Преобразователь временного интервала в напряжение

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий блок задержки, блок формирования разностного напряжения, первый и второй входные импульсные источники , подключенные к первым входам первого и второго формирователей соответственно, выходы которых г подключены к входам первого и второго токостабилизирующих блоков соответственно, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности , в него введен накопительный блок, первый и второй вход которого соединены с выходами первого и второго токостабилизирующих блоков , третий вход накопительного блока соединен с первым выходом блока задержки, вход которого соединен с вторым входным импульсным источником , второй выход блока задержки подключен к вторым входам формирователей , первый и второй выходы нас & копительного блока соединены с соответствукнцими входами блока фор (Л мирования разностного напряжения.

СООЭ СОВЕТСКИХ

OII

РЕСПУБЛИК

„,SU„„11 (д) Н 03 K 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3560228/18-21 (22) 18.01.83 (46) 23.08.84. Бюп. И 31 (72) Ю.М. Сорокоумов (53) 621.374.33(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 273541 кл. Н 03 К 13/02, 1970.

2. Балошов В.П. и др °, Автоматизация измерений. М., "Советское радио", 1966, с. 195-196. (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий блок задержки, блок формирования разностного напряжения, первый и второй входные импульсные источники, подключенные к первым входам первого и второго формирователей соответственно, вьгходы которых т " подключены к входам первого и второго токостабипизирующих блоков соответственно, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него введен накопительный блок, первый и второй вход которого соединены с выходами первого и второго токостабилизирующих блоков, третий вход накопительного блока соединен с первым выходом блока задержки, вход которого соединен с вторым входным импульсным источником, второй вьгход блока задержки. подключен к вторым входам формирователей, первый и второй выходы накопительного блока соединены с соответствующими входами блока формирования разностного напряжения.

1109898

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что накопительный блок содержит два диода, два конденсатора, два усилителя и блок разряда, причем первый вход накопительного блока через первый диод соединен с входом первого усилителя, первым входом блока разряда и с первой обкладкой первого конденсатора, второй вход накопительного блока через второй диод соединен с

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения временных параметров импульсных сигналов, преимущественно при контроле полупроводниковых приборов.

Известно устройство для преобразования интервала времени в напряжение, которое содержит формирующее и переключающее устройство, фильтр, источник постоянного напряжения, усилитель постоянного тока f1).

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон преобразования, особенно в части преоб- 15 разования наносекундных интервалов времени.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее два входных 2р формирователя, блок задержки, два токостабилизирующих блока, генераторы пилообразного напряжения, дискриминаторы и блок формирования разностного напряжения. В разностное "25 напряжение, пропорциональное длительности преобразуемого временного интервала, входит величина задержки (21)

Недостаток известного устройства - большая погрешность преобразования из-за нелинейности и нестабильности задержки.

Целью изобретения является повышение точности преобразования временного интервала в напряжение.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь временного интервала в напряжение, содержащий блок задержки, блок формировавходом второго усилителя, с вторым входом блока разряда и первой обкладкой второго конденсатора, третий вход накопительного блока соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, а вторые обкладки конденсаторов подключены к общей шине устройства. ния раэностного напряжения, первый и второй входные импульсные источники, подключенные к первым входам первого и второго формирователей соответственно, выходы которых подключены к входам первого и второго токостабилиэирующих блоков соответственно, введен накопительный блок, первый и второй вход которого соединены с выходами первого и второго токостабилизирующих блоков, третий вход накопительного блока соединен с первым выходом блока задержки, вход которого соединен с вторым входным импульсным источником, второй выход блока задержки подключен к вторым входам формирователей, первый и второй выходы накопительного блока соединены с соответствующими входами. блока формирования раэностноro напряжения.

Кроме того, накопительныи блок содержит два диода, два конденса" тора, два усилителя и блок разряда, причем первый вход накопительного блока через первый диод соединен с входом первого усилителя, первым входом блока разряда и с первой обкладкой первого конденсатора, второй вход накопительного блока через второй диод соединен с входом второго усилителя, с вторым входом блока разряда и первой обкладкой второго конденсатора, третий вход накопительного блока соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам первого

1109898 и второго усилителей соответственно, а вторые обкладки конденсаторов подключены к общей шине устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя, на фиг. 2 — временные диаграммы работы преобразователя .

