Импульсный вольтметр

 

р

О П И -С "A- - Í".И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советские

Социалистические

Республик о 789806

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву— (22) Заявлено 20.09.78 (2l )2665073/18-21 с присоединением заявки ¹ (5! )М. Кл.

G 0l Р 19/04

Гееударотееиный комитет (23) Приоритет— до делан изобретеиий и открытий

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень №47

Дата опубликования описаний 26.12.80 (53) УДК621. .317.7 (088.8) (72) Автор изобретения

П. П. Драбич (7l ) Заявитель

Физико-механический институт AH Украинской CCP (S4) ИМПУЛЬСНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для измерения амппитуд случайно расположенной на временной оси последовательности импульсов.

Известны устройства для измерения амплитуд импульсов, работающие с использованием накопительных элементов P).

Недостатком этих устройств является изменение их выходного параметра окопо

1О своего среднего значения из- эа несвоевременной подачи в элемент памяти зарядных и разрядных сигнапов,. привоДящее к низкой точности измерения, особенно в тех случаях, когда выходной параметр

15 необходимо преобразовать в шерровой код.

Наиболее близкий предлагаемому импульсный вольтметр содержит дирференииальный усилитель, прямой вход которого является входом устройства, а инверсный вход соединен с неэаземленным контактом первого разрядного ключа, катодом первого диода, конденсатором диодно-конденсаторной зарядной пепи и прямым входом

2 повторителя напряжения, инверсный вход . которого соединен с выходом, одновибратор, вход которого соединен с выходом дифференпиапьного усилителя и анодом первого диода, зарядный доэирующий конденсатор, одна обкладка которого соединена с выходом повторителя напряжения, а другая — со средним выводом папочки из двух последовательно и согласно соединенных диодов, подключенных параллельно входу усилителя постоянного тока, выход которого является выходом устройства, а в отрицательную обратную связь усилителя постоянного тока включен запоминающий конденсатор, вход усилителя постоянного тоха соединен с первым коммутирующим контактом второго разрядного ключа и с разрядным дозирующим «онденсатором, соединенным со вторым коммутирующим контактом второго раэряднт

ro ключа, третий контакт которого соединен с выходом устройства, а управляющие входы разрядных ключей соединены с выходом одновибратора (2).

3 78980

И этом вольтметре исключены пульсации выходного параметра. Однако он им ет тот существенный недостаток, что осуществляет усреднение амплитуд импульссю напряжения лишь в случае, когда длительность импульса, поступающего с выхода .одновибратора на разрядные ключи, больше максимально возможной длительности затухающей части входного импульса. Если на вход вольтметра поступают случайно 10 расположенные на временной оси импульсы, возможны ситуации формирования импульсов на конденсаторе диодно-конденсаторной зарядной цепи с амплитудой, меньшей амплитуды входного импульса, что приводит к увеличению погрешности измерения амплитуды импульса. Такая ситуация возможна при длительности затухающей части входного импульса, большей длительности импульса на выходе одновибратора.

В этом случае от одного входного импульса возможно формирование нескольких импульсов с различными амплитудами на конденсаторе диодно-конденсаторной зарядной цепи, что также приводит к увеличению погрешности измерения.

Пель изобретения — расширение частотного диапазона и повышение точности измерения импульсного вольтметра.

Укаэанная цель достигается тем, что в импульсный вольтметр, содержащий дифференциальный усилитель, прямой вход которого является входом устройства, а инверсный вход соединен с незаземленным контактом первого разрядного ключа, ка3S тодом первого диода, конденсатором диодно-конденсаторной зарядной цепи и прямым входом повторителя напряжения, инверсный вход которого соединен с выходом, одновибратор, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя и анодом первого диода, зарядный дозирующий конденсатор, одна обкладка которого соединена с выходом повторителя напряжения, а другая — со средним выводом цепочки из двух последовательно и согласно соединенных диодов, подключенных параллельно входу усилителя постоянного тока, выход которого является выходом устройства, а в отрицательную обратную связь

56 усилителя постоянного тока включен запоминающий конденсатор, вход усилителя постоянного тока соединен с первым коммутирующим контактом второго разрядного ключа и с разрядным доэирующим конденSS сатором, соединенным со вторым коммутирующим контактом второго разрядного ключа, третий контакт которого соединен с выходом устройства, введены нуль-орган, элемент задержки и триггер, причем вход нуль-органа соединен с прямым входом дифференциального усилителя, выход нульоргана через элемент задержки соединен с одним из входов триггера, другой вход которого соединен с выходом одновибратора, а выход триггера соединен с управляющими входами разрядных ключей.

На фиг. 1 приведена блок-схема импульсного вольтметра;- на фиг. 2 — временные диаграммы импульсов, поясняющие его работу.

Вольтметр состоит иэ входной клеммы

1, нуль-органа 2, дифференциального усилителя 3, разрядного ключа 4, диода 5, конденсатора диодно-конденсаторной разрядной цепи 6, элемента задержки 7, одновибратора 8, повторителя напряжения

9, триггера 10, зарядного дозирующего конденсатора 11, диодов 12 и 13, запоминающего конденсатора 14, усилителя постоянного тока 15, разрядного доэирующего конденсатора 16, разрядного ключа

17 и выходной клеммы 18.

