Измерительное устройство

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в составе прецизионных матричных спектрометрических систем для измерения амплитуд импульсов. Цель изобретения - повышение достоверности измерений за счет снижения вероятности ложных результатов. В устройство , содержащее преобразователь 2 напряжение - ток, компаратор 3, т-разрядный регистр 4, элемент И 5, n-разрядный регистр 6 последовательных приближений, формирователь 7 импульсов, блок 8 синхронизации , преобразователь 9 код - ток, шину 11 пуска, шину 12 готовности, информационную шину 13 и числовые шины 14, введены блок 1 аналогового суммирования и блок 10 регулировки, что позволяет снизить степень влияния неопределенности логических состояний компаратора 3, элемента И 5 и регистра 6 последовательных приближений на результаты измерений. 2 ил.

СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Т 1/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

6д фь (Ь (21) 4693338/25 (22) 24,05.89 (46) 28.02.91. Бюл. N. 8 (71) Институт проблем управления (72) Ф.Ф.Пащенко и В.Н.Судариков (53) 533.1.075 (088.8) (56) Цитович А.П, Ядерная электроника. М,:

Энергоатомиздат, 1984, с. 271, рис. 5. 13.

Авторское свидетельство СССР

М 1365003, кл.G 01 Т 1/36,1988, (54) ИЗМЕРИТЕВЬНОЕ УСТРОИСТВО (57),Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в составе прецизионных матричных спектрометрических систем для измерения амплитуд импульсов, Цель изобретения — повышение

„,5U„, 1631476 А1 достоверности измерений за счет снижения вероятности ложных результатов. В устройство, содержащее преобразователь 2 напряжение — ток, компаратор 3, m-разрядный регистр 4, элемент И 5, п-разрядный регистр

6 последовательных приближений, формирователь 7 импульсов, блок 8 синхронизации, преобразователь 9 код — ток, шину 11 пуска, шину 12 готовности, информационную шину 13 и числовые шины 14, введены блок 1 аналогового суммирования и блок 10 регулировки, что позволяет снизить степень влияния неопределенности логических состояний компаратора 3, элемента И 5 и регистра 6 последовательных приближений на результаты измерений. 2 ил, 1631476

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в составе прецизионных матричных спектрометрических систем для измерения амплитуд импульсов, Цель изобретения — повышение достоверности измерений за счет снижения вероятности ложн ых результатов.

На фиг.1 представлена функциональная схема измерительного устройства; на фиг.2— временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Измерительное устройство (фиг.1) содержит блок 1 аналогового суммирования, преобразователь 2 напряжение — ток, компаратор 3, m-разрядный регистр 4, элемент

И 5, и-разрядный регистр 6 последовательных приближений, формирователь 7 импульсов, блок 8 синхронизации, преобразователь 9 код — ток, блок 10 регулировки, шину 11 пуска, шину 12 готовности, информационную шину 13 и числовые шины 14, Последние и шина 12 готовности подсоединены к вычислительному блоку, например микроЭВМ (не показан).

Шина 11 пуска соединена с установочным входом 15 регистра 6 последовательных приближений и с запускающим входом

16 блока 8 синхронизации, первый 17 и второй 18 выходы которого соединены соответственно с входом 19 синхронизации регистра последовательных приближений и с входом 20 синхронизации регистра 4. Информационная шина 13 соединена с одним входом блока 1 аналогового суммирования, другой вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока 10 регулировки и с входом преобразователя 2 напряжение — ток. Разрядные выходы регистра 4 через элемент И 5 соединены с информационным входом 21 регистра 6 последовательных приближений, разрядные выходы 22 которого соединены с числовыми шинами

14 устройства и через преобразователь 9 код — ток — с выходом преобразователя 2 напряжение — ток и с входом компаратора

3, подключенного выходом к информационному входу 23 регистра 4, а управляющий выход 24 регистра 6 последовательных приближений соединен через формирователь 7 импульсов с входом 25 блокировки блока 8 синхронизации и с шиной 12 готовности.

Блок 8 синхронизации содержит триггер 26, генератор 27 импульсов, счетчик 28 импульсов, формирователь 29 импульсов и элемент 30 задержки. Установочный вход 31 счетчика 28 импульсов, являющийся запускающим входом 16 блока, соединен с входом 32 синхронизации триггера 26, выход которого через генератор 27 импульсов, выход которого является выходом 18 блока, соединен со счетным входом 33 счетчика 28 импульсов, подсоединенного выходом через формирователь 29 импульсов к входу

5 элемента 30 задержки, выход которого является выходом 17 блока 8 синхронизации, входом 25 блокировки которого я вляется установочный вход 34 триггера 26, подключенного информационным входом 35 к шине 36

10 логической "1".

