Способ измерения мгновенного значения сигнала и устройство для его реализации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р>917107

Союз Советских

Социалистических Республик ф г (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 150880 (21) 2975153/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300382. Бюллетень М 12

Дата опубликования описания 300382 ($)) + К11 3

G 01 R 19/04

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (331УДК621. 317. .7 (088.8) (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ

СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛ Я ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к электроиз мерит ел ьн ой т ехни к е, в части ости к.измерению мгновенных значений сиг-, налов произвольной формы °

Известен стробоскопический способ измерения мгновенного значения сигнала, заключающийся в определении амплитуды преобразовательного импуль- са, полученного в результате смешивания измеряемого сигнала с коротким строб-импульсом (1).

Недостатком этого способа является низкая точность за счет того, что в течение времени стробирования сигнал меняется, а уменьшение длительности строб-импульса является техни.чески труднореализуемым.

Известен стробоскопический спосОб измерения мгновенного значения сигнала, в котором осуществляется линейное суммирование измеряемого импульса со строб-импульсом прямоуголь ной формы, имеющим амплитуду и длительность не менее амплитуды и длительности измеряемого импульса, при этом, с целью измерения мгновенного значения напряжения сложной форьхы, измеряемый сигнал дополнительно стробируют вторым импульсом, который используют для подавления дополни-. тельных максимумов преобразованного сигнала (2) .

Однако известный способ не обеспечивает высокой точности измерения в точках, в которых скорость измерения мгновенного значения сигнала велика. Это обусловлено тем, что при измерении в таких точках длительность преобразованного импульса, полученного в результате суммирования измеряемого. импульса со строб-импульсом прямоугольной формы, становится черезвычайно малой, а изменение его амплитуды значительно, что зат15 рудняет точное измерение.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения мгновенного значения сигнала путем определения амплитуды преобразованного импульса, полученного в результате линейного суммирования входного сигнала с дополнительным сигналом (3 J

При этом дополнительный сигнал представляет собой импульс с линейно изменяющимся фронтом, крутизна которого равна по величине и противоположна по знаку крутизне входного сигнала в точке измерения.

917107

Устройс во для реализации известного способа содержит дифференцирующий блок, вход которого соединен со входом устройства и одним из входов сумматора, ключевое устройство и измеритель амплитуды импульса.

Недостатком известного способа и устройства для его реализации является низкая точность измерения за счет того, что при суммировании входного сигнала и импульса с линей. но нарастающим фронтом результирующий сигнал в течение времени стробирования изменяется, так как скорость изменения мгновенного значения сигнала не постоянна, а также за счет того, что напряжение на запоминающем конденсаторе удерживается . ограниченное время, что требует быстродействующих измерителей напряжения.

Цель изобретения — повышение точности измерения мгновенных значений сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения мгновенного значения сигнала путем определения величины преобразованного сигнала, полученного в результате суммирования измеряемого и дополнительного сигналов, для формирования дополнительного сигнала измеряемлй сигнал смещают по уровню на такую постоянную величину, чтобы измеряемая точка совпала с нулевым уровнем, а затем инвертируют смещенный сигнал.

В устройство для осуществления способа, содержащее дифференцирующий блок, вход которого соединен с входом устройства и первым входом сумматора, ключ, измеритель постоянного напряжения и блок синхронизации, дополнительно введены последовательно соединенные интегратор и инвертор, причем сигнальный вход интеграторов через ключ подключен к выходу дифференцирующего блока, а выход инвертора — к второму входу сумматора, выход которого соединен с измерителем постоянного напряжения, при этом управляющий вход ключа и вход сброса интегратора подключены к блоку. синхронизации.

На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы работы устройства.

Сущность способа заключается в следующем.

Измеряемюй сигнал смещают по вертикальной оси таким образом, чтобы точка, в которой необходимо измерить мгновенное значение сигнала совпала с нулевым уровнем. Полученный сигнал инвертируют, после чего его суммируют с измеряемым сигналом. В результате получают постоянное напря5 !

О

40 жение, уровень которого соответствует мгновенному значению сигнала в точке измерения.

Устройство для осуществления способа. содержит дифференцирующий блок 1, сумматор 2, входы которых соединены с входом устройства, последовательно соединенные ключ 3, интегратор 4, инвертор 5, выход которого подключен к второму вхоцу сумматора, измеритель б постоянного напряжения, подключенный к выходу сумматора и блок 7 синхронизацйи.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии синхроимпульса (фиг.2а, до момента t> ) интегратор 4 обращен в нулевое состояние, при этом ключ 3 разомкнут, и на выходе инвертора 5 выходной сигнал равен нулю (фиг. 2в, до момента t ) . На выходе сумматора 2 до момента времени tA (фиг. 2г) повторяется входной сигнал (фиг. 26) . В момент времени в который необходимо измерить значение сигнала, приходит синхроимпульс (фиг. 2а, после момента t>), замыкающий ключ 3. Продифференцированный входной сигнал с дифференцирующего блока 1 поступает на вход интегратора 4. С момента времени на выходе интегратора формируется сигнал, совпадающий по форме с входным, но начинающийся от нулевого уровня, так как интегратор до прихода синхроимпульса от блока синхронизации 7 находится в нулевом состоянии. Этот сигнал после инвертирования инвертором 5 показан на фиг. 2в. При этом выходной сигнал сумматора 2 (с момента tA ) представляет собой постоянную величину, равную мгновенному значению входного сигнала в момент времени 1А (фиг.2r).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет точно преобразовать мгновенное значение сигнала в постоянное напряжение, измерение которого не требует быстродействующих устройств, так как полученное постоянное напряжение может удерживаться на выходе необходимое для измерения время.

Формула изобретения

1. Опособ измерения мгновенного значения сигнала путем определения величины преобразованного сигнала, полученного в результате суммирования измеряемого и дополнительного сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, для формирования дополнительного сигнала измеряемый сигнал смещают по уровню на такую

917107 постоянную величину, чтобы измеряемая точка совпала с нулевым уровнем, а затем инвертируют смешанный сигнал, 2. Устройство, содержащее дифференцирующий блок, вход которого соединен с входом устройства и первым входом сумматора, ключ, измеритель постоянного напряжения и блок синхронизации, о т л и и.а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенных значений сигнала, дополнительно введены последовательно соединенные интегратор и инвертор, причем сигнальный вход ин теграторов через ключ подключен к выходу дифференцирукицего блока, а выход инвертора — к второму входу сумматора, выход которого соединен с измерителем постоянного напряжения, при этом управляющий вход ключа и вход сброса интегратора подключены к блоку синхронизации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtIIA .9 3611783, кл. 328-151, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 458770, кл. G 01 R 19/04, 1975, 3. Авторское свидетельство СССР

Р 721757, кл. G 01 R 19/04, 1980.

917107

1

Составитель О. Глухарев

Редактор H. Ковалева Техред A. Áàáèíåö Корректор H ° выдкая

Закаэ 1881/65 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитева СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4