Измеритель средней длительности импульсов нестационарной последовательности

 

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советекик

Социалистическими

Ресйубаим (uj959035 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

f31) М. Кй. (22) Заявлено 2 2. 05 . 7 8 (21) 2619579/18-10

G F 10/00 с присоединением заявки ¹

Гоеударстяенный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,09. 82. Бюллетень ¹ З4 (33) ХДК б21. 317 .361(088.8) Дата опубликования описания 15.09.82 (72) Авторы изобретения

П.П. Драбич, Ю.А. Петрунин, В.П. Сторчай и P

Физико-механический институт AH Украин крй ССР "- ::„-".:, (71) Заявитель

/ (54) ИЭМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ

НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в медицинском приборостроении для измерения, средних значений временных параметров биосигналов, а также в промысловой геофизике при акустическом каротаже скважин.

Известно устройство для статистической обработки случайных импульсных сигналов, s частности для измерения средних значений интервалов времени, содержащее зарядные и разрядные цепи и накопительные элемен-. ты (1 j.

Недостатком известного устройства является наличие пульсаций выходного параметра, выэвайных неодновре-. менной подачей на накопительный элемент зарядных и разрядных сигналов.

Известно также устройство для измерения средней длительности временных интервалов, содержащее генератор постоянного тока, два ключа, запоминающий конденсатор, усилитель постоянного тока, формирователь коммутирующих импульсов, генератор пилообразного напряжения и компаратор, работающее без пульсаций выходного параметра f2).

Однако такое устройство работа способно лишь в случае, когда между импульсами есть большая пауза. Когда же пауза меньше длительности импульсов (что может наблюдаться i случае, когда импульсы расположены на временной оси случайным образом) эа счет того, что формирователь коммутирующих импульсов вырабатывает импульсы постоянной длительности, равной максимально возможной длительности входных сигналов, на выходе формирователя пропуски некоторых импульсов, что приводит к-значительной погрешности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является измеритель, содержащий генератор постоянного тока, два переключателя, разрядный дозирующий кондексатор и два запоминающих конденсатора, причем контакт первого положения переключателей, 25 один полюс генератора тока и одна обкладка дозирующего и запоминающих конденсаторов подсоедккена к общей шине, контакты второго положения переключателей соединены с направляющим контактам коммутирующего

959035 ключа, к направляющему контакту одного переключателя подсоединен второй полюс генератора тока, к направляющему контакту второго переключателя падсоединена вторая обкладка разрядного дозирующего конденсатора;. а к контактам первого и второго положения коммутирующего ключа подсоединены вторые обкладки запоминаю щих конденсаторов. (3 ).

Недостатком устройства является низкая точность измерения, вызванная пульсациями выходного параметра.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения пульсаций выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, чта в измеритель, содержащий генератор постоянного тока, один полюс которога соединен G общей шиной, запоминающий и разрядный даэирующий конденсаторы, два переключателя, уп- . равляющие входы которых являются входом измерителя, нормально замкнутые контакты переключателей соединены между собой, первая обкладка разрядного дозирующего конденсатора подключена к подвижному контакту второго .переключателя, усилитель постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, введен зарядный даэирующий конденсатор, первая обкладка которого. соединена с общей шиной, вторая — с подвижным контактом первого переключателя, . нормально разомкнутый контакт которо-,33

ro соединен с другнм полюсом генератора постоянного тока, инвертирующий вход усилителя подсоединен к нормальна замкнутым .контактам переключателей и к первой обкладке запоми- 40 нающего конденсатора, вторая обкдадка которого соединена-с второй обкладкой разрядного доэирующега конденсатора, .с нормально замкнутым контактом второго переключателя и с 45 выходом усилителя, выход которого яв- ляется выходом измерителя.

На фиг. 1 приведена функциональная электрическая принципиальная схема измерителя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Измеритель .средней длительности импульсов содержит генератор 1 постоянного тока, первый переключатель

2, .заРядный доэирующий конденсатор 3,, 55 второй переключатель 4, разрядный . дозирующий. конденсатор 5, .запоминаю-, щий конденсатор 6, усилитель 7 пастояннага тока.