Блок 10 регулировки содержит регулируемый источник 37 напряжения, ключ 38 и шину 39 стабилизации. Выход регулируемого источника 37 соединен с первым входом

15 ключа 38, второй вход которого соединен с шиной 39 стабилизации. Выход ключа 38 является выходом блока 10 регулировки.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: сигнал 40 на информационной шине 13;

20 сигнал 41 на выходе преобразователя 2 напряжение — ток; сигнал 42 на шине пуска; сигнал 43 на выходе преобразователя 9 код— ток, сигнал 44 на выходе компаратора 3; сигнал 45 на единичном выходе триггера 26;

25 сигнал 46 на выходе генератора 27 импульсов; сигнал 47 на выходе формирователя 29 импульсов; сигнал 48 на выходе элемента 30 задержки; сигнал 49 на выходе элемента И

30 5; сигнал 50 на выходе формирователя 7 импульсов.

Элементы данного устройства удовлетворяют следующим условиям:

130 > t4+ t5;

35 Zg>t6;

T27 > макС f,íèæí.

t30 + t6 + 19 + <3 .

Т1Р16 + tg + т3; К28 = m, где т3, t4, У5, т6, т9 и 130 — быстродействие соответственно компаратора 3, регистра 4, элемента И 5, регистра 6 последовательных

45 приближений, преобразователя 9 код — ток, элемента 30 задержки;

r<<, г2э — длительность соответственно импульса на шине 11 пуска и выходе формирователя 29 импульсов; т27 — период следования импульсов на выходе генератора 27 импульсов;

1щ,нижн, — нижняя граница спектра приведенного к входу компаратора случайного шумового сигнала;

К28 — коэффициент пересчета счетчика

28 импульсов.

Измерительное устройство работает следующим образом, Предположим, что в некоторый момент времени ключ 38 находится в таком положе1631476

10

40

55 нии, что выход блока 10 регулировки соединен с выходом регулируемого источника 37 напряжения, имеющего первоначально нулевое выходное напряжение, При этом входной спектрометрический импульс с уплощенной вершиной, поступающий на информационную шину 13 (фиг.2, поэ. 40), без изменения транслируется через блок 1 аналогового суммирования.на вход преобразователя 2 напряжение — ток, соответствующая величина тока с выхода которого (фиг.2, поз.

41) поступает на выход преобразователя 9 код — ток и на вход компаратора 3.

Импульс синхронизации с шины 11 пуска (фиг.2, поз. 42) через запускающий вход

16 поступает на вход 33 синхронизации триггера 26 и на установочный вход 31 счетчика 28 импульсов, устанавливая его в исходное состояние, Вместе с тем импульс с шины 11 пуска поступает также на установочный вход 15 регистра 6 последовательных приближений, вследствие чего на его разрядном выходе 22" формируется логическая "1", а остальные разрядные выходы

22" ... 22 обнуляются. При этом на выходе преобразователя 9 код — ток формируется ток (фиг,2, поз. 43), соответствующий половине шкалы измерения, который уменьшает величину тока, поступающего на вход компараторэ 3, на выходе которого формируется (сохраняется) логическая "1" (фиг.2, поз.

44), если алгебраическая сумма токов на выходе преобразователя 2 напряжение— ток и преобразователя 9 код — ток положительна, а логический "0" — в противном случае.

По окончании импульса на шине 11 пуска (фиг.2, поз. 42) на выходе триггера 26 формируется логическая "1" (фиг.2, поз. 45), поступающая на вход генератора 27 импульсов и переводящая его в режим осцилляции, вследствие чего импульсы с выхода генератора 27 импульсов (фиг.2, поз. 46) поступают на счетный вход 33 счетчика 28 импульсов, а также через выход 18 блока 8 синхронизации — на вход 20 синхронизации регистра 4, фиксируя поступающее на его информационный вход 23 состояние компэратора 3 (фиг,2, поз. 44).

