Устройство для измерения импульсных однократных сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Севз Советскик

Социалистических

Республик

<о932525 (61) Дополнительное к авт. свид-ву. (22) Заявлено 170480 (21) 2913264/18-21

Р М Кп з с присоединением заявки Но

G 08 С 19/16

Государственный комитет

С С С P во. делан изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300582, Бюллетень М 20 (531 УДК 621 ° 317. .326(088.8) Дата опубликования описания 300582 (72) Авторы изобретения

И.Е. Глушковский и С.С. Курочкин

Г (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ

ОДНОКРАТНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к системам передачи электрических сигналов в импульсной форме и предназначено . для организации измерительной системы, включающей большое количество измерительных блоков для одновременного измерения импульсных одно кратных или редкоповторяющихся .событий.

Устройство может быть исйользовано при импульсйых измерениях в ядерной физике и других областях науки и техники.

Известно измерительное устройство, содержащее последовательно соединенные датчик, аналоговую часть преобразователя, цифровую часть преобразователя, а также источник питания, причем аналоговая часть преобразователя подключена к источ.нику питания (1) . Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, поскольку импульсное питание имеет невысокую стабильность и дает значительные помехи в измерительных каналах.

Наиболее близким к .предлагаемому является устройство, содержащее последовательно,соединенные датчик, ана4 логовую и цифровую части преобразователя, канал данных и электронную вычислительную машину, причем обе части. преобразователя подключены также к блоку управления и источнику питания (2).

Недостатком этого= устройства является высокая потребляемая мощность, 1О что приводит к увеличению габаритов .н снижению надежности из-за перегрева аппаратуры.

Цель изобретения — снижение потребляемой мощности и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные датчик, аналоговую часть преобразователя, цифровую часть преобразователя, канал данных, электронную вычислительную машину, а также блок управления, соединенный с управляющими входами аналоговой и цифровой части преобразователя, и блок питания, сое25 диненный с аналоговой частью преоб- . разователя и блоком управления, дополнительно введены буферный запоминающий блок, дроссели, ключ, импульс. ный регулятор, элемент И, конденса30 торы, дифференцирующнй элемент, 932525 дискриминатор, диод, причем буферный запоминающий блок, управляющий вход, которого соединен с блоком управления, подключен к блоку питания, к каналу данных и к цифровой части преобразователя, другой выход блока питания соединен с цифровой частью преобразователя через последовательно соединенные дроссели и ключ, кроме того, выход одного дросселя через последовательно соединенные дифференцирующий элемент, дискриминатор и элемент И соединен с управляющим входом ключа, а также с одним конденсатором и импульсным регулятором, выход которого подключен к второму входу элемента И, третий вход которого подключен к ЭВМ,причем другой выход ЭВМ подключен к блоку управления, а вход - к каналу данных, выход другого дросселя подключен к другому конденсатору.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Датчик 1 через пОследовательно соединенные аналоговую часть преобразователя 2, цифровую часть преобразователя 3, буферный запоминающий блок 4, канал 5, данных соединен с электронной вычислительной.,машиной

6. Блок 7 питания подключен к аналоговой части преобразователя 2, блоку 8 управления и буферному запоминающему блоку 4, а также через последовательно включенные дроссель. 9, ключ 10 и дроссель 11 » к цифровой части преобразователя 3. Выход дроа. селя 11 подключен также через конденсатор 12 к корпусу и через последовательно включенные импульсный регулятор 13 и элемент И 14 с управляющим входом 15 ключа 10 а выход дросселя 9 через конденсатор 16 с корпусом. Выход дросселя 11 соединен через диффереицирующий элемент 17 и дискриминатор 18 к второму входу элемента И 14, а вход через диод 19 к корпусу. Первый выход 20 электронной вычислительной машины б соединен с блоком 8 управления, а второй выход 21 этой машины 6 с третьим входом элемента

И 14.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал с датчика 1 поступает на аналоговую часть преобразователя 2 (многоуровневой дискриминатор) и далее на цифровую часть преобразователя 3 (регистр,запоми-. нающий результаты преобразования, шифратор кода, схема блокировки и ложных срабатываний и быстрое ЗУ).

Цифровые результаты измерений запоМинаются в буферном запоминающем блоке 4, а затем передаются по каналу 5 данных на электронную вычислительную машину 6 ЭЦВМ. Основная

Одновременно с подачей импульсного питания с первого выхода 20 ЭВМ 6 (с некоторым сдвигом относйтельно начала импульса питания - на время переходного процесса) подается команда, разблокирующая через блок 8 управления аналоговую часть преобразователя 2 и разрешающая проведение импульсных измерений.

