Измеритель отношения интенсивностей двух случайных импульсных потоков

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в аппаратуре для измерения отношения интенсивностей потоков импульсов , преимущественно в аппаратуре радиоактивного каротажа скважин. Целью изобретения является повышение точности измерения. Измеритель содержит два делителя частоты, четыре одновибратора, источник постоянного на- .пряжения, управляемый двухполюсный ключ, два дозирующих конденсатора, конденсатор памяти, два операционных усилителя, резистор, два управляемых однополюсных нормально разомкнутых ключа и два диода. Высокая точность измерения отношения интенсивностей потоков импульсов обусловлена возможностью дозаряда .второго дозирующего конденсатора под действием импульсов второго Одновибратора в случае совпадения их во времени с импульсами первого одновибратора. 2 ил.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТ1Ф (21) 3807760/24-25 (22) 29.10.84 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (72) А.Н.Гуляев, И.Г.Дорух, П.К.Ермоленко, A.È.Êðèóëåíêo и С.П.Рыбинский (53) 535.83 (088.8) (Se) Федоров Р.Ф. и Клим Б.П. Измери. тель отношения интенсивностей. Отбор и передача информаций. Киев.:

Наукова думка, 1981, вып. 65, с. 76.

Авторское свидетельство СССР

У 1061091, кл. 0 01 Ч 5/04, 1982. (54) ИЗИЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ИНТЕНСИВностей двух случАйных иипульсньи поТОКОВ

\ (57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть исполь„.,80„„1223181 А

1Я) 4 С 01 Ч 5 04 зовано в аппаратуре для измерения отношения интенсивностей потоков импульсов, преимущественно в аппара- туре радиоактивного каротажа скважин.

Целью изобретения является новышение точности измерения. Измеритель содержит два делителя частоты, четыре одновибратора, источник постоянного напряжения, управляемый двухполюсный ключ, два дозирующих конденсатора, конденсатор памяти, два операционных усилителя, резистор, два управляемых однополюсных нормально разомкнутых ключа и два диода. Высокая точность измерения отношения интенсивностей потоков импульсов обусловлена возможностью дозаряда,второго дозирующего конденсатора под действием импульсов второго одновибратора в случае совпа дения их во времени с импульсами первого одновибратора. 2 ил.

1?23!

Изобретение о Гносится к измери тельной технике, может быть использовано в аппаратуре для измерения отношения интенсивностей потоков импульсов и преимущественно в аппаратуре радиоактивного каротажа скважин.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг.l дана структурная схема предлагаемого измерителя; на фиг.2 эпюры сигналов в отдельных точках схемы.

Измеритель содержит делители 1 и 2 частоты, одновибраторы 3-6, элементы И 7 и 8, источник 9 постоянного напряжения, управляемый двухполюсный ключ 10, дозирующпе конденсаторы 11 и 12, конденсатор 13 памяти, операционные усилители 14 и 15, резистор

16, управляемые однополюсные нормально разомкнутые ключи 17 и 18, диоды 19 и 20, входы 21 и 22 измерителя и выход 23 измерителя.

Входы делителей 1 и 2 частоты сое-динены с входами 21 и 22 измерителя, а выходы — с входами одновибраторов

3 и 4 соответственно. Первые входы элементов И 7 и 8 соединены с первыми выходами одновибраторов 3 и 4 соответственно, вторые входы — д.вто рыми выходами одновибраторов 4 и 3 соответственно, а выходы — с входами одновибраторов 5 и 6 соответственно. Первый полюс ключа

10 соединен с источником 9, второй— с входом усилителя 14, первой обкладкой конденсатора 13 и анодом диода.

19, управляющий вход — с выходом одновибратора 6 и управляющим входом ключа 18, а центральная точка — че40 рез конденсатор 11 с шиной нулевого потенциала. Выход усилителя 14 соединен с выходом 23 измерителя, второй обкладкой конденсатора 13 и через резистор 16 — с сигнальным входом

45 ключа 17, управляющий вход которого подключен к выходу одновибратора 5, а выход — к входу усилителя 15, сигнальному входу ключа 18 и катоду диода 20, анод которого соединен с катодом диода 19 и первой обкладкой конденсатора 12, вторая обкладка которого соединена с выходами усилителя 15 и ключа 18.