После поступления m импульсов с выхода генератора 27 импульсов на выходе счетчика 28 импульсов формируется сигнал, запускающий формирователь 29 импульсов, импульс с выхода которого (фиг.2, поэ. 47), задержанный элементом 30 (фиг.2, поз. 48), через выход 17 блока 8 синхронизации поступает на вход 19 синхронизации регистра

6 последовательных приближений; Если разность между токами преобразователя 2 напряжение — ток и преобразователя 9 код— ток такова, что несмотря нэ наличие шумов на информационной шине 13 (фиг.2, поз.

40), собственных шумов преобразователя 2 напряжение — ток (фиг.2, поз. 41), шумов преобразователя 9 код — ток (фиг.2, поз. 43) и шумов компаратора 3 логическое состояние последнего остается неизменным (фиг.2, поз. 44), к моменту поступления импульса на вход 19 синхронизации (фиг.2, поз. 48) регистра 6 последовательных приближений на выходе элемента И 5 присутствует логическая "1" (фиг,2, поз, 49), поступающая на информационный вход 21 регистра 6 последовательных приближений и определяющая структуру следующего кода, формирующегося на его разрядных выходах 22.

В дальнейшем данное устройство работает аналогичным образом, фиксируя с периодом. Т27 состояние компаратора 3 и регистра 4 и синхронизируя с периодом

mT2y работу регистра 6 последовательных приближений. При этом на информационном входе регистра 6 последовательных приближений логическая "1" формируется лишь в том случае, если компаратор 3 находится в единичном состоянии в течение всех предыдущих импульсов с выхода генератора 27 импульсов. Если же под влиянием шумов состояние компаратора 3 хотя бы один раз изменилось на обратное (фиг,4, поз. 44), на информационном входе 21 регистра 6 последовательных приближений фиксируется логический "0" (фиг.2, поз. 49), соответствующим образом определяющий формируемый на его разрядных выходах 22 двоичныи код.

По завершении формирования всех разрядов на управляющем выходе 24 регистра б последовательных приближений формируется сигнал, возбуждающий формирователь 7 импульсов, импульс с выхода которого (фиг.2, поз. 50) через вход 25 блокировки блока 8 синхронизации поступает на установочный вход 34 триггера 26, возвращая его в нулевое состояние (фиг.2, поз.

45) и прекращая осцилляцию импульсов генератором 27 импульсов (фиг.2, поз. 46), Кроме того, импульс с выхода формирователя 7 импульсов поступает на шину 12 готовности, инициируя считывание внешним блоком (не показан) информации с разрядных выходов 22 регистра 6 последовательных приближений через числовые шины 14.

Калибровка данного устройства производится обычным образом путем подачи на информационную шину 13 сигнала известного уровня и регулировки напряжения ис1631476

Фп.l

Составитель В.Костюхин

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор M.Ïåòðîâà

Заказ 544 Тираж 299 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 точника 37 до получения на числовых шинах

14 соответствующего кода, Предлагаемое изобретение позволяет повысить достоверность измерений, при этом вероятность получения ложных результатов уменьшается до 6;(, по сравнению с 28 прототипа, т,е. снижается приблизительно в 4,5 раза.

Формула изобретения

Измерительное устройство, содержа- щее компаратор, и-разрядный регистр последовательных приближений, формирователь импульсов, элемент И, m-разрядный регистр, шину готовности, шину пуска, преобразователь код — ток, числовую шину, информационную шину; блок синхронизации и преобразователь напряжение — ток, выход которого подключен к выходу преобразователя код -ток и к входу компаратора, преобразователь код — ток соединен входной шиной с разрядными выходами разрядного регистра последовательных приближений, управляющий выход которого соединен с входом формирователя импульсов, блок синхронизации подключен запускающим входом и первым выходом соответственно к установочному входу и к входу синхронизации и-разрядного регистра последовательных приближений, о т л и5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений за счет снижения вероятности ложных результатов, в него введены блок аналогового суммирования и блок регулировки, выход которого подсое10 динен одним входом к информационной шине и выходом — к входу преобразователя напряжение-ток, блок синхронизации подсоединен запускающим входом к шине пуска и вторым выходом — к входу

15 синхронизации m-разрядного регистра, разрядные выходы которого соединены с входами элемента И, подключенного выходом к информационному входу и-разрядного регистра последовательного приближения, 20 подсоединенного разрядными выходами к числовой шине, шина готовности соединена с выходом формирователя импульсов и с входом блокировки блока синхронизации, а выход компаратора подключен к информа25 ционному входу m-разрядного регистра.