Импульсный автокомпенсационный вольтметр

 

I ., !

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнвлнстнческнк

Реснублнк (iu 732757 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 01.1177 (21} 2537669/18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

G 01 R 19/04

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 050580 Бюллетень Ио

Дата опубликования описания 050580 (53) УДК 621. 374 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. 11зязнов, В.Ф. Гурычев и B.Â. Шеховцев (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к технике импульсных измерений и может быть использовано для измерений амплитуды импульсов в системах встроенного кон- 5 троля при наличии не стационарных шумовых и импульсных помех.

Известны устройства для измерения амплитуды импульсных сигналов, которые поз воляют проводить измерения при наличии помех. Эта задача решается в двухканальных вольтметрах соответствующим выбором параметров зарядной и разрядной цепей накопительного конденсатора (1), 15

Однако такие вольтметры эффективно работают только при наличии помех стационарного типа, поскольку при изменении параметров помехи должны быть изменены и параметры зарядной и разрядной цепей.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный автокомпенсационный вольтметр, содержащий пороговый элемент и усилитель, а также логичес-кий блок, включающий в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов, переключатель и блок совпадения, и мультивибратор, вход которого подключен к выходу логичес- 30

2 кого блока, накопительный конденсатор и индикатор, соединенные в параллель, вход которых подключен к управляющему входу порогового элемента, и цепь сброса счетчика (2) .

Однако при измерении амплитуды заданной импульсной последовательности, поступающей на вход вольтметра, возникают большие погрешности измерения из-за мешающих помех.

Пель изобретения — исключение влияния нестационарных шумовых и импульсных помех на точностb измерения амплитуды импульсов.

Указанная цель достигается тем, что в вольтметр, содержащий последовательно соединенные пороговый элемент и усилитель, логический блок, включающий в .себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов, переключатель и блок совпадения, и мультивибратор, вход которого подключен к выходу логического блока, соединенные в параллель накопительный конденсатор и индикатор, вход которых подключен к управляющему входу порогового элемента, .и цепь сброса счетчика, введены дополнительный логический блок, блок совпаде-. ния, первый вход которого подключен

732757 к выходу усилителя, второй вход соединен с шиной стробирующего сигнала, а выход подключен к входу логического блока, причем первый вход дополнительного логического блока; соединенн с шиной стро бирующе го си гн ала, другой вход подключен к выходу мульти5 вибратора, а выход соединен со BTQpHM входом логического блока, причем выход мультивибратора через дополнительно введенный диод соединен со входом индикатора.

Указанная цель достигается также и тем, что дополнительный логический блок включает в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов стробирующего сигнала, 1$ переключатель, блок совпадения, мультивибратор и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен со вторым входом, а выход — с выходом дополнительного логического блока. 20

На чертеже приведена структурная электрическая схема вольтметра, измеряющего амплитуду импульсов при наличии помех.

Импульсный автокомпенсационный вольтметр состоит из порогового элемента 1, усилителя 2, блока 3 совпадения, логического блока 4, состоящего из счетчика 5 числа импульсов, переключателя 6 и блока 7 совпадения, мультивибратора 8, развязывающе ro диода 9, накопительного конденсатора 10, с которого снимается запирающее напряжение на пороговый элемент 1, индикатора 11, логического блока 12, состоящего из счетчика М

13 числа импульсов стробирующего сигнала, переключателя 14, блока 15 совпадения, мультивибратора 16 и элемента ИЛИ 17.

Вольтметр работает следующим об- 40 разом.

При наличии на входе 18 вольтметра аддитивной смеси сигналов, состоящих из измеряемой. последовательности импульсов, мешающих импульсных и шумовых сигналов, а на шине 19 — строби-, рующего сигнала, представляющего собой последовательность стробирующих коротких импульсов, совпадающих по времени с импульсами измеряемой последовательности, в первый момент вре- 3 мени амплитуда аддитивной смеси сигнала превышает напряжение порога порогового элемента 1 и на выходе усилителя 2 появляются усиленные видеоимпульсы измеряемой импульсной после- 55 довательности, мешающих несинхронных импульсных сигналов и шумовых выбросов, которые поступают на один из входов блока 3 совпадения. На другой вход блока 3 совпадения с шины 19 60 стробирующего сигнала поступает последовательность стробирующих импульсов, которая в результате совпадения с видеоимдульсами измеряемой импульсной последовательности пройдет на выход блока 3 совпадения. Затем с выхода блока 3 совпадения последовательность стробирующих импульсов поступает на вход логического блока

4, где вводится счетчик 5 числа импульсов. Информация о количестве сос читанных импульсов непрерывно в виде двоичного параллельного кода через переключатель 6 поступает на входы блока 7 совпадения, который при одновременном наличии на его входах сигналов с одинаковым уровнем изменяет уровень выходного напряжения.

