Устройство для измерения амплитуды одиночных импульсов

 

Союз Соеетсиин

Соцмапистическии

Респубпии

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ii, 789808 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (5))Ч. К. (1 (1! к 1 0/04

{22)Заявлено 03.11.78 {2! ) 2681523/18-21 с присоединением заявки ¹

Вооударстеенммй комнтет (23) Приоритет йо делам нзооретеннй н отнрытнй

Опубликовано 23.1 2.80. Бкзллетень в(е4 7 (53) УДК 621.

° 3l 7.7 (088.8) Дата опубликования описания 2(6З.12.80 (72) Авторы изобретения

В. В. Дмитриев и M. М. Седых

Горьковский политехнический институт им. А.,А. Ждансва

1 (7) ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛ6СОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испопьэовано для измерения амплитуды электрических им ну пьс ов.

Известно устройство дпя регистрации

5 амплитуды одиночных импульсов, содержащее пиковый детектор, счетчики, эпемент сравнения, элемент И, генератор импульсов, бпок управпения памятью, параллельный регистр, ключи и цифроаналоговый пре1О образоватепь (1).

Недостатком устройства, затрудняющим его использование дпя измерения амплитуд одиночных импульсов короткой дпитепьности, является инерционность накопителя, приводящая к погрешности измерения амппитуды импульса, зависящей от длительности и формы импульса.

Наибопее близким техническим решением к предлагаемому является измеритель амппитуды одиночных импульсов, содержащий соединенные последовательно входную цепь, устройство рециркупяции и регистрирую(пее устройство, в котором устройство рециркупяиии содержит депитепь, сравнивающее устройство, аттенюатор, сумматор, канап задержки сигнала остатка, усипитепь сигнапа остатка, коммутатор, источник опорного напряжения (2 .

Недостатком измерителя амппитуды одиночных импуттьсов является сложность устройства рециркуляции, обуспавпивающая низкое быстродействие всего устройства в целом. с(елью изобретения является увеличение быс тродействия устройс тв а.

Поставленная цепь достигается тем, что в устройстве для измерения амплитуды одиночных импупьссв, содержащем поспедоватепьно соединенные входную цепь, уст ройство рециркуляции и регистрирующее устройство, устройство рециркупяции выпопнено в виде двух линий задержки с взаимной электромагнитной связью и двух пороговых усилителей-ограничителей, причем величина емкостной связи между линия— ми задержки не равна вепичине индуктивной связи, вход первой линии задержки

78 98 т. =е./ч

- c

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения амплитуды одиночных импульсов, на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений на выходах связанных линий задержки при подаче на вход l0 одной иэ линий одиночного импульса, на фиг. 3 - вид функции Uв„,х -- х ((3 вх ) уси питепей ограничителей; на фиг. 4 — временные зависимости напряжения в различных точках. блок-схемы устройства, пояс- 15 няющие его принцип действия.

Устройство для измерения амплитуды одиночных импульсов содержит входную цепь 1,устройство рециркуляции 2 и регистрирующее устройство 3. Устройство 20 рециркуляции 2 содержит линии задержки

4 и пороговые усилители-ограничители 5 и 6. Входом устройства является клемма

7.

Устройство для измерения амплитуды 25

Одиночных импульсов работает следующим образом.

Произвольные электрические сигналы, поданные на вход линий задержки могут быть представлены в виде суперпозиции 30 синфазного колебания, распространяющегО ся с быстрой" скоростью Мр, и проти вофазного колебания, распространяющегося с медленной скоростью

Поэтому поданный на один из входов З5 линий задержки импульс амплитудой А, при прохождении через связанные линии задержки распадается на две пары импульсов с амплитудой А/2 синфазную, которая задержится на время, равное 40 где 6 — длина линии задержки и противсфаэную, которая задержится на время т=Е )Ч (ф . 2).

При этом задержка "медненных" импульсов относительно "быстрых" равна

« -т„-т,=0(< ( где 1 — длина линий задержки; — погонные индуктивности и емкости линий задержки;

М С вЂ” взаимоиндуктивность и емкость между линиями.

