Импульсный рефлектометр
О П И » А Н И Е ц 808979
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиин
Социалистичесиик
Республии
J сА (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено .08 01.79 (2! ) 2711586/18-09 (53)NL. Кл.
G 0l R 27/06 с присоединением заявки М
Ркударсткенний квинтет
СССР
N данаи нзебратеннй н егкритий (23) Приоритет
О убликовано 28.02 81 Бюллетень Ю 8
Дата опубликования описания 02.03.81
I (6З) УДК 621.317 (088.8) (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕФЛЕКТОМЕТР
Изобретение относится к технике радио измерений.
Известен импульсный рефлектометр, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, блок электронной задернули, усилитель-ограничитель, генератор зондирую5 щих импульсов, стробоскопический преобразователь, первый усилитель, расширитель, второй усилитель и осциллограф, при этом выход задающего генератора подсоединен ко
fO второму входу осциллографа непосредственно и ко второму входу стробоскопического преобразователя через последовательно соединенные первый генератор пилообразного напряжения, блок автосдвига и генератор строб3% ,импульсов, а t также второй генератор пилообразного напряжения, соединенный со вторым входом расширителя через блок автосдвига (1).
Однако известный импульсный рефлектометр не обеспечивает высокую точность и широкие пределы измерения.
Цель изобретения — повышение точности н расширение пределов измерения, 2
Поставленная цель достигается тем, что в импульсный рефлектометр, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, блок электронной задержки, усилительограничитель, генератор зондирующих . импульсов, стробоскопический преобразователь, пер вый уаяитель, расширитель, второй усилитель к осциллограф, при этом выход задающего генератора подсоединен ко второму входу осциллографа непосредственно и ко второму входу стробоскопического преобразователя через последовательно соединенные первый генератор пилообразного напряжения, блок автосдвига и генератор строб-импульсов, а также второй генератор пилообразного напряжения, соединенный со вторым входом расширителя через блок автосдвига, введены линия задержки, подсоединенная ко второму выходу стробоскопического преобразователя и ко входу исследувмого четырехполюсника, а также последовательно включенные блок формирования импульсов, ключевой элемент. третий усилитель, дифференцирующая цепь, четвертый усилитель, сумматор, интегратор
808979
15 и индикатор, причем выход второго генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу блока формирования импульсов, выход второго усилителя соединен со вторым входом ключевого элемента и вторым входом блока формирования импульсов, а выход дифференцирующей цепи подключен ко второму входу сумматора через пятый усилитель.
На фиг. 1 приведена структурная схема импульсного рефлектометра; на фиг. 2— временные диаграммы напряжений, поясняющие работу предлагаемого устройства. . Импульсный рефлектометр содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, блок 2 электронной задержки, усилитель-огра ничитель 3, генератор 4 зондирующих импуль. сов, стробоскопический преобразователь 5, усилитель 6, расширитель 7, усилитель 8 и осциллограф 9, ко ьторому входу которого подсоединен выход задающего генератора 1, который подсоединен ко второму входу стробоскопического преобразователя 5 через последовательно соединенные генератор 10 пилообразного напряжения, блок 11 автосдвига и генератор 12 строб-импульсов, а также гелер.ттор 13 пилообразного напряжения, соединенный через блок 11 автосдвига со вторым входом расширителя 7, линию 14 задержки, подсоединенную ко второму выходу стробоскопического преобразователя 5 и ко входу исследуемо- го четырехполюсника 15, и последовательно включенные блок 16 формирования импульсов, ключевой элемент 17, усилитель 18, дифференцирующую цепь 19, усилитель 20, сумматор
21, интегратор 22 и индикатор 23, причем выход генератора 13 пилообразного напряжения подключен к первому входу блока 16 формирования, импульсов, выход усилителя 8 соединен со вторым входом ключевого элемента 17 и вторым входом блока 16 формирования импульсов, а выход дифференцирующей цепи 19 подключен ко второму входу сумматора 21 через усилитель 24.
У"тройство работает следующим образом, С выхода генератора 4 зондирующих импульсов, выполненного на туннельном диоде, на вход стробоскопического преобразователя 5 подаются видеоимпульсы с крутым (0,1—
0,3 нс) передним фронтом. Частота повторения определяется частотой повторения задающего генератора 1. Задающий генератор 1 вырабатывает прямоугольное напряжение типа меандр,; которое используется для синхронизации осциллографа 9 и для запуска генератора 10 пилообразного напряжения, С целью выделения переднего фронта иа входе генератора 10 пилообразного напряжения включена дифференцирующая цепь. С выго
3S
4 хода задающего генератора 1 импульсное напряжение подается на вход блока 2 электронной задержки, которая содержит интегрирующую цепь и усилитель-ограничитель. Затягивание фронтов импульсного напряжения интегрирующей цепью с последующим ограничением позволяет осуществить задержку фронтов импульсного напряжения. Изменением постоянной времени интегрирующей цепи меняется задержка переднего фронта импульсного напряжения, подаваемого на вход усилителяограничителя 3 и далее на вход генератора 4 зондирующих импульсов и, следовательно, в некоторых пределах изменяется положение рефлектограммы на экране осциллографа 9.
Усилитель-ограничитель 3 формирует напряжение, необходимое для запуска генератора 4 зондирующих импульсов.
На фиг. 2а изображена рефлектограмма исследуемого четырехполюсника 15 с одной неоднородностью на входе при подключении его непосредственно ко входу стробоскопического преобразователя 5 без линии 14 задержки (на экране осциллографа 9 иэображение устанавливается так, что виден од1н период импульсного напряжения). В этом случае технически трудно реализовать выделение сигнала, соответствующего отражениям от неоднородности переднего фронта зондирующего импульса, так как эти оба сигнала сливаются.
