Устройство для измерения длительности импульсов

 

Изобретение предназначено для повышения точности измерения длительности импульсов и обеспечения возможности индикации наличия измеряемого импульса. Устройство содержит управляемые ключи 1,10 и 15, расширитель 2 длительности импульса, квадратор 3, генератор 4 линейно изменяюш,егося напряжения, блок 5 отношений , указатель 9 экстремума, пороговый элемент 12, генератор 13 импульсов и счетчик 14 импульсов. Для достижения поставленной цели в устройство введены гене- .ратор 6 управляющего сигнала, линия 7 задержки , управляемые ключи 8 и 11 ив нем образованы новые функциональные связи. 4 ил. о & (Л Вь/ход со ел ОО фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3989795/24-21 (22) 16.12.85 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (7! ) Воронежский государственный универсйтет им. Ленинского комсомола (72) А. П. Трифонов и В. К. Бутейко (53) 681.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 423097, кл. G 04 F 10/04, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 915059, кл. G 04 F 10/00, 1982.

„„Я0„„1357877 д 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУ ЛЬСОВ (57) Изобретение предназначено для повышения точности измерения длительности импульсов и обеспечения возможности индикации наличия измеряемого импульса.

Устройство содержит управляемые ключи

1,10 и 15, расширитель 2 длительности импульса, квадратор 3, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, блок 5 отношений, указатель 9 экстремума, пороговый элемент 12, генератор 13 импульсов и счетчик 14 импульсов. Для достижения поставленной цели в устройство введены гене.ратор 6 управляюгцего сигнала, линия 7 задержки, управляемые ключи 8 и 11 и в нем образованы новые функциональные связи.

4 ил.

1357877

1

Изобретение отно)."ится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнике, вычислительной технике, в устройствах автоматики.

Целью изобретения является повышение точности измерения и обеспечение возможности индикации наличия измеряемого импульса.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения длительности импульсов; »а фиг. 2 и 3 — времен!

0 ные диаграммы работы устройства; на фиг. 4— зависимости ошибки измерения длительности импульса в предлагаемом и известном устройств 1У от величины отношения сигнал/шум.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные первый управляемый кл)оч 1, расширитель 2 длительности импульса и квадратор 3, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с вторым входом блока 5 отношений, генератор 6 управляющего сигнала, выход которого через линию 7 задержки соединен с первым входом третьего управляемого ключа 8, выход которого соединен с входом указателя 9 экстремума, последовательно соединенные второй 10 и четвертый

11 управляемые ключи, пороговый элемент 12, генератор 13 импульсов, счетчик 14 импульсов, пятый управляемый ключ 15 и входную шину 16, соединенную с входом первого управляемого ключа 1. Выход квадра- 30 тора 3 соединен с первым входом блока

5 отношений, выход которого соединен с вторым входом третьего управляемого ключа

8, выход которого соединен с входом порогового элемента 12, выход которого соединен с входом управления пятого управляемо- 35 го ключа 15, вход которого соединен с выходом счетчика !4 импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого управляемого ключа 11, вход управления которого соединен с выходом указателя 9 экстремума. Выход генератора 6 управляющего сигнала соединен с входом управления первого управляемого ключа 1, входом сброса расширителя 2 длительности импульса, входом генератора 4 линейно изменяющегося напряжения, входами сброса указателя 9 экстре 45 мума, счстчика 14 импульсов, порогового элемента 12 и входом управления второго управляемого ключа 10, вход которого соединен с выходом генератора 13 импульсов.

В исходном состоянии первый 1, второй

10, третий 8 и пятый 15 управляемые 50 ключи закрыты. Расширитель 2 длительности импульсов, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, указатель 9 экстремума, пороговый элемент 12 и счетчик 14 импульсов находятся в исходном состоянии. При включении устройства генератор 6 управляю- 55 ше1!э сигнала запускается так, что передний <рронт сигнала с его выхода (фиг. 2а) совпадает с передним фронтом импульса

S (t), поступающего на входную шину 16 устройства (фиг. 2б) и подлежащего измерению. Длительность положительного импульса сигнала генератора 6 управляющего сигнала выбирается равной наибольшей возможной длительности Т измеряемого импульса. Длительность Т.: интервала от заднего фронта положительного импульса до переднего фронта отрицательного импульса (фиг. 2а) управляющего сигнала выбирается из условия надежного считывания результатов -измерения. Положительный импульс с выхода генератора 6 управляющего сигнала открывает первый 1 и второй

10 управляемые ключи на время Т. Сигнал с выхода управляемого ключа 1 (фиг. 2б) поступает на вход расширителя 2 длительности импульса, с выхода (фиг. 2в) которого он проходит квадратор 3 (фиг. 2г) и поступает на первый вход блока 5 отношений. В это время сигналом с выхода указателя 9 экстремума открыт ключ 10 и сигнал с выхода генератора 13 импульсов проходит через открытые ключи 10 и 11 (фиг. 2ж) на вход счетчика !4 импульсов, т.е. начинается измерение поступившего на входную шину 6 устройства импульса.

На второй вход блока 5 отношений поступает сигнал с выхода генератора 4 линейно изменяющегося напряжения (фиг. 2г, штриховая линия, отмеченная символами kt), который запускается гередним фронтом управляющего сигнала. С учетом возможности случайного появления измеряемого импульса входной сигнал x(t) записывают в виде ,(. gS (t) + n It) и(!), Р, т.е. этот сигна„I E)e(IoIITHocTI Io P представляет сумму измеряемого импульса

g(p) А, O(t(T;

О, t(0,!)т, и широкополосной помехи и(!), а с вероятностью Po= 1 — Р) представляет собой только помеху n(t).

