Устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов

 

Союз Соеетскнх

Социалистических республик ">708245 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.02. 76 (2l ) 2334779/18-21 с присоединением заявки М— (53)M. Кл.

Cj 01 Я 19/04

Веударетааииый комитет

СССР ао делам иэобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 08.01.80 ° (53) УДК 621.317. . 7 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. Д. Захаров, И. A. Копысов, В. К. Ляпидевский и В. А. Прорвич

Ордена Ленина физический институт им. П. Н. Лебедева

АН СССР и Московский ордена Трудового Красного

Знамени инженерно-физический институт

{71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД

СЛУЧАЙН61Х ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к технике йзмерения и контроля физических величин импульсного характера в невоспроизводящихся однократных процессах, таких как плазменные явления, астрофизические вспышки, взрывы и т. д.

Известны устройства для измерения амплитуд импульсов, например, импульсные вольтметры, которые позволяют получить высокую точность, но не обеспечива- О

1О ют воэможности измеоять однократные импульсные сигналы (11.

Наиболее совершенным является уст ройство дпя измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр.и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу генеpampa адресной серии, вход устройства соединен входом элемента совпадения. с первым входом блока управления, а через дискримина1ор верхнего уровня - с вторым входом блока управления, выхбд элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со входом управления линейных ворот, второй — с управляющим входом зарядно-разрядного блока, третий .с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра соединены с 1-тыми входами блока регистрации, а выход переполнение" адресного регистра — с четвертым входом блока управления 12).

Недостатком известных устройств является невозможность проведения точных измерений, если амплитуда импульса изменяется в широком динамическом диапазоне. Например, если устройство обеспечивает получение 10 тыс. каналов, то в

708245

50 динамическом диапазоне амплитуд импульсов А1„„ /А „„, =10, относительная погрешность измерений составит 0,1%. Если же динамический диапазон по условиям изм рений необходимо увеличить до 10, то относительная погрешность измерений состоит уже 100 Чтобы в последнем случае повысить точность измерений до 0,1%, необходимо увеличить число каналов преобразователя до 10 млн., что технически реализовать невозможно.

Белью изобретения является уменьшение погрешности измерения амплитуды импульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличения числа каналов аналого-цифрового преобразования. Для этого в устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр. и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу генератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадения, с первым входом блока управления, а через дискриминатор верхнего уровня - с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со входом зарядно-разрядного блока, третий— с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра соединены с 1-тыми входами блока регистрации, а выход "переполнения" адресного регистра — с четвертым входом блока управления, введены разветвитель, блок выбора коэффициента усиления и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления; причем вход разветвителя соединен входом элемента совпадения и является входом устройства, один выход разветвления соединен со входом линии задержки, а 1-тые выходы с 1-тыми входами блока выбора коэффициента усиления, 1 --тые выходы которого связаны с q -тыми управляющими входами усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, с 1 -ты.. ми входами блока управления и блока ре- гистрации, вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с

30 з

55 выходом линейных ворот, а выход — с входом дискриминатора нижнего уровня.

Изобретение поясняется чертежом, где приведена блок-схема устройства для измерения амплитуды.

Устройство содержит разветвитель 1, линию 2 задержки, линейные ворота 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, дискриминаторы 5 и 6 нижнего и верхнего уровней, блок 7 выбора коэффициента усиления, элемент 8 совпадения, блок 9 управления, блок 10 регистрации, адресный регистр 11, зарядноразрядное устройство 12, генератор 13 адресной серии.

Регистрируемый Импульс поступает на вход разветвителя 1, а также на вход элемента 8 совпадения, на п ер вый вход блока 9 управления и через дискриминатор 6 — на второй вход блока управления. Выходной импульс с первого выхода разветвителя 1, повторяющий входной импульс, поступает через линию 2 задерж— ки, где он задерживается на время, большее, чем время достижения импульсом максимума, на вход нормально закрытых линейных ворот 3. Выходные импульсы с других выходов разветвителя 1 поступают на входы блока 7 выбора коэффициента усиления. Число входов блока 7 выбора коэффициента усилителя равно числу порядков величины амплитуды регистрируемых импульсов. Импульс, сформированный по амплитуде и длительности, появляется на одном из выходов блока 7 выбора коэффициента усиления в зависимости от порядка величины амплитуды р егистрируемого импульса. Этот импульс поступает на соответствующий управляющий вход блока 10 регистрации, где он включает нужный коэффициент усиления или ослабления, блок 9 управления и усилитель 4, включая нужный разряд запятой. Ilarree через блок 9 управления он поступает на линейные ворота 3, которые открываются и пропускают задержанный входной импульс на усилитель 4 с необходимым коэффициентом усиления или ослабления. 11ри этом параметры линии задержки подбираются таким образом, чтобы линейные ворота 3 были открыты в момент достижения импульсом максимума. Затем производится серия операций, связанная с преобразованием вырезанного участка входного импульса, в цифровой код (десятичный), поступающий в адресный регистр 11. Бифровое значение из—

708245

В упра &ение

Составитель B. Багансв

Редактор М. Минаев ТехредЛ. Алферова Корректор М. Вигула

Заказ 8477/39 Тираж, 1019 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 меренной амплитуды регистрируется блоком 10 регистрации.

Формул а изобретения

Устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего уровня сое15 динен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу генератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадения с первым входом блока управления, а

20 через дискриминатор верхнего уровня— с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход

25 которого соединен со входом управления линейных ворот, второй — с управляющим входом зарядно-разрядного блока, третий— с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с

30 выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра соединены с 1 -тыми входами блока регистрации, а выход переполнение" адр есного регистра — с четвертым входом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что„с целью уменьшения погрешности измерения амплитуды импульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличения числа каналов аналого-цифрового преобразования в него введены разветвитель, блок выбора коэффициента усиления и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, причем вход разветвителя соединен с входом элемента совпадения и является входом устройства, один выход разветвителя соединен со входом линии задержки, а 1— тые выходы — с -тыми входами блока выбора коэффициента усиления, 1 -тые выходы которого связаны с -тыми управляющими входами усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, с атыми входами блока управления и блока регистрации, вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с выходом линейных ворот, а выход — с входом дискриминатора нижнего уровня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Описание серийного импульсного вольтметра BI(7-10А.

2. Металки Л. А. и др. Злектронные методы ядерной физики М.," Атомиздат",