На фиг.2 приведены временные диаграммы: 24 — последовательность им55 пульсов на выходе делителя I частоты; 25 — последовательность импульсов на выходе делителя 2 частоты;

Sl 2

26 — последовательность импульсов на втором выходе одновибратора 3;

27 — последовательность импульсов на втором выходе одновибратора 4;

28 — последовательность импульсов на выходе элемента И 7; 29 — последовательность импульсов на выходе элемента И 8; 30 — последовательность импульсов на выходе одновибратора 5; 31 — последовательность импульсов на выходе одновибратора 6;

32 — величина заряда на конденсаторе 12; 33 — импульсы зарядного тока через конденсатор 13; 34 — импульсы разрядного тока через конденсатор

13; 35 — сигнал на выходе 23 измерителя.

Измеритель работает следующим образом.

На вход делителя 1 частоты с входа 21 измерителя поступает случайный импульсный поток интенсивностью

m а на вход делителя 2 частоты с входа 22 измерителя — случайный импульсный поток интенсивностью m °

Делители 1 и 2 частоты преобразуют поступившие на их входы последовательности импульсов в короткие импульсы (фиг.2, диаграммы 24 и 25) с интею сивностями

n„=m„/Ê и na=ma/К, где К„, К . — коэффициенты деления делителей 1 и 2 соответственно.

Импульсы с выходов делителей 1 и 2 частоты поступают на входы одновибраторов 3 и 4 соответственно. Одновибраторы 3 и 4 работают в ждущем режиме. При отсутствии сигналов на их входах ситналы на их первых входах соответствуют логической "1" а на вторых— логическому "0". Одновибраторы 3 и 4 срабатывают по переднему фронту поступивших на их входы импульсов с делителей 1 и 2.частоты, генерируя на своих вторых выходах импульсы длительностью Co, соответствующие логической "1" (фиг.2, диаграммы 26 и 27), которые поступают на вторые входы элементов И 7 н 8 соответственно.

На первые входы этих элементов поступают сигналы с первых выходов одновибраторов 4 и 3, инверсные сигналам на их вторых входах. Злементы И 7 и 8 при наличии сигналов, соответствующих логической "I", на обоих своих входах вырабатывают на своих выходах импульсы, соответствующие логичес12

25 откуда

CeN (5) (6) и (5) получаU

Я о (2) (7) кой "1" (фиг.2, диаграммы 28 и 29), которые поступают на входы одновибраторов 5 и 6 соответственно. Одновибраторы 5 и 6 срабатывают по переднему фронту поступивших на их входы импульсов, в результате чего на их выходе генерируются импульсы длительностью о (фиг.2, диаграммы 30 и 31), которые поступают на управляющие входы ключей 17, 10 и 18.

Таким образом, сигналы, соответствующие логической "1", на выходах одновибраторов 6 и 5 повторяют сигналы, соответствующие логической

"1" на выходах одновибраторов 3 и 4 соответственно, если эти сигналы не перекрываются во времени. В случае .перекрытия последних во времени, тот из сигналов, который появился позже, сдвигается во времени на время их перекрытия.

Таким образом, потоки импульсов с интенсивностями m4 и m на.входах 21 и 22 измерителя преобразуются в потоки не совпадающих во .времени импульсов длительностью бо с интенсивностями п и п на выходах одновибраторов 6 и 5 соответственно.

Пусть в некоторый момент времени напряжение на конденсаторе 13 памяти равно U. Тогда под воздействием каждого импульса с выхода одновибратора 5 ключ 17 замыкается и дозирующему конденсатору 12 через резистор 16 и диод 20 сообщается заряд

q„ равный

23181 4 ду усилителя 14. При этом конделса тору 13 сообщается заряд (равный

Q ЕС, (4)

5 где Š— напряжение источника 9;

С вЂ” емкость конденсатора 11.

