Импульсный вольтметр

 

О -И С А И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.78 (21) 2562536/18-21 (51) М.К .

G01 К 19/04 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 317.7 (088.8) Дата опубликования описания 15.07.80

О. П. Бухало, П. П. Драбич и Р. Ф. Федорив (72) Авторы изобретения

Физико-механический институт АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение предназначено для измерения амплитуд последовательностей импульсов, оно может быть использовано в измерительной технике, в частности в промысловой геофизике при акустическом каротаже скважин для измерения амплитуд продольных или поперечных волн упругих колебаний, а также в медицинском приборостроении при обработке кардиосигнала.

Известны устройства для измерения амплитуд импульсов, работающие с использованием накопительных элементов (1). Недостатком известных устройств является то, что у них зарядные и разрядные сигналы поступают в элемент памяти неодновременно.

Это приводит к пульсациям выходного параметра и, следовательно, к снижению точности измерения.

Наиболее близкий по технической сущности к изобретению импульсный вольтметр, содержащий зарядный дозирующий конденсатор, транзистор, диоды, разрядный ключ, разрядный дозирующий конденсатор усилитель с запоминающим конденсатором (2). Недостаток такого устройства заключается в том, что,хотя в нем зарядные и разрядные импульсы приходят на запоминающий конденсатор одновременно, они отличаются по форме. Форма импульсов зарядного тока определяется формой входного импульса, а разрядные импульсы экспоненциальные. Это приводит к возникновению пульсаций выходного напряжения и снижает точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем уменьшения пульсаций выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что

tO импульсный вольтметр, содержащий усилитель постоянного тока с запоминающим конденсатором, включенным в цепь обратной связи усилителя, разрядный дозирующий конденсатор, включенный параллельно конденсатору через коммутирующий контакт управляемого разрядного ключа, цепочку из двух последовательно и согласно соединенных диодов, подключенную параллельно входу усилителя постоянного тока, и дозирующий зарядный конденсатор, одна из обкладок которого соединена со средним выводом цепочки из последовательно соединенных диодов, снабжен дифференциальным усилителем постоянного тока, одновибратором, повторителем напряжения, вторым управ746305

= = ляемйм "разрядным ключом и диодно-конденсаторной зарядной цепочкой, подключенной параллельно выходу дифференциаль нОго усилителя постоянного тока анодом диода к потенциальной клемме, причем вход одновибра1ора подключен к выходу дифференциального усилителя постоянного тока, выход одновибратора подключен с управляющим входам разрядных ключей, средний вывод диодно-конденсаторной цепочки соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя постоянного тока и входом повторителя напряжения, выход

"повторителя напряжения соединен со второй обкладкой дозирующего зарядного кон- денсатора, коммутирующие контакты второго разрядного ключа подключены с инвертирующему входу дифференциального усили теля постоянного тока, а неинвертирующий вход дифференциального усилителя постоянного тока соединен со входом вольтметра.

На чертеже изображена структурная схе" ма импульсного вольтметра.

Вольтметр содержит дифференциальный усилитель 1 постоянного тока, одновибратор 2, повторитель 3 напряжения, усилитель 4 постоянного тока, управляемые разрядные ключи 5 и 6, запоминающий конденсатор 7, дозирующий зарядный конденсатор 8, дозирующий разрядный конденсатор 9, конденсатор 10 диодно-конденсаторной зарядной цепочки, диоды 11, 12 и 13.

Вольтметр работает следующим образом.

При поступлении на вход вольтметра i-го импульса измеряемой последовательности напряжение на конденсаторе 10, а следовательно, и на выходе повторителя 3 напряжения нарастает до амплитудного значения А входного импульса. После этого напряжение на входе вольтметра начинает спадать, а на конденсаторе 10 остается постоянным, вследствие чего диод 11 закрывается и на выходе усилителя 1 возникает отрицательный скачок напряжения. Этот скачок запускает одновибратор 2. Последний генерирует импульс, который, поступая на управляющий вход разрядного ключа 5, переводит ключ 5 в закороченное состояние.

