Устройство для измерения времени затухания амплитуды электрического сигнала до заданного уровня

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения времени затухания электрического сигнала до заданного уровня, времени установления сигналов на выходе аналоговых устройств, временных и амплитудных параметров радиоимпульсов. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия. Указанная цель достигается за счет введения в устройство блока 2 формирования маркерных сигналов, блока 7 для получения огибающей маркерных сигналов, функционального умножителя 8, генератора 9, счетчика 10 импульсов и вентиля 11, осуществляющих операции сравнения огибающей исследуемого сигнала с максимальным значением этого сигнала, то есть для каждого сигнала по наперед заданному значению относительно порога формируется реальный порог срабатывания компаратора 3 для огибающей сигнала. Кроме того, устройство содержит вход 1, однополупериодный пиковый детектор 2, компаратор 3 напряжения, формирователь 4 импульса сброса, вход 5 запуска, выход 6, выход 12 для получения цифровой информации. В устройстве по п.2 формулы исключен функциональный умножитель 8, дополнительно введены элемент задержки и функциональный делитель. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1471151 д1 (51)4 G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4227193/24-21 (22) 10.04.87 (46) 07,04.89, Бюл, № 13 (72) В .А. Телец, А, Н,Щав елкин и Н.С.Телец (53) 621.317.075(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1007080, кл. G 01 R 29/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1057881) кл, С 01 R 29/02, 1983.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАТУХАНИЯ АМПЛИТУДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА ДО ЗАДАННОГО УРОВНЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения времени затухания электрического сигнала до заданного уровня, времени установления сигналов на выходе аналоговых устройств, временных и амплитудных параметров радиоимпульсов, Целью изобретения является повышение точности и быстродействия, Указанная цель достигается за счет введения в устройство блока 2 формирования маркерных сигналов, блока 7 для получения огибающей мар керных сигналов, функционального умножителя 8, генератора 9, счетчика 10 импульсов и вентиля 11, осуществляющих операции сравнения огибающей исследуемого сигнала с максимальным значением этого сигнала, то есть для каждого сигнала по наперед заданному значению относительно порога формируется реальный порог срабатывания компаратора 3 для огибающей сигнала, Кроме того, устройство содер4 жит вход 1 однополупериодный пиковый детектор 2, компаратор 3 напряжения, формирователь 4 импульса сброса, вход 5 запуска, выход 6, выход 12 для получения цифровой информации. В устройстве по п,2 формулы исключен функциональный умножитель 8, дополнительно введены элементы saдержки и функциональный делитель, 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1471151

Изобретение относится к измери-, тельной технике и может быть использовано для измерения времени затухания электрического сигнала до заданного уровня, в .т.ч, при измерении

5 времени релаксации затухающего колебательного процесса, времени установления сигналов на выходе аналоговых устройств, временных и амплитудных параметров радиоимпульсов и т.п.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.

На фиг.1 изображена схема устройt ства, первый вариант; на фиг.2 - вре-15 менные диаграж ы его работы; на фиг.3 — схема устройства, второй вариант.

Устройство (фиг.1) содержит вход 1 однополупериодный пиковый детектор 20 (ОПД) 2 блок 2 формирования маркерных сигналов при достижении измеряемым сигналом частных максимумов, схемотехнически объединенный с однополупериодным пиковым детектором 2 (ОПД), компаратор 3 напряжения (КН), формирователь 4 импульсов сброса (ФИС), вход 5 запуска, выход 6, блок 7 для получения огибающей входного сигнала (БПОС) функциональный умножитель (ФУ) 8, генератор (ГН) 9 и счетчик (СЧ) 10 импульсов, вентиль 11, выход 12 для получения цифровой информации, причем вход 1 устройства соединен одновременно с вхо- 35 дами блока 2-2 и блока 7, выход ко-! торого подключен к входу ФУ 8, выходкоторого соединен с первым входом

КН 3, второй (пороговый) вход которого подключен к выходу детектора 2, <О инвертирующий выход КН 3 объединен с выходом 6 устройства, а неинвертирующий выход КН 3 соединен с первым входом вентиля 11, второй вход которого соединен с выходом ГН 9, а выход под- 45 ключен к счетному входу СЧ 10, вход сброса которого подключен к выходу

