Способ измерения длительности импульсов периодической импульсной последовательности

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения длительности импульсов известной формы при контроле регулируемых по частоте генераторов, преимущественно в наносекундном диапазоне длительностей импульсов. Цель изобретения - повышение чувствительности. Для определения длительности импульсов периодической последовательности необходимо выделить переменную составляющую напряжения сигнала, измерить эффективное или средние значение модуля переменной составляющей, измерить среднее значение напряжения сигнала и сравнить измеренные значения напряжений. При неравенстве - изменить период повторения импульсов до достижения равенства, после чего измерить значение периода повторения сигнала T<SB POS="POST">кр</SB> и рассчитать искомую длительность импульсов как Τ= T<SB POS="POST">кр</SB>/Q<SB POS="POST">кр</SB>, где Q<SB POS="POST">кр</SB> - критическое значение скважности сигнала на заданном уровне отсчета длительности импульсов, которое является константой для данной формы импульсов. Например, для прямоугольных импульсов Q<SB POS="POST">кр</SB> = 2. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 К 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4206009/24-21; 4206966/24-21 (22) 04.03.87 (46) 23.09,89. Бюл. ¹ 35 (75) В.А,Зайцев, В.В,Белоус и Л.И.Вулло ((53) 62),317,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1288628, кл. С 01 Б. 29/02, 1984 °

Авторское свидетельство СССР № 1288619, кл, G 01 R 23/00, 1984.

1 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ИМПУЛЬСОВ ПЕРИОДИЧЕСК011 ИМПУЛЬСНОИ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения длительности импульсов известной формы при контроле регулируемых по частоте генераторов преимущественно в наносекундном диапазоне длительностей импульсов. Цель изобретения — повышеИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть.использовано для измерения длительности импульсов известной формы при контроле регулируемых по частоте ге" нераторав преимущественно в наносекундном диапазоне длительностей импульсов, Цель изобретения — повышение чувствительности при контроле регулируемых по частоте генераторов импульсов известной формы, Предлагаемый способ отличается от известного методикой определения

„„Я0„„1509756 А 1

2 ние чувствительности. Для определения длительности импульсов периодическойй последовательности необходимо выделить переменную составляющую напряжения сигнала, измерить эффективное или среднее значение модуля переменной составляющей, измерить среднее значение напряжения сигнала и сравнить измеренные значения напряжений. При неравенстве — изменить период повторения импульсов до дос-.. тижения равенства, после чего измерить значение периода повторения сигнала Т „ и рассчитать искомую длительность импульсов как =Т„ /Ц„, где Q „ - критическое значение скважности сигнала на заданном уровне отсчета длительности импульсов, которое является константой для данной формы импульсов. Например, для прямоугольных импульсов Q 2.1 з.п. ф-лы, 2 ил. критического значения периода повто- а Д рения сигнала по критерию уравнове- (д шивания сравниваемых напряжений. При ф этом функциональная зависимость между искомой длительностью импульсов и критической частотой (при которой достигается уравновешивание сравниваемых напряжений) в предлагаемом способе та же, что и в известном, поскольку частоты максимума V и уравновешивания напряжений (Ч., =V) совпадают, В частности, для последовательности прямоугольных импульсов и максимум этого выражения достигается при

3 1509756

Я „ =2, то же значение Q „ можно получить из уравнения

Чэ(17 л с учетом 5

Ч

V =

tYI

Ч получим

Я. 0 1 Чти

m q q э

Q 2.

Предлагаемый способ связан с определением частоты уравновешивания, которая выражена гораздо лучше (фиг, 1в),15

Физически это объясняется тем, что в области экстремума напряжение V> (фнг, 1а) практически не зависит от частоты (поскольку первая производная функция в точке экстремума равна О), а среднее значение напряжения сигнала (Ч) в этой области с уменьшением периода возрастает пропорционально 1/Т, Именно это обстоятельство определяет более высокую чувствительность предлагаемого способа к изменению длительности импульсов, а следовательно, и большую точность измерений.