Таким образом, на выходе блока 5 отношений формируется сигнал (фиг. 2д)

М (т) = (5 х (!) dt) /! !.

С выхода блока 5 отношений сигнал через третий управляемый ключ 8 поступает .на входы указателя 9 экструмума и порогового элемента 12. На вход управления (первый вход) третьего управляемого ключа 8 с выхода генератора 6 управляющего сигнала через линию 7 задержки поступает сигнал (с задержкой на время TI, равное минимально возможной длительности S (t) измеряемого импульса, в результате чего выход блока 5 отношений отключается на время Т) от входов указателя 9 экстремума и порогового элемента 12, что предотвращает ложные срабатывания последних из-за помехи, длительность которой не соответствует длительности ожидаемого на входе устройства сигнала. Через время T) ключ 8 открывается и сигнал с его выхо1357877 з да (фиг. 2е) поступает на входы указателя 9 экстремума и порогового элемента

12. В момент достижения выходным сигналом с блока 5 отношений а(зсолютного максимума сигнал на выходе указателя 9 экстре- 5 мума меняет полярность и закрывает ключ

11, прекращая прохождение счетных импульсов на вход счетчика 14 импульсов.

Одновременно сигнал с выхода блока 5 отношений (через ключ 8) поступает на вход порогового элемента 12 с порогом срабатывания Uo, который превышается при наличии измеряемого импульса на входе устройства. В момент превышения порога Uo пороговый элемент 12 формирует на своем выходе импульс (фиг. 2з) длительностью Т вЂ” 15

-Т1+Т.„который поступает на вход пятого управляемого ключа 15 и открывает его. В результате на выход устройства со счетчика 14 поступает число, пропорциональное времени от момента включения генератора 6 управляющего сигнала до достижения сигналом с блока 5 отношений абсолютного максимума и свидетельствующее о наличии измеряемого импульса на входе устройства.

При отсутствии на входе устройства импульса S(t) и наличии широкополосной по- 25 мехи п (t) на выходе первого управляемого ключа 1 присутствует сигнал (фиг. 3a), который, пройдя расширитель 2 длительности импульса (фиг. Зб) и квадратор 3 (фиг. Зв), принимает на выходе блока 5 отношений вид, представленный на фиг. Зг, а 5р на выходе ключа 8 — на фиг. Зд, т.е. порога Uo не превышает, в результате чего пороговый элемент 12 не срабатывает и не открывает ключ 15, поэтому число импульсов, прошедшее на вход счетчика 14 импульсов с выхода ключа 11 (фиг. 3e), на 35 выход устройства в течение времени Т", не поступает, что свидетельствует об отсутствии импульса на входе устройства.

В момент времени Т+Т,„генератор 6 управляющего сигнала выдает отрицатель- 40 ный импульс, который сбрасывает счетчик 14 импульсов, разряжает расширитель 2, прекращает генерацию импульса пороговым элементом 12, переводит в исходное состояние генератор 4 линейно изменяющегося напряжения и указатель экстремума 9, в результате чего устройство приводится в исходное состояние.

Кривые 17 (фиг. 4) соответствуют величине Р =0,9, кривые 18 — Р =0,1. Сплошными и штриховыми линиями нанесены зависимости среднего квадрата ошибки в данном устройстве, когда величина порога

U0 выбиралась для фиксированной величины а ложной тревоги (ложного срабатывания устройства от помехи . Сплошные кривые соответствуют а=10 -, штриховые а=10". Штрих-пунктирными линиями нанесены зависимости нормированного среднего квадрата ошибки измерения длительности импульса в известном устройстве. Знаками

0 и О нанесены экспериментальные значения нормированного среднего квадрата ошибки измерения длительности случайно появляющихся импульсов (в известном устройстве и в предлагаемом — P и О).

Значения. отмеченные знаком р, получены при а=10 ", а знаком Π— при а=10

Форму га изобретения

Устройство для измерения длительности импульсов, содержащее последовательно соединенные входную шину, первый управляемый ключ, расширитель длительности импульса, квадратор и блок отношений, второй вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, генератор импульсов, выход которого соединен с входом второго управляемого ключа, указатель экстремума, пороговый элемент и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и обеспечения возможности индикации наличия измеряемого импульса, в него введены последовательно соединенные генератор управляющего сигнала, линия задержки и третий управляемый ключ, а также четвертый управляемый ключ и пятый управляемый ключ, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого управляемого ключа, вход которого соединен с выходом второго управляемого ключа, вход управления которого соединен с входом управления первого управляемого ключа, входом сброса расширителя длительности импульса, входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выходом генератора управляющего сигнала, входами сброса счетчика импульсов, порогового элемента и указателя экстремума, выход которого соединен с входом управления четвертого управляемого ключа, выход блока отношений соединен с вторым входом третьего управляемого ключа, выход которого соединен с входами указателя экстремума и порогового элемента, выход которого соединен с входом управления пятого управляемого ключа.!

357877 фиг г гдв

10 гй п гY 2ф4

Фиг 4 фиг У

Составитель Ю. Бурмистров

Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 5505/46 Тираж 730 Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СС(:Р ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, -:.