Преобразователь разности энергетических параметров импульсов в амплитуду напряжения

 

фс г . 3 и ао

СПИ

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (и) 52О5ОВ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио27.02.73 (21) 1891458/28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.76.Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 15.10.76 (51) М. Кл. 01 В 11/00

6 01 К 29/02

Гасударственный квинтет

Сената Мнннетрев СССР не дняны нзебретеннй и еткрытнй (53) УДК 531.715 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. A. Гаврилкин и В. П. Зуев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАЗНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСОВ В АМПЛИТУДУ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в фотоэлектрических и телевизионных измерительных устройствах, у которых энергетические параметры выходных сигналов модулированы измеряемой вели жной.

Известны преобразователи разности энергетических параметров импульсов в амплитуду напряжения, реализованные по многоканальной структурной схеме н содержашие усилители сигналов, ограничители-формирователи, преобразователи энергетического параметра каждого импульса в аьшлитуду напряжения и блок управления

Ц,21

Недостатком таких преобразователей является невысокая точность, обусловленная неидентичностью параметров отдель ных каналов преобразования и их временным и температурным дрейфам.

Белью изобретения является повышение точности преобразования.

Эта цель достигается тем, что преобразователь снабжен повторителем напряжения„.гальваничеки соединенным с интегрируюшей емкостью преобразователя, разделительным конденсатором, одна обкладка которого подключена к выходу повторителя напряжения, а вторая — к нулевой шине через ключевой элемент, . правляюший вход которого соединен с блоком управления, и считьшаюшим блоком, сигнальный вход которого подключен к второй обкладке разделительного конденсатора, а управляющий вход соединен с блоком управления. Крэме того, считываюший блок преобразователя содержит два разнополярных генератора тока, интегрнруюшую емкость, одна обкладка которой подключена через ключевые эле15 менты к источнику тока, а другая — к нулевой шине, и компаратср напряжения, подключенный сигнальными входами к разделительному конденсатору и интегрируюшей емкости, унравляюшим входом — к блоку

20 управления, а выходом — к управляюшим входам ключевых элементов.

На фиг. 1 показана блок-схема преобразователя разности длительностей и вольтсе кундных плошадей импульсов в амглитуду

25 напряжения; на фиг. 2 — блок-схема преобразователя разности амплитуд импульсов: на фиг. 3 — эпюры сигналов и принцип их измерительного преобразования.

Преобразователь разности длительностей и вольтсекундных плошадей (фиг. 1) состо- 5 ит из усилителя 1 сигналов, ограничителаформирователя 2, генератора 3 тока, интет рирующий емкости 4, блока 5 управления ключевых элементов 6-8, повторителя 9 напряжения, разделительного конденсатора

10, считывающего блока 11, включающего следующие элементы: разнополярные генераторы 12 и 13 тока, интегрирующую емкость 14, ключевые элементы 15 и 16, компаратор 17 напряжения и повторитель

18 напряжения.

Преобразователь разности амплитуд импульсов (фиг. 2) вместо генератора тока содержит пиковый детектор 19, состоящий из последовательно соединенных диода 20 и емкости 21.

Преобразователь работает следующим образом.

На вход усилителя 1 преобразователя поступают сигналы U(tj, например, в ви25 де одноканальной периодической последовательности двойных импульсов 22 (фиг. 3) или в виде и -канальной последовательности одиночных импульсов, у которых модулиЗО рованы энергетические параметры, т. е. их длительности, вольтсекундные плошади или амплитуды.

Ограничитель - формирователь 2 выделяет преобразуемые импульсы, и с его выхода в зависимости от преобразуемого параметра поступают либо прямоугольные импульсы 23, сформированные на уровне Uo и используемые в дальнейшем для преобразования разности длительностей анализируемых сигналов, либо выделяются сигналы 24, превышающие порог ограничения UO и используемые для преобразования вольтсекундных плошадей входных сигналов иди их амплитуд. Сигналы с выхода ограничите -формирователя 2 поступают на вход генератора

3 тока, выходные сигналы которого повторяют форму входных сигналов, а также на вход блока 5 управления, выходные импуль"ы которого (фиг. 3) синхронизируют после- бе довательность действий всех блоков преобразователя. Выходные импульсы генератора

3 тока подключаютса с помощью ключевого элемента 6 к интегрирующей емкости 4, которая совместно с генератором 3 тока и ключевым элементом 7 образует преобразо ватель длительности или вольтсекундной плошади каждого входного импульса в амплитуду напряжения, работакоторого основана на интегрировании постоянного тока от генератора 3 за время длительно"ти прямоугол ных импульсов 23 пав интегрирования тока по форме входного сигнала 24, превышаюшего порот orpBKa9 Baal UQ

Амплитуда напряжения на емкости при этом пропорциональна длительности или вольтсекундной площади входных импульсов 25 (фиг. 3), и она запоминается на время действия управпаюших импульсов 26 с блока

5 управления, IIQGJIe чего ключевым элементом 7 по сигналам 27 с блока 5 интегрирующая емкость 4 разражается.

