором, дополнительно содержит первый и второй делители частоты, второй управляемый нормально-разомкнутый ключ и второй операционный усилитель, причем первый вход устройства через первый делитель частоты соединен с входом первого одновибратора, второй вход устройства через второй делитель частоты и второй одновибратор подключен к входу управления второго однополюсного ключа, вход которого соединен с другим полюсом .резистора, а выходс входом второго операционного усилителя и входом первого уп авляемого однополюсного ключа, выход которого подключен к выходу второго операционного усилителя и обкладке второго дозирующего конденсатора, другая обкладка которого подключена к другому полюсу первого диода и через второй диод — к входу второго операционного усилителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя, на фиг. 2 — эпюры импульсных сигналов в отдельных точках функциональной схемы.

Измеритель состоит иэ первого входа 1, первого делителя частоты 2, первого одновибратора 3, источника постоянного напряжения 4, управляемого двухполюсного ключа 5, первого доэирующего конденсатора 6, конденсатора памяти 7, первого операционного усилителя 8, резистора 9, второго однополюсного нормально-разомкнутого ключа 10, второго операцион-. ного усилителя 11, второго дозирующего конденсатора 12, первого и второго диодов 13 и 14, первого однополюсного нормально-разомкнутого ключа 15, второго входа 16 устройства, второго делителя частоты 17, второго одновибратора 18. На фиг. 2 .обозначено: 19 — последовательность импульсов на выходе одновибратора 3, 20 — последовательность импульсов на выходе одновибратора 18, 21 - величина заряда на конденсаторе 12, 22 - импульсы разрядного тока через конденсатор памяти 7, 23 — импульсы зарядного тока конденсатора памяти 7; 24 — пульсация выходного напряжения.

Первый вход 1 устройства через последовательно соединенные первый

1061091 делитель частоты 2 и первый одновибратор 3 соединен с входом управления двухполюсного ключа 5 и входом управления первого однополюсного ключа 15. Второй вход 16 устройства через второй делитель частоты 17 и второй одновибратор 18 подключен к входу управления второго однополюсного ключа 10. Центральная точ-. ка двухполюсного ключа 5 подключе-. на к источнику постоянного напряжения 4, а другая — к входу первого операционного усилителя 8, соединенному с выходом первого операционного усилителя 8 через конденсатор амяти 7. Выход первого операционного усилителя 8 через резистор 9 и второй однополюсной ключ 10 соединен

45 с входом второго операционного. Усилителя 11, подключенным через первый однополюсный ключ 15 к выходу второго операционного усилителя 11.

Выход последнего через второй дозирующий конденсатор 12 и через первый диод 13 соединен с входом пер-.

20 вого операционного усилителя 8. Точ- 25 ка,соединения второго дозирующего конденсатора 12 и первого диода 13 через второй диод 14 подключена к входу второго операционного усилителя 11.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1 устройства поступает случайный импульсный поток интенсивностью ш, а на вход 16 — случайный импульсный поток интенсивностью

35

m . С выхода делителей частоты 2 и 17 поступают импульсные потоки интенсивностьюj Оп 2

"г= —

К„ К2 где К(и Ку - коэффициенты деления делителей 2 и 17 соответственно.

Выходной импульс первого делителя частоты 2 запускает одновибратор 3, который генерирует короткие импульсы (диаграмма на фиг. 2). Аналогично импульсы делителя 17 запускают одновибратор 18 (диаграмма на ,фиг, 2), 40

Предположим, что в некоторой мо- 50 мент времени напряжение на конденса" торе памяти 7 равно U. Тогда под воздействием импульса одновибрато ра 18 ключ 10 заьыкается, сообщая втоРому дозирующему конденсатору 55

12 через диод 14 зарядс —" iz jj, и где R — сопротивление резистора 9, Й c — длительность импульса одновибратора 18. Если в промежутке между двумя выходными импульсами одновиб- 60 ратора 3 появится М импульсов одновибратора 18, то величина заряда на конденсаторе 12 будет ступенчато, .Увеличиваться. Накопленная йа кон- денсаторе 12 величина заряда в про- 65 межутке между импульсами одновибратора 3 равна л

- Q=q,н= — н;,.

При появлении импульса одновйбратора 3 ключ S подключает первый до-: эирующий конденсатор 6 к входу операционного усилителя 8. При этом конденсатор памяти 7 сообщается заряд

Q = ЕС ., где Š— напряжение источнйка 4, а C> — емкость конденсатора

6 ° На диаграмме (фиг. 2) показаны импульсы зарядного тока конденсатора памяти 7., Одновременно импульс одновибратора 3 на время своего действия замыкает ключ 15, при этом выход операционного усилителя 11 соединяется с его входом, на выходе операционного усилителя 11 устанавливается напряжение потенциального нуля, диод 14 закрывается и конденсатор разряжается через диод 13 на .вход операционного усилителя 8, сни» мая с конденсатора памяти 7 заряд Я .

Импульсы тока разрядного через конденсатор 7 показаны на диаграмме. Очевид,но, что в равновесном состоянии средние величины зарядов, сообщаемых и . снимаемых с конденсатора памяти 7, l одинаковы, т.е. Q< = Q или л — „И =ЕС5,,откуда

ЕС, q

O= ——

N о

Величина N определяется произведением N = Q nz, где Π— интервал времени между импульсами одновибратора 3, а п — интенсивность импульсного потока на выходе одновибратора 18. Среднее значение

Следовательно, напряжение на кон- денсаторе памяти 7

ЕС,К п, и

4О г пропорционально отношению интенсивностей выходных импульсных потоков одновибраторов 3 и 18. Если К и

К вЂ” коэффициенты делителей частоты 2 и 17, соответственно, то

ЕС,R u, „, л 1

<о л где m u m - интенсивности импульс1 ных-потоков на первом и втором входах устройства соответст венно.

Поскольку зарядные и разрядные

:импульсы тока конденсатора памяти 7 действуют одновременно, одинако вы по форме и противоположны по знаку, то флуктуации напряжения

1061091!

Составитель Л. Топорова

Техред M Костик Корректор А. Тяско

Редактор О. Колесникова

Заказ 10035/49 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,.Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 на конденсаторе 7 обусловлены исключительно статистической природой входных импульсных потоков, а аппаратурная пульсирующая составляющая погрешности будет исключена.

Изменением коэффициентов деле ния К и К выбирается требуемый масштаб измерения отношения интенсивностей. Длительность импульсов одноаибратора 3 выбирается такой„ чтобы дозируюцие кондеисаторы 6 и

12 за это времй успели полностью перезарядиться.

Таким образом, применение устройства по сравнению с известными измерителями отношения интенсивностей (в том числе и по сравнению с базовым объектом - иэмерителем отношения интенсивностей в скважинном гамме-спектрометре СГСЛ-2

Ту 41-03-912.-79) позволяет увеличить точность измерения параметров объектов, сред и материалов, иссле1О дуемых оптическими и ядерными методами и повысить эффективность научных и производственных измерений.