Устройство содержит формирователи 1 и 2, блок 3 задержки, токостабилизирующие блоки 4 и 5, накопительный блок 6, блок 7 формирования разностного напряжения. В состав накопительного блока 6 входят блок 8 разряда, усилители 9 и 10 с высоким входным сопротивлением, диоды 11 и 12, конденсаторы 13 и 14, входные импульсные источники 15 и 16.

Первый 15 и второй 16 входные импульсные источники подключены к первым входам первого 1 и второго

2 формир оват еля соотв етств ен но, выходы которых подключены к входам первого 4 и второго 5 токостабилизирующего блока, первый и второй вход накопительного блока 6 соединен с выходами первого 4 и второго

5 токостабилизирующего блока, третий вход накопительного блока 6 соединен с первым выходом блока 3 задержки, вход которого соединен с вторым 16 входным импульсным источником, второй выход блока задержки подключен к вторым входам фор" мирователей 1 и 2, первый и второй выход накопительного блока 6 соединены с соответствующими входами блока 7 формирования разностного напряжения. Первый вход накопительного блока через первый диод 11 соединен с входом первого усилителя 9, первым входом блока 8 разряда и обкладкой первого конденсатора 13, второй вход накопительного блока через второй диод 12 соединен с входом второго усилителя 10, с вторым входом блока 8 разряда и обкладкой второго конденсатора 14, третий вход накопительного устройства соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам первого и второго усилителя соответственно, а вторые обкладки конденсаторов 13 и 14.подключены к общей шине устройства;

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы (импульсы), соответствующие, началу и концу преобразуемого временного интервала, поступают на входы преобразователя (фиг. 2а, б), опрокидываются триггеры формирователей 1 и 2, перепад с выхода которых включает токостабилиэирующие блоки 4 и 5 (фиг. 2в, г).

Стабилиэированныи ток .заряда через диоды 11 и 12 с большим обратным сопротивлением, заряжает конденсаторы 13 и 14 (фиг. 2е, ж).

Через время t, необходимое для устранения переходных процессов, блок задержки вырабатывает импульс (фиг. 2д), который устанавливает триггеры формирователей 1 и 2 в исходное состояние и прекращает заряд конденсаторов 13 и 14. Через усилители 9 и 10 с высоким входным сопротивлением напряжение поступает на входы блока 7 формирования разностного напряжения.

Выходное напряжение, пропорциональное по амплитуде измеряемому временному интервалу, (фиг. 2з) является выходным напряжением преобразователя °

Через время t, необходимое для

2 измерения выходного напряжения, блок задержки вырабатывает импульс сброса (фиг. 2и), и конденсаторы 13

35 и 14 разряжаются через блок 8 разряда.

Метод преобразования временного интервала в напряжение путем обраэо4О вания раэностного сигнала из накопительного блока, состоящего из двух каналов, позволяет повысить точность преобразования временных интервалов наносекундной длительности за счет формирования точного разностного сигнала и измерения выходного сигнала измерителем высокой точности. Так как длительность преобразованного сигнала определяется только временем, необходимым для измерения, то зто позволяет повысить быстродействие преобразования, так как измерение можно начинать непосредственно сразу после

5 начала измеряемого интервала.

Заряд накопительной емкости первого канала накопительного блока 6 передается через блок 7 формирования разностного напряженная на ее

1109898

IIIIHHIIH Заказ 6101/42 Тираж 862 Подпнсное

4 лиал IIIIII "Патеят", г.Ужгород, ул.Проектыаа, 4 выход до момента заряда накопительной емкости второго канала, далее напряжение на выходе остается постояннымм, Если прерывать заряд накопительной емкости первого канала с приходом импульса второго канала, то при преобразовании наносекундных временных интервалов возникает большая погрешность за счет влияния паразитных параметров (неидеальность ключей токостабилизирующих устройств, влияние нелинейности тока заряда, абсорбция накопительной емкости, переходные процессы зарядной и раз— рядной цепи). Поэтому метод прерывания заряда одновременно конденсаторов обоих каналов через время задержки и формирования разностного сигнала позволяет значительно увеличить точность при одновременном по1Î вышении быстродействия преобразования за счет исключения влияния указанных паразитных параметров.