ФИС 4, а выход СЧ 10 объединен с выходом 12 устройства, вход ФИС 4 соединен с выходом блока 2 формирова- 50 ния маркерных сигналов, вход 5 запус- ка устройства является входом запуска ГН 9 и соединен с входом сброса

"0" детектора 2, В исходном состоянии- сигнал на 55 входах 1 и 5 устройства отсутствует,, КН 3 и вентиль 11 в произвольном со-, стоянии, импульсы с выхода ГН 9 не, поступают, СЧ 10 не хранит цифровую информацию, Предлагаемое устройство способно обеспечить измерение как положительного, так и отрицательного электрического сигнала, Принцип работы устройства рассматривается на пртжере измерения положительного электрического сигнала. Временные диаграммы его работы показаны на фиг,2.

Устройство работает следующим образом.

С,поступлением измеряемого сигнала на вход БПОС 7 одновременно осуществляется запуск ГЦ 9 и сброс в "0"

ОПД 2, В блоке 2-2 (в данном случае положительном) осуществляется непрерывное слежение за максюлальными из всех положительных значений измеряемого сигнала с выхода блока 7 по огибающей, одновременное сравнение его текущих значений по амплитуде и хранение результата слежения, выработка маркерных сигналов (резких скачкообразных изменений напряжения) в момент достижения огибающей сигнала амплитудного значения.

Параллельно с этим текущее значение огибающей измеряемого сигнала умножается в ФУ 8 в заданное число раз, например, в е раз..С первым же появлением сигналов на выходах ФУ 8 и ОПД 2, КН 3 переходит в состояние

"Лог, 1", открывает или поддерживает в открытом состоянии вентиль 11 и обеспечивает поступление импульсов от ГН 9 на счетный вход СЧ 10.

Последний производит счет импульсов, который прерывается сбросом

СЧ 10 в "0" при каждом поступлении с выхода ОПД 2 через ФИС 4 маркерных сигналов . При этом, ФИС 4 выполняет функцию формирования из скачкообразных маркерных сигналов — импульсов

"Лог.1" стандартной формы и длительности, необходимых для уверенного срабатывания СЧ 10 по входу сброса

Il pit

Описанный процесс происходит до тех пор, пока затухающий измеряемь и сигнал, умноженный в ФУ 8 в е раз, не достигнет значения (U»„ х е) 411„ „, где 11 щ - напряжение на пороговом входе КН 3, выработанное и поддерживаемое ОПД 2 и соответствующее амплитудному значению измеряемого сигнала. При этом КН 3 переходит в состоя1471151 ние "Лог,О", вентиль 11 закрывается и прекращает доступ импульсов от ГН 9 на СЧ 10. Таким образом, СЧ 10 фиксирует число импульсов от ГН 9 прошедl

5 ших от момента появления последнего маркерного сигнала от ОПД 2 и ФИС 4 (отмечающего амплитудное значение

= U „, ) до момента затухания в е раз. Число зафиксированных импульсов является мерой искомого" времени затухания электрического сигнала, в рассмотренном случае — време-: ни релаксации. Цифровая информация о результате измерения считывается с выхода СЧ 10 после появления на инв ертирующем выходе КН 3, т, е. выходе 6 устройства, сигнала "Лог.1", который может быть использован как сиг. нал Готов" при организации связи 20 предлагаемого устройства со средств ом вычислительной техники.

Принцип работы устройства при измерении отрицательного. электрического сигнала аналогичен, с той лишь разни- 25 цей, что вместо положительного ОПД используется .отрицательный.