Полное время задержки быстрой пары импульсов равно

Ое ф

Импульсы с выходов линий задержки 4 поступают на входы усипителей-ограничитепей 5 и 6, которые имеют зависимости амплитуд импульсов на выходе от амплитуд их на входе !J>„,„c f(ОВХ)вида (ф 3) О р" и

"ab,х {U ) 2 "вх " 4-d <Ов -0

1П

В = 2U -Ь 7т 1 . Q ( вх и гА6, a=g

После прохождения через усилитепи-ограничители 5 и 6 первая, однопопярная пара импульсов (фиг. 4) имеет амплитуды

А — Л . Отрицательный импульс иэ разЙополярной, пары не проходит через усилитель-ограничитель 6, в результате чего на входы линий задержки 4 во втором цикле из разнополярной пары подается пишь один импульс. Сохранившаяся однополярная пара проходит через связанные пинии задержки без изменения формы импульсов. Оставшийся от раэнополярной пары положительный импульс при прохожде;нии через связанные линии задержки опять дробится на две пары импульсов с амплитудами (А — а )/ ь

Как и в предыдущем цикле, однополярная пара импульсов проходит через усилитепи-ограничители 5 и 6 беэ качественных изменений, а от разнополярной пары остается лишь один импульс.

Таким образом, в устройстве с момента подачи на вход измеряемого импульса существует последовательность иэ и пар

Однополярных импульсов (где ь = / g количество попных циркуляций в устройстве, происшедших с момента 4 = О).

Коэффициент передачи К по цепи циркуляции для однопопярных импульсов равен

К =(2U-a) JU npu () ) К где Π— амплитуда импульса.

Так как К. ) 1, то амплитуда циркупирующих импульсов возрастает от цикла к циклу, пока не достигнет стационарного значения, равного В (фиг. 3). Последний (непарный) импульс, дробящийся при проходе ч ереэ св яз анны е пи нии задержки, уменьшается на величину Ь от никла к циклу, пока не достигнет величины, мень. шей Q, . Torpa при прохождении через связанные линии задержки 4 он дробится на две пары импульсов с амплитудами, меньшими д, которые не пройдут через усипители-ограничители 5 и 6, Таким образом, в устройстве циркулиру. ет только пачка импульсов положительной полярности (в каждой линии задержки,), амппитуды которых в стационарном режиме

78980

Оа с A (rn+q) А, равны В, а количество импульсов в пачке равно гдв и — количество импульсов в пачке, 5 . Д вЂ” амплитуда входного импульса д дД где Д вЂ” напряжение порога срабатывания усилителей- ограничи- . телей 5 и 6. !О

Так как количество импульсов в пачке пропорционально амплитуде измеряемого входного импульса, амплитуда длительн сттимпульсов в пачке и период повторения пачки постоянны, то средняя величина на- >5 пряжения на входе регистрирующего устройства 3 пропорциональна амплитуде входного импульса.

ИЗм и l 2g

roe Ц И5 щ — напряжение на входе регистрирующего устройства; — коэффици ент пропорциональ1 25 ности; — амплитуда импульса в пачке," Г„- длительность импульса в пачке, — количество импульсов в пачке

Т вЂ” период повторения пачки импульсов.

Относительная погрешность измерения амплитуды одиночных импульсов .равна (=д /А, и определяется тем, что количество импульсов в пачке и — целая величина, которая остается неизменной при изменении амплитуды входного импульса A в пределах.

Минимальное значение погрешности измерения равно 6 „и = /P°.

8 6

Кроме того, погрешность измерения определяется информационной емкостью линий задержки, зависящей от величины связи между линиями задержки, так как запаздывание медленной" пары импульсов относительно быстрой" должно быть существенно больше длительности импульса в пачке.

Это ограничение приводит к увеличению длины линий задержки, что увеличивает время измерения, определяемое временем формирования пачки.

Использование предлагаемого устройст-. ва для измерения амплитуды одиночных импульсов позволит проводить измерения амплитуд импульсов более короткой длительности и с меньшей погрешностью, чвм известные устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитуды одиночных импульсов, содержащее последовательно соединенные входную цепь, устройство рвциркуляции и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, устройство рециркуляции выполнено в виде двух линий задержки с взаимной электромагнитной связью и двух пороговых усилителей-ограничителей, причем величине емкостной связи между линиями задержки нв равна величине индуктивной связи, вход первой линии задержки присоединен к выходу входной цепи, а выход соединен с регистрирующим устройством, при этом выходы обеих линий задержки через пороговые усилители- ограничители соединены со своими входами.

Источники и%формации принятыв во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 529425, кл. 5- 01 R 19/04, 1975.

2. Патент США N 3878533, кл. 340 347, 1974.