Устройство для определения момента формирования стандартного импульса Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к и мериТельной технике и может быть использовано при разработке спектроскопических измерителей временных интервалов.

По основному авт..св. № 907505 известно устройство для определения момента формирования стандартного импульса, содержащее дискриминатор верхнего и диосриминатор нижнего уровней сигналов, генератор пилообразного напряжения с регулируемой скоростью нарастания амплитуды, линию з-адержки, дискриминатор уровня, генератор стандартного импульса и тригг;ер

Однако известное устройство имее недостаточную точность при работе в широком динамическом диапазоне амплитуд входных, импульсов. Это вызвано тем, что форма переднего фронт реальных импульсов с детекторов излучения отличается от линейной особенно на начальных участках, что приводит к появлению ошибки в определении момента формирования стан,дартного импульса.

Целью изобретения является повышение точности в определении момента формирования стандартного импульса в широком динамическом диапазоне амплитуд входных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения момента формирования стандартного импульса, содержащее дискриминатор нижнего и дискрикшнатор верхнего уровней сигналов, первые входы которых объединены, а выходы подключены к входам генератора пилообразного напряжения, а также последовательно соединенные дискриминатор уровня, генератор стандартного импульса, элемент задержки и триггер, единичный и нулевой входы которого соединены соответственно с выходом дискриминатора верхнего уровня сигнала и выходом генератора стандартного импульса, при этом первый вход дискриглинатора уровня через элемент задержки подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, а второй вход соединен с выходом триггера, введены линия задержки, расширитель импульсов, блок дел;1ения, блок вычитания, причем объединенные входы дискриминатора нижнего и дискриминатора верхнего уровней сигналов через линию задержки соединены с входной шиной и с входом расширителя импульсов, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход блока деления подключен к клемме первого опорного уровня напряжения, а выход соединен с первым входом блока вь1читания, второй вход которого подключен к клемме второго опорного уровня напряжения, а его

выход соединен с вторым входом дискриминатора верхнего уровня сигналов, второй вход дискриминатора нижнего уровня сигналов подключен к клемме третьего опорного уровня . напряжения.

На фиг.1 представлена электрическая .структурная схема устройства для определения момента формирования стандартного импульса; на фиг.2 - временные диаграммы ра.боты.

Устройство для определения момента формирования стандартного импульса содержит дискриминаторы нижнего 1 и верхнего 2 уровней сигнала, генератор 3 пилообразного напряжения с регулируемой скоростью нарастания амплитуды, линии 4 зддержки, дискриминатор 5 уровня, генератор 6 стандартного импульса, триггер 7, расширитель импульсов 8, блок 9 деления, блок 10 вычитания и линию 11 задержки .

Устройство работает следующим образом.

В момент времени, когда амплитуда полезного сигнала достигает нижнего порогового уровня, на выходе дискриминатора 1 вырабатывается сигнал, по фронту которого запускается генератор 3 пилообразного напряжения с регулируемой скоростью нарастания амплитуды. По фронту импульса, сформированного дискри «1инатором 2 верхнего уровня, скорость нарастания пилообразного напряжения уменьшается в два раза, триггер 7 переключается, в единичное состояние и на управляющий вход дискриминатора 5 уровня поступает потенциал разблокировки. При этом пилообразное напряжение через элемент 4 задержки поступает на вход дискриминатора 5 уровня. Дискриминатор 5 регистрирует момент времени когда амплитуда линейно-изменяющегося напряжения достигает порога срабатывания. На выходе генератора 6 стандартного импульса вырабатывается стандартный по амплитуде и длительности сигнал. Причем по фронту последн эго триггер 7 возвращается в исходное состояние и блокирует дискриминатор 5 уровня.

Для сигналов с линейным фронтом пороговые напряжения дискриминаторов нижнего 1 и верхнего 2 уровней сигналов связаны с скоростью нарастания

пилообразного напряжения соотношением

и

и.

пор.

ОР. Ч

порог срабатывания дискде и,

Пор риминатора нижнего уровня;

порог срабатывания дискц

пор 2 риминатора верхнего уровня;V... - скорость нарастания пил образного напряжения, после срабатывания диск риминатора нижнего уров ня; - скорость нарастания пилообразного напряжения после срабатьшания диск риминатора верхнего уро ня. Однако сигналы с детекторов излу чения имеют нелинейную форму переднего фронта. Для сигналов, передний фронт которых описывается нарастающей экспонентой (например ФЗУ), на точность работы устройства будет ск зываться изменение амплитуды входно го- сигнала. При поступлений на вход устройства импульсов, передний фронт кото рых описывается нарастающей экспоU,,{l-e-t), . нентой (фиг. 2а) и момент времени t пересечения первого порогового уровня Uj, определяется соотношением пор, о(1 Ь 1) а момент времени пересечения второг порогового уровня Upop соотношение -.и„(-|-, где Up - амплитуда входного импульс х - длительность переднего фро та входного импульса. ; Для того, чтобы сигнал на выходе устройства появлялся независимо от амплитуды входного импульса, через одно и то же время Т t +ty+t Const (фиг. 2 .6,в) и„ор должно определяться соотношением t« + V. .iJT-t -tj) и v. -пор «-, -2 U2 пор . Из соотношения (4) получим Inop-VO-t.) пор V V-V -Т . у-vu, ч-ч Обозначим через . . ч ч-ч ,. Подставив соотношение (5) в соотношение (2) получаем и„(1-е ).«.) пор, о Из соотношения (1) следует / «р.У I V-yen. Up /Подставив соотношение (7) в соотношение (6) получим;. пор, о Если выбрать Vy 2Vii , то . nop-V U ,, тогда пор, Для компенсации погрешности, вызываемой нелинейностью переднего фронта, входной сигнал расширяется расширителем импульсов 8 и поступает на вход блока 9 деления, где происходит операция аналогового деления ПОР4 „ , Результат анашогового деления с выхода блока 9 поступает на вход . блока 10 вычитания, где происходит вычитание результата аналогового деления от напряжения 2и„ор . С выхода блока 10 напряжение, являющееся значением верхнего порогового уровня ОПОР поступает на дискриминатор 2 верхнего уровня сигналов. Электрическая длина линии 11 задержки выбирается равной максимальной длительности переднего фронта входного сигнала плюс время, необходимое для получений значения величины верхнего порогового уровня. Применение в устройстве новых элементов, позволяющих определять значение величины верхнего порогового уровня для каждого входного сигнала в зависимости от его амплитуды, повышает точность определения момента формирования стандартного и; лульса в широком динамическом диапазоне амплитуд входных импульсов.

а

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ -МОМЕНТА ФОРМИРОВАНИЯ СТАНДАРТНОГО .ИМПУЛЬСА по авт.св. № 907505, о тлишающееся что, с целью првышения точности в определений момента Формирования стандартного импульса, в него введены линия задержки, расширитель импульсов,блох деления, блок вычитания, причем объединенные входы дискриминатора нижнего и дискриминатора верхнего уровней сигналов через линию задерж- ки соединены с входной шиной и вхо-. дом расширителя импульсов, выход ко-торого подключен к первому входу блока деления, второй вход блокг1 деления подключен к клекме первого опор ного уровня напряжения, а вшсрд соединен с первым входом блока аьпята ния, второй вход которого подключен к клемме второго опорного уровня напряжения, а его выход соединен с вторым входом дискриминатора, верхнего уровня сигналов, второй вход.дискриминатора нижнего уровня сиглалов подключен к клемме третьего опорного уровня напряжения. СО ;о ю