Измеритель импульсных сигналов

 

| — —— о и ЙЕ." ;К "Н",-и е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик ((((789811

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к ввт. свил-ву(22) Заявлено11.12. 78 (21) 2695093/18-21 (5! )М. Кл.

G 01 R 19/04 с присоединение(и заявки J%

Государственный комитет (23) Приоритет да делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.1 2.80. Бюллетень No 4 7 (53) УДК 621. .31 7.7 (088.8) Дата опубликования описания 26.12.80 (72) Авторы изобретения

Л. Л. Зейгман и С. М. Тетюрев (7I) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОИ

1 .Изобретение относится к электроизмеритепьной технике и может быть использовано, например, дття измерения приращения потока магнитной индукдии при перемагничивании сердечников иэ магнитомят ких материалов.

Известны измерители импульсных сит напов, содержащие источники измеряемого и образпового сигнапсв, переключатель, выход которого подключен ко входу строто бированного. приемника, инвертор образцового сигнала, устройство сравнения средних значений напряжения импульсных сигналов и индикатора нули (1).

Известное устройство широкополосное

15 и имеет большой динамический диапазон по амплитуде, для уменьшения погрешности измерения измеряемого и обраэпового сигналов, которые могут иметь различную форму и амплитуду.

Наиболее близким по технической сущнрсти к предлагаемому является устройство, содержащее регистратор, источники измеряемого и обраэпового сигналов, вы2 ходы которых соединены с входами стробированного, приемника, вход источника измеряемого сигнала соединен с блоком управления, один иэ выходов которого связан с управляющим входом стробированного приемника, последовательно соединенного с избирательным усилителем и фазовым детектором (2).

Недостатком этого устройства являет ся большая погрешность измерения, возникающая из а того, что первая гармоника образцового сигнала с избирательного усилителя оказывается смещенной относительно первой гармоники измеряемого сигнала не точно на поппериода частоты следования сигналов, которая задается блоком управления, а смещение зависит от формы

И IIJIHTBJlbHOCT6 CHI HBJIOB. ECJIH IIJIHTGJIbHOCTb и форма измеряемого и образцового сигналов разная, но постоянная, то возникает систематическая составляющая погрешность измерения. Если форма и длительность сиг- налов произвольная во времени, то появляется случайная составляющая погрешности

789811

3 измерения вопьтсекундной площади импупь сного сигнала.

Бель изобретения — увеличение точности измерения вопьтсекундной площади импульсного сигнала.

Llmr достижения поставленной цепи в устройство, содержащее регистратор, источники измеряемого и образцового сигналов, выходы которых соединены с входами стробированного приемника, вход источни- щ ка измеряемого сигнала соединен с блоком управления, один из входов которого связан с управляющим входом стробированного приемника, последовательно соединенного с избирательным усилителем и фазо- 15 вым детектором, введен канал формирования длительности образцсаого сигнала, включенный между выходом источника измеряемого сигнала и входом источника образцового сигнала, состоящий иэ псспе- т0 доватепьно соединенных избирательного усилителя, выход которого так же соединен c ôàçîâûì детектором, фазосдвигающей цепи, устройства формирования синусоидапьного напряжения в треугольное и компаратора, другой вход которого соединен с выходом фазового детектора, а выход соединен с регистратором и источником образцового сигнала.

На чертеже представлена функционапь — 30 ная схема устройства.

Устройство состоит из источника изме . ряемого сигнала 1, источника образцового сигнала 2, связанных со входами стробированного приемника 3 и последовательно .35 соединенных избирательного усилителя 4 и и фазового детектора 5. Блок 6 управления подключен ко входу управления источ ника измеряемого сигнала 1 и стробирован ного приемника 3,Выход счетчика измеря- 40 емого сигнала 1 соединен через канал 7 формирования длительности образцового сигнала со входом управления источника образцового сигнала 2 и регистратором 8.

Канап 7 формирования дпитепьности об- 45 разцового сигнала состоит из последовательно включенных избирательного усилителя 9, также связанного с опорным входом фазового детектора- 5, фазосдвигающей цепи 10 на -. -, устройства 11 формиро- 50 вания сйнусоидапьного напряжения в треугольное и компаратора 12. Другой вход компаратора 12 подключен к выходу фазового детектора 5. Устройство 11 формирования синусоидапьного напряжения в 55 треугольное может быть выполнено, например, из двустороннего ограничителя

1 3 и интегратора 14.

Измеритель импульсных сигналса работает следующим образом.

Источник измеряемого сигнала 1 периодически с частотой Я запускается блоком 6 управления. При этом с выхода источника 1 последовательность измеряемых сигналов поступает в канал 7 формирования длительности образцового сигнала, Избирательный усилитель 9 канала 7 из всех составлякпцих спектра усиливает только составляющую, имеющую частоту равную .частоте повторения измеряемого сигнала.