Вольтметр работает следующим образом.

При поступлении на входную клемму 1 устройства .1 - ro импульса измеряемой последовательности (фиг. 2а) на выходе нуль-органа 2 формируется импульс напряжения (фиг. 2б), задний и передний фронт. которого соответствуют моментам появления и окончания входного импульса, т. е. длительностью, равной длительности входного импульса. Одновременно на ,конденсаторе 6 нарастает напряжение до амплитудного значения А„входного импульса. Посл е этого напряжение на входной клемме 1 устройства начинает спадать, а на конденсаторе 6 остается постоянным, вследствие чего диод

5 закрывается и на выходе дифференциального усилителя 3 возникает отрицательный скачок напряжения, запускающий однсюибратор 8, на выходе которого формируется короткий импульс (фиг. 2д). Передним фронтом этого. импульса запускается триггер 10, который переводит ключ 4 в закороченное состояние, и конденсатор 6 через этот ключ раэряжаегся до нулевого потенциала. Таким образом, на конденсаторе 6 образуется импульс напряжения амплитудой А1 с крутым задним фронтом (фиг. 2г). После окончания действия входного импульса, задним фронтом прошедшего через элемент задержки 7 импульса напряжения (фиг, 2в), с выхода нульоргана 2 триггер 10 переводится в исходное состояние (фиг. 2е) до прихода слевременной оси импульсов со случайными длительностями.

Формула изобретения

Импульсный вольтметр, содержащий дифференциальный усилитель, прямой в ход которого является входом устройства, а инверсный вход соединен с незаэемпенным

° контактом первого разрядного ключа, катодом первого диода, конденсатором диодно-конденсаторной зарядной цепи и прямым входом повторитепя напряжения, инверсный вход которого соединен с выходом, одновибратор, вход которого соединен с выходом дифференциального усилитепя и анодом первого диода, зарядный доэируюший конденсатор, одна обкладка которого соединена с выходом повторителя напряжения, а другая — со средним выводом цепочки из двух последовательно и согласно соединенных диодов, подключенных параллельно входу усилителя постоянного тока, выход которого является выходом устройства, а в отрицательную обратную связь усилителя постоянного тока включен запоминающий конденсатор, а вход усилителя постс янного тока соединен с первым коммутирующим контактом второго разрядного ключа и с разрядным дозирующим конденсатором соединенным со вторым коммутирующим контактом второго разрядного ключа, третий контакт которого соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерения, он снабжен нуль-органом, . элементом задержки и триггером, причем вход нуль-органа соединен с прямым входом дифференциального усилителя, выход нупь-органа через эпемент задержки соединен с одним из входов триггера, другой вход которого соединен с выходом одновибратора, а выход триггера соединен с управляющими входами разрядных ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Маграчев 3. В. Вольтметры одиночных импульсов. М., Энергия, 1977, с. 22, рис. 6.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке hb 2562536/18-21, кл. G01 lt 19/04, 03.01.78.

5 789806 дующего импульса (элемент задержки введен с учетом неидеальности нуль-органа).

Далее процесс функционирования вольтметра выполненного согласно данному изобретению, ан алогичен функционированию известного, т. е. импульс с конденсатора

6 через повторитель 9 подается на зарядный дозирующий конденсатор 11 который положительным перепадом напряжения заряжается через диод 13 до величины Аq а отрицательным- перезаряжается через диод 12 и запоминающий конденсатор 14, сообщая последнему количество заряда ф„„= С., A, где ф— вепичина емкости конденсатора 11. Одновременно с при- >s ходом на запоминающий конденсатор 14 зарядного импупьса тока происходит его разряд при подключении к нему через ключ 17 разрядного доэирующего конденсатора 16. Беличина заряда, снимаемая щ с запоминающего конденсатора одним подключением к нему конденсатора 16, равна

g. = — Q„

Юс С2 где C — велйчина емкости конденсато2 ра 16; 25

С вЂ” величина емкости конденсатора 14, Ц,; — количество заряда на запоминающем конденсаторе 14 в момент прихода 1- го им- gg пульс а.

После окончания переходного процесса зарядные и разрядные импульсы тока равны по вепичине и противопопожны по знаку (с = g ). Спедоватепьно, при выполнении усповия устойчивости (1 - - ) < 1 выходное напряжение

С вольтметра равно

0=-ко < где Ко сопМ- масштабный коэффициС1

О С2 ент преобразования, A — среднее значение амплитуд входных импульсов.

По сравнению с известным предлагаемое устройство благодаря введению в него нуль-органа, элемента задержки и триггера позволяет формировать импульсы, поступающие на входы разрядных ключей, длительностью практически равной дпительности затухающей части входного им- .

50 пульса, что дает возможность производить усреднение не только регулярных амплитуд, но и случайно расположенных на

Составитель С. Коротков

Техред М. Рейвес Корректор М, Коста

Реаактор А. Маковское

За каэ 90 28/4 1

Тираж 1019 Подписное П4 ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фи;тиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4