Способ определения интегральной нелинейности установки амплитуды импульсных источников сигналов

 

ьая

Союз Советскна

Соцнвянстнческнк

Респубпнк

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ASTOPCNOMY CSHQETEllbCTSY

789807 (6I ) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22)Заявлено31.07.78 (2I) 2668392/18 21 с присоелииеиием заявки ¹â€” (2 3) Приоритет

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 26.12 80 (5 I ) M. Кл.

G 01 R 19/04

Г4сударств|ллыл квмитйт

СССР ао делам лзабретений и orbpwwII (53) УД К 62 1. .31 7. 7.26 (088.8) (72) А вторн изобретения

С. Г. Гопова, В. H. Данипенко, С. B. Матвеев, Э, К. Степанов и H. B. Тютиков (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ

НЕЛИНЕЙНОСТИ УСТАНОВКИ АМПЛИТУДЫ

ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к эпектроизмерительной технике и может быть использовано дпя определения интегральной непииейности генераторов импульсов стабипьной амплитуды дпя спектрометров и других устройств подобного назначения.

Известен способ определения амплитуд« ной нестабильности импульсных источни« ков сигнала, основанный на измерении амплитудных распределений от проверяемого

1О источника и источника импульсов двух высокостабипьных амппитуд, в котором нестабильность амплитуды определяют по изменению относительного положения мак» симума амплитудных распределений, обуст5 ловленного одновременной регистрапией . импульса проверяемого источника и источника высокостабипьных амплитуд (1 J.

Недостатком способа является низкая точность измерения амплитудной нестабильности импупьсных источников сигнала.

Известен также способ измерения инт "грапьной нелинейности установки ампли2 туды выходных импульсов -импульсного источника сигналов, основанный на сравнении исследуемого сигнала с опорным. Представление об интегральной нелинейности установки амппитуды составпяют по измеренным мгновенным значениям периодических импупьсных напряжений. Значение интегральной непинейности вычисляют по известному соотношению как отношение максимального отклонения значений амплитуд выходных импупьсов от линейной градуировочной характеристики, проведенной через экспериментальные точки по методу наименьших квадратов к максимальному значению напряжения в диапазоне амплитуд выходных импупьсов исспедуемого импульсного источника (21.

Однако известный способ имеет недостаточную точность измерения, обусловленную погрешностью, возникающей при измерении мгновенных импульсных значений напряжения, которая обусповлена нестабильностью измерительного тракта.

Пель изобретения — повышение быстродействия и точности измерения интегральной нелинейности установки амплитуды импульсных источников сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения интегральной нелинейности установки амплитуды импульсных источников сигналов, основанном на сравнении исследуемого сигнала с опорным и

4 определении искомой величины по соотно- 10 шению исследуемого и опорного сигналов, одновременно набирают спектр иэмеряемого сигнала последовательным установлением амплитуды выходных импульсов импульсного источника сигнала с периодом 15 времени, меньшим среднего времени нестабильности измерительного тракта, и спектр опорного сигнала от образцовых спектрометрических гамма-источников, строят градуировочные характеристики 20 измерительного тракта и суммарную— импульсного источника сигналов и измерительного тракта, аппроксимируя по методу наименьших квадратов измеренные точки набранных спектров, выделяют срав- 25 нением построенных характеристик нелинейную часть характеристики импульсного источника сигналов, по которой определяют интегральную нелинейность установки амплитуды импульсного источника сигна- 30 лов, На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит набор образцовых

35 спектрометрических гамма-источников 1, излучение которых регистрирует детектор

2 с источником 3 смещения, к детектору подключен предусилитель 4, другой вход которого соединен с выходом генератора

5 импульсов стабильной амплитуды, выход предусилителя через формирующий усилитель 6, аналого-цифровой преобразователь

7 и многоканальный амплитудный анализа45 тор 8 импульсов соединен с устройством

9 вывода информации.

Способ реализуется следующим образом.