Требуемое число импульсов измеряемой последовательности, при котором происходит изменение напряжения на выходе блока 7 совпадения, выбирается путем подключения входов блока 7 совпадения через переключатель 6 к соответствующим выходам разрядов счетчика 5 числа импульсов, причем управление переключателем 6 осуществл яет ся путем ввода соответ ст вующе го кода и (где и — число импульсов накопле ни л) на вход 20 управления переключателя 6. В результате перепада напряжения на выходе блока 7 совпадения или логического блока 4 происходит запуск мультивибратора 8. Аналогично происходит счет импульсов стробирующе ro сигнала, поступающих на вход логического блока 12, и выработка импульса на выходе мультивибратора 16 логического блока 12, причем на выходе блока 15 совпадения появляется перепад напряжения после накопления m импульсов стробирующего сигнала. Поскольку величины m u и связаны между собой известным соотношением и 1, 52 "Г в, то во всех случаях m > n и, следовательно, запуск мультивибратора 8 происходит раньше или в одно время по отношению к запуску мульти вибратора 16, На выходе мульти вибратора 8 появляется длинный импульс положительной полярности, который, поступая через развязывающий диод 9 на накопительный конденсатор 10, вызывает появление на нем приращения постоянного напряжения, которое в качестве напряжения порога вводится в пороговый элемент 1. Одновременно импульс с выхода мультивибратора 8 поступает через элемент ИЛИ 17 логического блока 12 на входы 22 и 23 сброса счетчиков 5,13 и устанавливает их в нулевое состояние. Таким образом, процесс счета импульсов стробирующего сигнала счетчико 13, а импульсов с выхода;злока совпадения 3 — счет— чиком 5 числа импульсов начинается сначала.

В начале измерени я, когда амплитуда измеряемых импульсов на входе

18 вольтметра значительно превышает напряжение порога, что вызывает, в свою очередь, устойчивое превышение порога каждым входным импульсом, накопление и импульсов в с етчике 5 числа импульсов происходит практи732757 чески за первые и тактов, а так как и (m то в счетчике 13 накопление числа импульсов стробирующего сигнала не происходит. По мере того как увеличивает ся напряжение порога порогового элемента, а также в зависимости от интенсивности помех время накопления и импульсов счетчиком 5 числа импульсов возрастает, достигая в пределе времени, необходимого для накопления m импульсов стробирующего g сигнала. Это приводит к тому, что период следования импульсов на выходе мультивибратора 8 постепенно увеличивается и рост напряжения на накопительном конденсаторе 10 замедляется.

При увеличении порога до величины, равной среднему значению амплитуды измерительных импульсов на выходе 18, время, необходимое для накопления и импульсов счет чи ком 5, становится больше времени накопления m импуль- 20 сов стробирующего сигнала счетчиком

1 3, поскольку превышение н апряжени я порога осуществляется только за счет влияния помех на амплитуду входных импульсов и носит случайный харак- ЯЯ .тер. В этом случае импульс, вырабатываемый на выходе мультивибратора 16 по окончании накопления m импульсов стробирующего сигнала, через элемент ИЛИ 17 поступает на входы 22 и

23 сброса счетчиков 5,13 и переводит их в исходное состояние, Если к моменту появления импульса сброса в счетчике 5 числа импульсов не накопилось нужное число импульсов, то на 35 выходе блока 7 совпадения изменение уровня напряжения, вызывающего запуск мультивибратора 8, не происходит, а следовательно, прекращаемся рост напряжения на накопительном конденсаторе 10. По мере разряда накопительного конденсатора 10 уменьшается напряжение порога в пороговом элементе 1 и процесс заряда начинается вновь. Таким образом, напряжение на накопительном конденса- 45 торе 10 равно среднему значению амплитуды измеряемых импульсов. Погрешность измерения определяется величиной собственной чувствительности порогового элемента 1, а также пог- 5Р решностью, вызываемой влиянием помех и выбранным временем накопления, Отсчет производится по индикатору 11 измеряющему постоянное напряжение на накопительном конденсаторе 10.

Применение дополнительного блока совпадения и дополнительного логического блока, позволяющих образовать бинарный накопитель и из m импульсов, выгодно отличает предлагаемый импульсный вольтметр от известного, так как позволяет измерять амплитуду импульсов, при наличии нестационарных помех. Возможность изменять число импульсов m позволяет изменять скорость и точность измерения амплитуды импульсов.

Формула изобретения

1. Импульсный автокомпенсационный вольтметр, содержащий последовательно соединенные пороговый элемент и усилитель, а также логический блок, включающий в себя последовательно сое. диненные счетчик числа импульсов, переключатель и блок совпадения, мультивибратор, вход которого подключен к выходу логич ского блока, соединенные в параллель накопительный конденсатор и индикатор, вход которых подключен к управляющему входу порогового элемента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения влияния нестационарных шумовых и импульсных помех на точность измерения амплитуды импульсов, в него введены дополнительный логический блок, блок совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход соединен с шиной стробирующего сигнала, а выход подключен к входу логического блока, причем первый вход дополнительного логического блока соединен с шиной стробирующего сигнала,, другой вход подключен к выходу мультивибратора, а выход соединен со вторым входом логического блока,причем выход мультивибратора через дополнительно введенный диод соединен со входом индикатора.

2. Вольтметр по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что дополнительный логический блок включает в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов стробирующего сигнала, переключатель, блок совпадения, мультивибратор и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен со вторым входом, а выход — с выходом дополнительного логического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 432401, кл. G 01 R 19 j04, 07,07.72.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 440353, кл. G 01 R, 07.09,66, 732757

Заказ 1550/8 тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель М. Назаров

Редактор A. Маковская Техред Н.Бабурка Корректор E Папп