Таким образом, с выхода повторителя 9 напряжения следует периодическая последовательность импульсов 25 (на эпюре показаны начальные импульсы), амплитуды которых модулированы в зависимости от значения преобразуемых энергетических параметров входных сигналов.

Разделительный конденсатор 10 и ключевой элемент 8 образуют ключевой фиксатор уровня напряжения, в котором под действием управляющих импульсов 26а с блока 5 управлении ключевой элемент 7 подключает вторую обкладку конденсатора к нулевой шине и фиксирует тем самым вершины первых из сравниваемых импульсов 25, проходящих через разделительный конденсатор, на нулевом уровне (эпюра 28).

Считывающий блок 11 под действием управляющих сигналов 26б с блока 5 управдениа считывает и запоминает величину и знак отклонения вершин вторых импульсов относ;атедьно нулевого уровня, чем выполняется операция одноканального определения величины и знака разности амплитуд первого и второго преобразованных импул

""îâ 25 в их последовательности.

Одноканадьность преобразования а определения разности амплитуд обеспечивает высокую точнос гь работы преобразователи в целом.

Работа считывающего блока заключаечса в следующем. На время действия управляющих сигналов 26б с блока 5 управления включаетса компаратор 17 напряжения, и его выходные сигналы с помощью ключевых элементов 15 и 16 в зависимости от зна.ка рассогласования его входных сигналов подключает генератор 12 или 13 тока к интегрирующей емкости 14- до тех пор, пока выходное напряжение с повторителя 18 не станет равным напряжению на входе компаратора, т. е. величине отклонения вершины второго импульса 25 в последовательности относительно нулевого уровня.

После отключения компаратора 17 ключевые элементы 15 и 16 отключают генераторы тока от. интегрирующей емкости, на520508

5 цряжения на которой сохраняются (эпюра 29) до прихода следующего считывающего импульса 26 б.

При преобразовании разности амплитуд входных сигналов импульсы 24 с выхода ограничителя-формирователя поступают на вход пикового детектора 19 (фиг.2). Емкость 21 вместе с управляемым ключевым элементом 7 образуют расширитель импульсов, т. е. запоминают амплитуды вы 1О ходных сигналов детектора (эпюра 30) на время действия управляющих импульсов 26 с блока 5 управления, а под действием управляющих импульсов 27 емкость разряжается. Ключевой элемент 7 фикисрует вер- б шины первых импульсов на нулевом уровне (эпюра 31), а считывающий блок ll определяет и запоминает величину и знак отклонения вершин вторых импульсов (эпюра 31) относительно нулевого уровня, т. е. опреде- щ ляет величину и знак разности амплитуд (эпюра 24) входных сигналов.

При измерении разности амплитуд входных сигналов так же сохраняется однока.— нальный принцип преобразователя, обеспечи- Ь вающий высокую гочность работы преобразователя.

Формула изобретения

ДО

1. Преобразователь разности энергетических параметров импульсов в амплитуду напряжения, содержащий усили гель сигналов, от раничитель-формирователь, преобразователь энергетического параметра каждого Зб импульса в амплитуду напряжения, содержа6 щий интегрирующую емкость, и блок управления, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен повторителем напряжения, гальванически соединенным с интегрирующей емкостью преобразователя, разделительным конденсатором, одна обкладка которого подключена к выходу повторителя напржкения, а вторая — к нулевой шине через ключевой элемент, управляющий вход которого соединен с блоком управления, и считывающим блоком, сигнальный вход которого попилю чен к второй обкладке разделительного конденсатора, а управляющий вход соединен с блоком управления.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и— ч а ю m иH Mй . с o я тTеeмM, что его считывающий блок содержит два разнополярных генератора тока, интегрирующую емкость, одна обкладка которой подключена через ключевые элементы к генераторам тока, а вторая— к нулевой шине, компаратор напряжения, один сигнальный вход которого подключен к второй обкладке разделительного конденсатора, второй сигнальный вход подключен через повторитель напряжения к интегрирующей емкости управляющий вход соединен с блоком управления, а выходы компарат ра подключены к управляющим входам ключевых элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: .1. Авт. св. Л" 226863, кл. б 01 В 9/04.

2. Сб. "Электронная техника, серияУ1, Микроэлектроника, вып. 3/24/, 1970 г стр. 88-100 (прототип) .

,э20508 иа.

Составитель А. Куликов

РедактоР В. ДРУгова ТехРед Н. АидРейчУк КоРРектоР Н Цабурка

Заказ 4230/203 Тираж 863 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород. ул. Проектная, 4