Набирают одновременно спектр от образцовых спектрометрических гамма-ис50 точников 1 и от исследуемого импульсного источника сигналов — генератора 5 импульсов стабильной амплитуды. Сигналы с выходов детектора 2 и генератора 5 импульсов стабильной амплитуды поступв55 ют на соответствующие входы предусилителя 4, в котором происходит их суммирование и предварительное усиление. С

7 4 выхода предусилителя 4 сигналы суммарного спектра поступают: на формирующий усилитель 6 и далее — на вход аналогоцифрового преобразователя 7, с выхода которого сигналы в цифровой форме поступают. на многоканальный амплитудный анализатор 8 импульсов и устройство 9 вывода информации, включающее в себя цифропечатающий блок и блок вывода данных на перфоленту.

По результатам измерений находят положения максимумов пиков амплитудных распределений и строят зависимост положений максимумов пиков амплитуды от энергии соответствующей гамма-линии (Е). Экспериментальные точки аппроксимируют полиномом по методу наименьших квадратов. Затем строят зависимость положения максимумов пиков генератора от значения отсчетного устройства 6(9 ), которую также аппроксимируют полиномом.

Полиномы К (E) и G (Ч ) представляют в виде: (о М, о+ (Е) 6(ч) =съ 61М.Ф Ж (2) где Йо Nq о,Gg — соответственно коэффициенты .при прямых а пп рокс имирующих, h (E ), > (y) — нелинейные части.

Аналогичным образом представляют характеристику генератора где E (P) — зависимость амплитуды выходного импульса генератора от состояния отсчетного устройствa, Ео E — коэффициенты при прямых аппроксимирующих, 8 (g) — нелинейная часть.

Так как

G (Ч) = N (. Е (Мц, то из (1) и (2) следует, что

Clо- Й0 . G1

Nq

1 (ч)-л а+Е„Ч е(Ч))

e(y).

И1 Разложив И (Е) в ряд Тейлора и оставив лишь два члена ряда, получаем п Ео+Е„Ч+С(Ч) ) -.

Н(Ео+Е„Ч) t1 (Ео+ Е„Ч)Ю(Ч?

Так как И(Е) — гладкая функция, то величина линейного члена равна

МЕо+ Е 9)

Е где Š— диапазон сушественного изменения и (E), а значение P. (Q) — нелинейной части характеристики генератора— сосгавпяет менее 1% значения И (E)

Таким образом, 10 п(Ео+Е.,Ч+ (Ч) 1 =и (Ео Е Ф)

Тогда выражение дпя 8 (ч) в упрошенном виде откуда по известному соотношению рассчитывают интегральную нелинейность импульсного (ИНЛ) источника сигналов 20

Предлагаемый способ определения интегральной нелинейности установки амппи- у5 туды импульсных источников питания позволяет проводить более высокоточные и быстрые измерения по сравнению с извесь ным способом за счет ликвидации нестабильности измерительного тракта. Chrro- 30 временно повышается чувствительность измерительного тракта за счет одновременного набора и обработки спектра обских сигналов.

Формула изобретения

Способ определения интегральной нелинейности установки амплитуды импульсных источников сигналов, основанный на сравнении исследуемого сигнала с опо иым и определении искомой величины по

:оотношению исследуемого и опорного сигнапов, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью повышения быстродействия и точности измерения, одновременно набирают спектр измеряемого сигнапа псх:педоватепьным установлением амплитуды выход ных импульсов импупьсного источника сигнале с периодом времени, меньшим среднего времени нестабильности измерительного тракта, и спектр опорного сигнапа от образцовых спектрометрических гаммаисточников„ строят градуировочные характеристики измерительного тракта и суммарную — импульсного источника сигналов и измерительного тракта, аппроксимируя по методу наименьших квадратов измеренные точки набранных спектров, выделяют сравнением построенных характеристик нелинейную часть характеристики импульсного источника сигналов, по которой определяют интегральную нелинейность установки амплитуды импульсного источника с игнапов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 338855, кп. G 01 R 19/00, 1 969.

2. Абросимов И. Л., Крынин Н. М., Неустроев Л. С., Шумейко Л. В. Прибор для измерения мгновенных значений юапульсных напряжений. — Измерительная техника, 1970, № 7, с. 48-50.

ВНИИПИ Заказ 9028/41 Тираж 10 19 Подписное

Филиал JICIH Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4