Собственно цикл измерения продолжается в течение нескольких десятков микросекунд, после чего в течение нескольких милисекунд информация переписывается в буферный запоминающнй блок 4, а после снятия импульсного питания и далее через канал 5 данных в ЭВМ 6 для обработки. потРебляемая мощность в канале измерений (около 85%) приходится на цифровую часть преобразователя 3, которая содержит быстродействующие шифраторы, запоминающие элементы, счетчики и т.д; Поэтому очень выгодно организовать питание таким образом, чтобы аналоговая часть преобразователя 2 (дискриминаторы, усилители) и блок 8 управления остава10 лись подключенными к обычному бло ку 7 питания, а цифровая часть преобразователя 3 питалась в импульсном режиме, причем импульс включения поступал бы с выхода 21 ЭВМ 6 до

15 начала измерения и питание поддерживалось бы во время измерения и до окончания переписи результатов этих измерений в буферный запоминающий блок 4, имеющий малое быстродействие

20 и." потребление.

До начала измерений конденсатор

16 заряжается до максимального напряжения через дроссель 9. При поступлении с выхода 21 ЭВМ 6 сигнала

25 на включение импульсного питания через элемент И 14 замыкается ключ

10. Конденсатор 12 начийает заряжаться через дроссель 11 до номинального значения. Чтобы выброс напря30 женин питания на цифровой части преобразователя 3 не вывел из строя микросхемы этой части преобразователя 3, выходное напряжение с конденсатора 12 дифференцируется на элементе 17, дискриминатор 18 выделяет момент резкого нарастания выходного напряжения и через элемент И 14 размыкает ключ 10. Ток через дроссель

11 замыкается через диод 19 и напря40 жение питания на цифровой части преобразователя 3 плавно нарастает до номинального значения, после чего сиГнал с дискриминатора 18. прекращается и .напряжение поддерживается импульсным регулятором 13, 45 который сравнивает напряжение питания с внутренним опорным напряжением и.соответственно изменяет частоту замыкания ключа 10.

932525

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 3788/71 Тираж 639 Подписное

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4

Непосредственная передача данных из цифровой части преобразователя

3 в ЭВМ 6 затруднительна,; поскольку одна ЭВМ 6 обычно работает с несколькими сотнями измерительных каналов, что приводит к необходимости значительно увеличивать длительность импульса питания и снижает преимущества импульсного питания, приближая его к постоянному.

Использование предлагаемого устройства в системе однократных импульсных измерений установки Ангара-5 позволяет снизить мощность, потребляемую каналом преобразования в 2,5 раза, что приводит к уменьшению объема стоечного оборудования 15 в 1,5 раза, улучшает тепловой режим измерительного оборудования и повышает его надежность.

Устройство для измерения импульсных однократных сигналов, содержащее последовательно соединенные датчик, аналоговую часть преобразователя, цифровую часть преобразователя, канал данных, электронную вычислительную машину., а также блок управления, соединенный с управляющими входами аналоговой и цифровой части преобразователя, и блок пита- ния, соединенный с аналоговой частью преобразователя и блоком управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него

1 введены буферный запоминающий блок, дроссели, ключ, импульсный регулятор, элемент И, конденсаторы, дифференцирующий элемент, дискриминатор, диод, причем буферный запоминающий блок, управляющий вход которого соединен с блоком управления, подключен к блоку питания, к каналу данных и к цифровой части преобразователя, другой выход блока питания соединен с цифровой частью преобразователя через последовательно соединенные дроссели и ключ, кроме того, выход одного дросселя через последовательно соединенные дифференцирующий элемент, дискриминатор и элемент И соединен с управляющим входом ключа, а также с одним конденсатором и импульсным регулятором, выход которого подключен к второму входу элемента И, третий вход которого подключен к ЭВМ, причем другой выход ЭВМ подключен к блоку управления, а вход — к каналу данных, выход другого дросселя подключен к другому конденсатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колотов О.С., Санин A.A.Óñèëèтели наносекундного диапазона с импульсными питанием. Труды У научнотехнической конференции по ядерной радиоэлектронике. Т. 1, М., Изд-во лит, в области атомной науки и техники, 1962.

2. Патент США Р 3810101, кд. 340-172.5.