Устройство работает следующим 60 образам.

На вход устройства подают импульсы напряжения (фиг. 2а) длительностью С„ . выходное напряжение 0(1) снимается с выхода устройства. 65

Пусть в исходном состоянии выходное напряжение. равно 0

При поступлении импульса длитель. ностью (Г;переключатели 2 и 4 переводятся на время действия импульса в такие положения, чта конденсатор

3 заряжается током iо генератора 1 (фиг. 2,a), а конденсатор 5 разряжается через переключатель 4. По окончанию действия импульса переключатели 2 и 4 возвращаются в.исходное состояние.. В итоге конденсатор

3 разряжается череэ переключатель 2 и запоминающий конденсатор б, сообщая последнему количество заряда а конденсатор 5 заряжается ат запоминающего конденсатора б, снимая с последнего количество заряда а(i-i), С с где С вЂ” величина емкости конденсаC тора 5;

С вЂ” величина емкости конденсатора 6;

Q (i - 1)

=С О (1 - 1) количество заряда в памяти конденсатора б ;

U (i - i ) - напряжение н а выходе устрой ства в момент прихода i -го импульса

7,ф

Изменение количества заряда в памяти запоминающего конденсатора дц, вызванное действием i -го импульса t. определяется из выражения

hq.=q.-q =I à - — — Q(i-1)

С

4 о С

Решение этого разностного уравнения при начальном условии Q(o) Qo имеет вид

Р И) =К„ Р- ()i+yam(<), где К = i С/С =canst - масштабный коО О эффициент измерения,"

И(1)=(1-С /E) — функция веса.

После окончания переходного процесса (i l>1) и при выполнении условия устойчивости (3-С /C) с 1 весовая функция И(i)- 0, следовательно

Q(i m) = 1 от„. а выходное напряжение о ю

Г где КО- Ко/С=10/С4

Поскольку зарядные и разрядные импульсы тока, протекающие через запоминающий конденсатор одновременно, одинаковы но форме, противоположны по знаку и после окончания переходного процесса равны по абсолютному значению, та на выходе устройства отсутствуют пульсации выходного парамет- ра. Другим положительным эффектом предлагаемого устройства есть то, 959035

ВНИИПИ Заказ 7014/63 Тираж 427 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 что наряду с отсутствием пульсаций выходного параметра, оно позволяет измерять длительность импульсов случайного импульсного потока, где возможны ситуации, когда расстояние между импульсами намного меньше длительности этих импульсов.

Формула изобретения

Измеритель средней длительности импульсов нестационарной последовательности, содержащий генератор постоянного .тока, один полюс которого соединен с общей шиной, запоминающий и разрядный доэирующий конденсаторы, два переключателя, управляющие входы которых. являются входом из-: мерителя, нормально замкнутые контакты переключателей соединены между собой, первая обкладка разрядного дознрующего конденсатора подключена к подвижному контакту второго пере-. ключателя, усилитель постоянного тока, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, о т л и ч а ю щ в и с я тем, что, с целью дозышенвя точности измерения путем уменьшення пульсаций выходного напряжения, в измеритель введен эарядный доэирующий конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной, вторая - с подвижным коизактом первого переключателя, нормально разомкнутый контакт которого сое динен с другим полюсом генератора постоянного тока, .инвертирующий вход усилителя подсоединен к нормаль10 но замкнутым контактам переключателей и к перной обкладке запоминающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена- с второй обкладкой разрядного дозирующего конденсатора, 15 с нормально замкнутым контактом второго переключателя и с выходом уси+ лителя, выход которого является выходом измерителя.

Источники инФормацни, З1 принятые во внимание при экспертизе

1; Авторское свидетельство СССР

Ф 519681, кл. 6 04 F 10/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 619894, кл. 8 04 f 10/00, 1976.

3. Врагин А.А ° и др. Аналоговые преобразователи импульсных потоков.

И., Атомиздат, 1969, с. 232 (прототип)..