В результате конденсатор 10" разряжается до нулевого потенциала через ключ 5. Таким образом, на выходе повторителя 3 напряжения образуется импульс напряжения амплитудой А с крутым фронтом. Положительным перепадом этого импульса конденсатор 8 заряжается через диод 12 до напряжения А, а отрйцательнйм : - разряжается до нулевого потенциала через диод

13, сообщая запоминающему конденсатору

10 количество заряда q „С <А, где С вЂ” величина емкости конденсатора 8. Одновременно под воздействием импульса одновибратора 2, конденсатор 9 ключом 6 подсоединяется к запоминающему кондентору 7, снимая с него количество заряда я „. = С U«> где С вЂ” величина емкости кондейсатора 9, U„ :, - †" значенйе"вьЖодного"найрйЖения в момент прихода i-го импульса. По окончании действия выходного импульса одновиб,,ратора конденсатор 9 отключается от запоминающего конденсатора 7 и разряжается ключом 6.

Изменение выходного напряжения, вызS е ванное деиствием i-го импульса равно. где С вЂ” величина емкости запоминающего конденсатора 7.

При начальном условии Uo — — О это разностное уравнение имеет вид где1=0, 1, 2, 3....

Если выполнено условие устойчивости 1 — - -1 ((1, после окончания переходС зе ного процесса (1,):+1 а

С» т. е. выходное напряжение вольтметра линейно зависит от амплитуды входного ими пульса и при Са — — Cs импульсы зарядного и разрядного токов запоминающего конденсатора 7 одинаковы по форме и цротиво.положны по знаку. Поскольку они поступают в конденсатор памяти 7 одновременно, пульсации вйходного напряжения, выз ванные ими, практически полностью отсутствуют, чем и обеспечивается положительный эффект.

Предлагаемый импульсный вольтметр может быть применен во многих областях изб мерительной и вычислительной техники, особенно в тех случаях, когда выходной параметр необходимо преобразовать в цифровой код.

Формула изобретения

Импульсный вольтметр, содержащий усилитель постоянного тока с запоминающим конденсатором, включенным в цепь обрат45 ной связи усилителя, разрядный дозирующий койденсатор, включенный параллельно конденсатору через коммутирующий контакт управляемого разрядного ключа, цепочку из двух последовательно и согласно соединенных диодов, подключенную параллельно входу усилителя постоянного тока, и дозирующий зарядный конденсатор, одна из обкладок которого соединена со средним выводом цепочки из последовательно соеди - ненных диодов, отличающийся тем, что, с

ss целью повышения точности измерения путем уменьшения пульсаций выходного напряжения, он снабжен дифференциальным усилителем постоянного тока, одиовибратором, повторителем напряжения, вторым

5 746305 ь

I управляемым разрядным ключом и диодно- обкладкой дозирующего зарядного конденконденсаторной зарядной цепочкой, подклю- сатора, коммутирующие контакты второго ченной параллельно выходу дифференциаль- разрядного ключа подключены к инвертиного усилителя постоянного тока анодом рующему входу дифференциального усилидиода к потенциальной клемме, причем вход теля постоянного тока, а неинвертирующий одновибратора подключен к выходу диффе- вход дифференциального усилителя постоянренциального усилителя постоянного тока, ного тока соединен со входом вольтметра. выход одновибратора подключен к управ- Источники информации, ляющим входам разрядных ключей, средний принятые во внимание при экспертизе вывод диодно-конденсаторной цепочки сое- 1. Маграчев 3. В. Вольтметры одиночных динен с инвертирующим входом дифферен- импульсов. М., «Энергия», 1967, с. 22, рис. 6. циального усилителя постоянного тока и 1в 2. Сб. «Отбор и передача информации». входом повторителя напряжения, выход пов- Киев, «Наукова думка», вып. 34, 1972, торителя напряжения соединен со второй с. 66 — 71.

Составитель Б. Вере мейкин

Редактор Л. Ушакова " Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папи

Заказ 5686 55 Тираж 1019 Подписное

ЦНННПН Государственного комитета СССР—...:.по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>т г. Ужгород, ул. Проектная, 4