Устройство для измерения времени затухания амплитуды электрического сигнала до заданного уровня, в кото- 30 рое (фиг,3)вводится функциональный делитель (ФД) 14) вход которого соединен с выходом ОПД 2 .а выход — с пороговым входом КН 31 а вместо

ФУ 8 - элемент задержки (ЭЗ) 13,вход которого соединен с выходом блока 7, а выход — с входом КН 3, Элемент

ЭЗ, 13 вводится с целью уравновешивания временных задержек между двумя входными цепями КН 3 и устранения тем самым причины возникновения погрешности измерения за счет возможного временного сдвига когерентных электрических сигналов. Бремя задержки

ЭЗ 13 равно сумме времен задержки 4

ОПД 2 и ФД 14, Исходное состояние элементов устройства по второму варианту идентично исходному состоянию элементов устройства по первому, 50

Устройство работает следующим образом, После подачи на вход блока 7 измеряемого сигнала, запуска устройства, сброса в "О" ОПД 2-2, выделения в блоке 7 огибающей измеряемого сигнала, последний поступает на первый вход КН 3 с задержкой, обеспечиваемой ЭЗ 13.

В то же время сигнал огибающей поступает на вход ОПД 2-2, где определяется и фиксируется его максимальное значение U с „с последующим делением в ФД 8 в заданное количество раз U„„,,/К, где К вЂ” выбранный коэффициент деления. Сигнал с выхода ФД 8 поступает на пороговый вход КН 3, В остальном работа устройства по второму варианту аналогична работе устройства по первому, а именно: открывание и закрывание вентиля 11 осуществляется сигналами "Лог,1" (при

П„,„э U„„, /K) и "Лог.О" (при U „ (

ФИС 4, выработанными в моменты доcтижения измеряемым сигналом частных максимумов, Искомое время затухания определяется по числу импульсов, зафиксированных в СЧ 10 от момента появления последнего маркерного сигнала до момента. затухания Ц „, в

K раз и более, т,е. П „, < U ммкс/К

С приходом на вход блока 7 измеряемого сигнала и запуском устройства по второму варианту автоматически готово к новому циклу измерений, Изменяя коэффициент умножения ФУ с помощью предлагаемого устройства можно проводить измерения временных и амплитудных параметров радиоимпульсов, времени установления сигнала на выходе аналоговых устройств (например, операционных усилителей, цифроаналоговых преобразователей) и т,п.

Формула и з обре т е н и я

I. Устройство для измерения времени затухания амплитуды электрического сигнала до заданного уровня, соI держащее первый õîÀ второй вход запуска, первый выход, однополупериодный пиковый детектор, компаратор напряжения, формирователь импульса, сброса, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что, с целью повьппения точности и быстродействия измерений, в него введены блок формирования маркерных сигналов, блок выделения огибающей входного сигнала, функциональный умножитель, генератор и счетчик импульсов, вентиль, второй выход для получения цифровой информации, причем первый вход устройства одновременно является входом однополупериодного

1471151 со един ен с в ыхо дом блок а фо рмиро в а теля маркерных сигналов однополупериодного пикового детектора, второй вход запуска устройства является входом запуска генератора импульсов и соединен с входом сброса в "0" однополупериодного пикового детектора.

ОЩ2

ОЩ

-2-2

Составитель В,Антохин

Техред Л.Олийнык Корректор M,Âàñèëüåâà

Редактор Е.Папп

Заказ 1605/48 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москйа, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ™Патент", г, УЖгород, ул. Гагарина, 101 пикового детектора с блоком выработки маркерных сигналов и блока выделения огибающей входного сигнала, выход которого подключен к входу функ5 ционального умножителя, выход которого соединен с первым входом компаратора напряжения, второй вход которого (пороговый) подключен к выходу однополупериодного пикового детекто- 10 ра, инвертирующий выход компаратора напряжения объединен с первым выходом устройства, а неинвертирующий, выход компаратора напряжения соединен входом вентиля, второй вход которо- 15 го соединен с выходом генератора, а выход подключен к счетному входу счетчика, вход сброса которого подключен к выходу формирователя импульсов сброса, а выход счетчика объ- 20 единен с вторым выходом для получения цифровой информации устройства, вход формирователя импульсов сброса

2, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в него введен функциональный делитель и элемент задержки, причем вход функционального делителя соединен с выходом однополупериодного пикового детектора с блоком выработки маркерных сигналов, а выход подключен к второму (пороговому ) входу компаратора напряжения, при этом элемент задержки входом подключен к выходу блока выделения огибающей сигнала, а выходом— к первому входу компаратора напряжения.