Чтобы облегчить выделение сигнала, соответствующего отражениям, на вход стробоскопического преобразователя 5 включена линия 14 задержки. В этом случае рефлектограмма принимает вид, изображенный Hs фиг. 2б.
Изображение импульса, соответствующего неоднородности, сдвинуто на вершине зондирующего импульса на время задержки „в линии 14.
На фиг. 2в представлена рефлектограмма (зпюра напряжения на выходе усилителя 8 аналогового сигнала) с двумя различными по характеру и величине неоднородностями, Это напряжение подается на второй вход ключевого элемента 17, на первый вход которого подается напряжение коммутации с выхода блока 16 формирования импульсов. Напряжение коммутации формируется таким образом, чтобы передний фронт его отставал на небольшой временной интервал от переднего фронта напряжения аналогового сигнала, а задний фронт напряж.сия коммутации опережал на некоторое время с 3 задний фронт напряже. ния аналогового сигнала.
Введение временных задержек „ и, 3 необходимо для более четкого выделения сигнала, соответствующего отражениям от неоднородностей.,808979, С выхода усилителя 8 аналоговый сигнал подается на второй вход блока 16 формирования импульсов, где сигнал интегрируется и ограничивается на уровне 0 (фиг. 2г).
После дифференцирования и ограничения снизу вьщеляется сигнал формирования переднего фронта импульса коммутации (фиг. 2е). На первый вход блока 16 формирования импульсов подается также напряжение с выхода генератора 13 пилообразного напряжения,которое усиливается и ограничивается на уровне
0з (фиг. 2д). После дифференцирования и ограничения сверху пилообразного напряжения вьщеляется сигнал формирования заднего отрицательного фронта импульсов коммутации (фиг, 2ж).
Положительными и отрицательными импуль, сами запускается и соответственно срабатывается заторможенный мультивибратор блока 16 формирования импульсов, выходное напряжение которого (фиг. 2э) подается на первый вход ключевого элемента 17. Сигнал, соответствующий отражениям от неоднородностей (фиг.2и), усиливается усилителем 18 и подается на вход дифференцирующей цепи 19.
С выхода дифференцирующей цени 19 напряжение сигнала (фиг. 2к) подается на входы усилителей 20 и 24 положительных и отрицательных импульсов. Усилитель 20 осуществляет ограничение сигнала снизу, а усилитель
24 — сверху.
Один из усилителей 20 и 24 содержит инвертор или имеет на один каскад усиления больше, чем другой для получения на выходе сумматора, 21 однополярных импульсов (фиг. 2л). С выхода сумматора 21 напряжение сигнала подается на вход интегратора 22, на выходе которого уровень постоянной составляющей пропорционален коэффициенту отражения в исследуемом четырехполюснике 15, который регистрируется индикатором
23, шкала которого проградуирована в значениях коэффициента отражения.
Во время измерения коэффициента отражения индикатором 23 по экрану осциллографа 9 определяется характер неоднородности и расстояние до нее.
Днфференцирующая цель 19, усилители 20 и 24 положительных и отрицательных импульсов и сумматор 21 необходимы для исключения погрешности, возникающей при различных расстояниях от входа импульсного рефлектометра до неоднородностей исследуемого четырехполюсника 15.
На фиг. 2м приведена рефлектограмма исследуемого четырехполюсника 15 с коротким замыканием на некотором расстоянии от входа импульсного рефлектометра. Пунктирной линией обозначена рефлектограмма
1$
2s
4$
$$ при коротком замыкании в исследуемом четырехполюснике 15 на большем расстоянии от входа импульсного рефлектометра, чем в первом случае (передние фронты совпадают).
Эпюра напряжения сигнала, соответствующего отражениям от неоднородностей (выход ключевого элемента 17) имеет вид, изображенный на фиг. 2н . Видно, что для двух случаев (когда коэффициент отражения равен
1) длительность сигналов, соответствующих отражениям от неоднородностей, оказывается различной. С целью устранения погрешности, вызываемой этим эффектом, в импульсный рефлектометр включена дифференцирующвя цепь 19.
Импульсный рефлектометр позволяет повысить точность и расширить пределы измерения.
Формула изобретения
Импульсный рефлектометр, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, блок электронной задержки, усилительограничитель, генератор зондирующих импульсов, стробоскопический преобразователь, первый усилитель, расширитель, второй усилитель и осциллограф, при этом выход задающего генератора подсоединен ко второму входу осциллографа непосредственно и ко второму входу стробоскопического преобразователя через последовательно соединенные первый генератор пилообразного напряжения, блок автосдвига и генератор строб-импульсов,а также второй генератор пилообразного напряжения, соединенный со вторым входом расширителя через блок автосдвига, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения, в него введены линия задержки, подсоединеьн ая ко второму выходу стробоскопического преобразователя и ко входу исследуемого четырехполюсннка, а также последовательно включенные блок формирования импульсов, ключевой элемент, третий усилитель, дифференцирующую цепь, четвертый усилитель, сумматор, интегратор и индикатор, причем выход второго генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу блока формирования импульсов, выход второго усилителя соединен со вторым входом ключевого элемента и вторым входом блока формирования импульсов, а выход дифференцирующей цепи подключен ко второму входу сумматора через пятый усилитель.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Веденский Ю. В. н др. Импульсный рефлектометр с субнаносекундным разрешением. "Приборы и техника эксперимента", NÐ 1, 1975, с. 37.
808979
Up
Составитель А. Кузнецов
Техред И. Асталош
Корректор О. Билак
Подписное
Редактор Л. Пчелинская
Заказ 405/49 Тираж 743
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Р
Vp
Ю д
fJp е О ф
Vr о 1н
> u
Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