На фиг, 1а приведена нормированная 30 зависимость эффективного значения переменной составляющей напряжения пе.риодической последовательности прямоугольных импульсов от скважности сигнала Q в области Q = Я „ 2, характеризующая чувствительность известного способа; на фиг, 16 — та же зависимость, наложенная на нормированную зависимость среднего значения напряжения сигнала от скважности; на 40 фиг. 1в — зависимость характеризующая чувствительность 45 предлагаемого способа; на фиг, 2 структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Для измерения длительности импуль-5 сов известной формы периодической импульсной последовательности с выхода регулируемого по частоте генератора необходимо . выделить переменную составляющую напряжейия сигнала; измерить эффективное значение напряжения переменной составляющей сигнала; измерить среднее значение напряжения сигнала; сравнить измеренные значения напряжений; при, неравенстве сравниваемых значений изменить период повторения импульсов (органами регулировки частоты контролируемого генератора) до достижения равенства; при достижении равенства значений сравниваемых величин прекратить изменение периода повторения сигнала, измерить установленное критическое значение периода повторения сигнала (Т„р) и рассчитать искомое значение длйтельности импульсов (С), исходя из раст„ четного соотношения =- — (1 ) .

Окр

Рассмотрим пример реализации предлагаемого способа измерения длительности импульсов известной формы при контроле регулируемого по частоте генератора прямоугольных импульсов, Для определения зададимся номинальным значением амплитуды импульсов 1 В при длительности плоской вершины, равной

1 мкс и исходном периоде повторения

10 мкс, Измерительное устройство (фиг. 2) содержит контролируемый генератор 1, вольтметр 2 среднего значения напряжения, вольтметр 3 эффективного значения напряжения переменной составляющей сигнала и электронно-счетный частотомер 4, Устройство, реалнзующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Сигнал с контролируемого генератора 1 поступает на входы вольтметров 2 и 3, а также частотомера 4, Оператор изменяет частоту повторения сигнала органами управления контролируемого генератора 1 до критического значения, при котором показания вольтметров 2 и 3 становятся одинаковыми, затем измеряет критическое значение частоты (периода) повторения сигнала частотомером 4 и рассчитывает искомое значение длительности импульсов по формуле (1), Значение q для импульсов прямоугольной формы известно и равно 2.

Кроме того, при измерении длительности импульсов можно использовать не эффективное значение переменной составлякщей V, а среднее значение модуля переменной составляющей "M пульсной последовательности Ч . При ььар этом в устройстве для реализации способа вместо вольтметра 3, измеряюшего5 15097 эффективное значение, необходимо применить любой вольтметр, измеряющий среднее значение модуля переменного напряжения.

1 ° Способ измерения длительности импульсов периодической импульсной 10 последовательности, включающий изменение периода следования импульсов до критического значения Т хараккр > теризующего искомую длительность импульСов, измерение критического значения периода повторения импульсов, измерение напряжения, характеризующего амплитуду импульсной последовательности>и определение искомого значения длительности импульсов ь .. по формуле

TkE

Чкр

25 а as

0.7

0.6

О.Ч

1,2

16

Формула изобретения

56 6 где Q - — критическое значение кр скважности на заданном уровне отсчета длительно5 сти импульсов, отличающий ся тем, что, с целью повыпения. чувствительности нри контроле регулируемых по частоте генераторов импульсов известной формы, измеряют среднее значение напряжения сигнала и сравнивают с напряженнем, характеризующим амплитуду импульсной последовательности, причем измерение критического значения периода повторения импульсов производят при достижении равенств значений сравниваемьи напряжений, 2, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве нап-: ряжения, характеризующего амплитуду импульсной последовательности, используют либо эффективное значение, либо среднее значение модуля переменной составляющей импульсной последовательности, 1509756

Составитель Н,Михалев

Редактор Н,Яцола Техред Л.0лийнык Корректор М,Шароши

Заказ 5802/40 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 1 3035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101