Одновременно ключ 18 замыкается, соединяя выход и вход усилителя.15 (фиг.2, диаграмма 33). На выходе последнего устанавливается, нулевой потенциал, диод 20 закрывается и. конденсатор 12 разряжается через диод 19 на вход усилителя 14, снимая с конденсатора 13 заряд 0 .

Очевидно, что в равновесном состоянии средние величины зарядов (фиг.2, диаграмма 34), сообщаемых конденсатору 13 и снимаемых с него, 2р одинаковы, т.е. Q =Qg или с учетом (3) и (4)

R

Щ = ЕС, Поскольку среднее число 11 импульсов одновибратора 5 в промежутке межF ду импульсами одновибратора 6 равно отношению интенсивностей импульсных потоков с выходов делителей 1 и 2 частоты п

35 С учетом (1), (2) ем

E С R K mi

U = — — — -- —- g K,mz где R — - сопротивление резистора 16.

Если в промежутке между двумя выходными импульсами одновибратора 6 появится N импульсов одновибратора 5, то величина заряда на конденсаторе 12 ступенчато увеличивается (фиг.2, диаграмма 32). Накопленная в промежутке между импульсами одновибратора 6, а следовательно, и в промежутке между импульсами делителя

1 частоты величина заряда Q составляетU

Q = qN= — -N Ãî

R (3) При появлении импульса с делителя 1 частоты появляется импульс одновибратора 6, от которого срабатывают ключи 10 и 18. Ключ 10 подключает дозирующий конденсатор 11 к вхоСледовательно, напряжение на конденсаторе 13, а следовательно, и на выходе 23 измерителя пропорционально-отношению интенсивностей импульсных потоков на входах 21 и 22 изме4 pHTeJIH

Длительность Го импульсов одновибраторов 3 и 6 выбирается такой, чтобы доэирующие конденсаторы ll и 12 за это время успели полностью перезаря-

50 . диться. Изменением коэффициентов;

К и К деления выбирается требуемый масштаб измерения.

Формула изобретения

Измеритель отношения интенсивностей двух случайных импульсных потоков, содержащий последовательно включенные первый вход, первый дели1223!81 тель частоты и первый одновибратор, последовательно включенные второй вход, второй делитель частоты и второй одновибратор, источник постоянно5 го напряжения, управляемый двухполюсный ключ, первый полюс которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, первый операционный усилитель, вход которого подключен к второму полюсу управляемого двухполюсного ключа, первый дозирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена к центральной точке управляемого двухполюсного ключа, а другая к шине нулевого потенциала, конденсатор памяти, включенный между входом и выходом первого операционного усилителя, резистор, один вывод которого подключен к Выходу первого опе рационного усилителя и выходу измерителя, первый управляемый однополюсный нормально разомкнутый ключ, сигнальный вход которого подключен к другому выводу резистора, второй опе- >5 рационный усилитель, вход которого подключен к выходу первого управляемого однополюсного нормально разомкнутого ключа, второй управляемый однополюсный нормально разомкнутый ключ, 30 сигнальный вход и выход которого подключены соответственно к входу и выходу второго операционного усилителя, второй дозирующий конденсатор, первая обкладка которого подключена к выходу второго операционного усилителя, первый диод, анод которого подключен к входу первого операционного усилителя, а катод — к второй обкладке второго дозирующего конденсатора, и второй диод, анод которого подключен к катоду первого диода, а катод — к входу второго операционного усилителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он содержит первый и второй элементы И, первые входы которых подключень! к первым выходам соответственно первого и втоpetro одновибраторов, а вторые входы,— к вторым выходам соответственно второго и первого одновибраторов, тре- тий одновибратор, вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход — к управляющему входу первого управляемого однополюсного нормально разомкнутого ключа, и четвертый одновибратор, вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход — к управляющим входам .управляемого двухполюсного ключа и второго управляемого однополюсного нормально разомкнутого ключ .

1223181

2b

27

Составитель Л.Торопова

Редактор Г.Волкова Техред Н.Бонкало Корректор Г.Решетник

Заказ 1709/49 Тираж 728 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