Фаэосдвигающая цепь 10 задерживает поступивший синусоидапьный сигнал на e

2 который ограничивается двусторонним от раничитепем 13. Ограниченный сигнал поступает на вход интегратора 14, преобразующего этот сигнал в треугольный с нулевым средним значением. На компаратор 12 поступают два напряжения: треугольное с интегратора 14 и постоянное с фазового детектора 5. При превышении треугольного напряжения, напряжения с фазового детектора 5, компаратор 12 срабатывает íà его выходе формируется прямоугольный импульс длительностью

O8p1 центр симметрии которого смещен относительно центра симметрии измерительного импульса точно на — . Сформированный т

2 каналом 7 импульс подается на вход управления источника образцового сигнала.

2. При этом источник 2 вырабатывает образцовый сигнал постоянной амплитуды равной Оок и длительностью равной запускающему импульсу, то есть Cок .

Таким образом на вход сгробированного приемника 3 поступает последовательность из измеряемых и образцовых импульсов. Стробированный приемник 3 открывается на время действия пюбого из импульсов блоком 6 управления, усиливает поспедоватепьйость сигналов и подает ее на избирательный усипитепь 4, резонансная частота которого совпадает с частс той измеряемых импульсов Я . Следовательно, избирательный усилитель 4 усиливает только компоненту с частотой Q..

Известно, что.> если измеряемый сит нап, описываемый функцией :„. (6 ), и образцовый сигнал, описываемый функцией 5 ops (.Ь ), сдвинуты относительно друг друга на — и их длительность т

2 существенно меньше периода повторения

Т, сигнал на выходе избирательного усилителя 4 может быть записан в виде

5 78 98 где k — коэффициент усиления стробированного приемника 3;

К вЂ” коэффициент усиления избирательного усилителя 4; Г„ — длительность измеряемого сигнала; С, — длительность образцового сигнала.

Иэ,выражения (1) видно, что амплиту да сигнала частоты Я на выходе иэбира-1о тельного усилителя 4 пропорциональна разности вольтсекундных площадей измеритещ ного и образцового сигналов, а фаза определяет какие из площадей больше. Так как образцовый импульс имеет прямоугольную 15 форму, амплитудой U > р выражение (1) может быть записано

Синусоидальный сигнал 5 (6 ) поступает на фазовый детектор 5, который вследствие того, что на его опорный вход йоступает сигнал той же частоты

° 1- 25 преобразует сигнал f (+ ) в постоянное напряжение () . - то напряжение в свою очередь изменяет урсвень при zoтором треугольное напряжение с интегратора 14 сравнивается по величине с этим напряжением О д, при этом изменяется

30 длительность ормирса анного импульса Г на выходе компаратора 12. Причем направление изменения длительности кмпульса выбрано таким, чтобы амплитуда ригнала g (Ь ), поступающего с иэ-З

Рирательного усилителя 4, стремилась к . .нулю. Следовательно амплитуда выражения (2) так жв стремится к нулю, тогда кольтсекундная, плошадь измеряемого сит кала оказывается пропорциональной дли- 4 тельности образцового импульса Qopp и

ego амплитуде )ОЬр, то есть иъ

I <„ (>ae. o PU„P (3) о

Длительйость образцового импульса измеряется регистратором 8, а по извесь

11 6 ным амплитуде и длительности импульса определяется вольтсекундная плошадь измеряемого сигнала.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет псюысить точность измерения, благодаря тому, что канал формирования длительности образцового сигнала позволяет точно разместить первые гармоники измеряемого и образцового сигнала относительно друг друга на — исключая

2 ошибку, возникающую от различной формы и длительности измеряемого и образцового сигналов.

Формул а изобретения

Измеритель импульсных сигналов, содержащий регистратор, источники измеряВМор0 и образцового сигналов, выходы которых соединены с входами стробирсванного приемника, вход источника измеряеного сигнала соединен с блоком управления, один из входов которого связан с

«правляюшим входом стробированного приемника, последовательно соединенного с кзбирательным усилителем и фаэовым детектором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, между выходом источника измеряемого сигнала и управляющим входом источника образцового сигнала введен канал формиров ания длительности образцового сигнала, состоящий иэ последовательно соединенных избирательного усилителя, выход которого так же соединен с фазовым детектором, фазосдвигающей цепи, устройств а формиров ания синусоидального напряжения в треугольное и компаратора, другой вход которого соединен с выходом фазового детектора, а выход соединен с регистратором и источником образцового сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

34 513320, кл, G 01 R 19/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

No 662876, кл. G 01 8 19/04, 1976.

/ с

789811

Составитель Ф. цареградский

Тех ред М.Петко Корректор О, Билак

Редактор М. Габуда

Заказ 9028 41

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

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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