Устройство для измерения электрических импульсов Советский патент 1983 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения площади коротких, преимущественно наносекундного диапазона, импульсов. Известно устройство, содержащее декадные счетчики, цифроаналоговьтй. преобразователь, аттенюатор, схемы сравнения, вентили, усилитель fl3. Недостатком этого устройства является низкая точность при измерении надежности импульсов. Известно устройство, содержащее кварцевый генератор и дифференцирующую цепь 2}, Однако известное устройство харак теризуется низкой точностью при изме рении коротких импульсов. Цель изобретения - повышение точности измерения коротких Импульсов. Поставленная цель достигается тем что в устройство, срдержащее кварцевый генератор и дифференцирующую цепь, введены цепочечный эквивалент длинной нелинейной линии, ограничитель, генератор стр об-импульсов, регистр сдвига и вычислительный блок, причем вход цепочного эквивалента длинной нелинейной линии соединен с клеммой входного сигнала и с входом генератора строб-импульсов, а выход соединен через последовательно соеди ненные ограничитель, дифференцирующую цепь и детектор с первым входом реверсивного счетчика, вуорой вход которого соединен с первым выходом генератора строб-импульсов, второй выход которого соединен через квар,цевый генератор с третьим входом реверсивного счетчика, четвертый вход и выход которого соединены соответственно с выходом и первым входом вычислительного блока, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора строб-импульсов. На фиг, 1 представлена блок-схема измерителя электрических импульсов; на фиг . 2 - вариант выполнения цепочечного эквивалента длиннсэй нелинейной линии на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу измерителя электрических импульсов. Измеритель электрических импульсов содержит цепочечный эквивалент 1 длинной нелинейной линии, ограничитель 2, дефференцирукнцую цепь 3, teтектор 4, регистр 5 сдвига, вычислительный блок б, генератор 7 стробимпульсов и кварцевый генератор 8. Эквивалент 1 содержит индуктив-ность 9, конденсатор 10 и варикап 11 Измеритель площади электирическйх импульсов работает следующим образом На вход устройства подается видео .импульс произвольной формы (фиг.За). Двигаясь вдоль эквивалента, сигнал распадается на ряд уединенных волн (солитонов) и осциллирующее возмущение Малой амплитуды (фиг. 3(Г) . Характер распределения солитонов по скоростям, а также ко.г}ичество солитонов однозначно зависят от параметров ,. входного сигнала. Выход эквивалента 1 соединен с входом ограничителя 2. Если амплитуда сигнала, поступающего на вход ограничителя 2, бльше порога срабатывания V ,то амплитуда сигнала приводится к постоянному значению V . Если амплитуда больше V. , .то сигнал ограничивается по амплитуде до значения V (фиг.ЗЙ). Дифференцирующая цепь 3, к входу которой подсоединяется выход ограничителя 2, формирует импульсы по переднему и заднему фронту (положительной и отрицательной полярностей соответственно) входного воздействия (фиг. Зг). Выход дифференцирующей цепи 3 соединен с входом детектора 4, в качестве которого может быть Использован, пример, диод. В данном случае детектор 4 предназначен для подавления импульсов отрицательной полярности (фиг. 3d), По переднему фронту входного сигнала генератор 7 стробйрующих импульсов вырабатывает сигнал постоянной амплитуда (фиг. Зе), при наличии которого запускается кварцевый генератор 8 (фиг. 3afc). Кварцевый генератор работает в течение определенного времени Щ ,по истечении которого генератор 7 стробйрующих импульсов сбрасывгют сигнал разрешения ген ерации. По. переднему фронту входного импульса генератор 7 стробируквдих импульсов вырабатывает сигнал (фиг.За), который, как и сигнал с детектора 4, поступает на один из устанавливающих входов крайнего триггера регистра 5 сдвига. Этот сигнал используется как начало отсчета для определения времени прихода солитона. После завершения формирования кода в регистре 5, т.е. через время Тр после прихода сигнала на вход устрой-. ства, генератор 7 стробйрующих импульсов вырабатывает сигнал, поступакяцяй в арифметическое устройство (фиг. За.). Вычислительный блок б предназначен для преобразования кода, сформированного в регистре сдвига, к приемлемому виду. Количество единиц кроме первой, поданной генератором 7 строб-импульсов, равно количеству солитонов, образовавшихся из измеряемого импульса, т.е. величине т.Количество разрядов регистра 5, начиная с первой единицы до любой -ой единицы включительно, равно количеству синхроимпульсов k , определяющему время задержки i-го солитона. Зная время между двумя синхроимпульсами Т0, , определяется , время задержки каждого солитона в цепочном эквиваленте 1 по формуле TjQjj , Площадь электрических импульсов вычисляется в блоке 6 по формуле л- «.4 Ci . Напряжение (Ui) i-го солитона определяется из выражения где N количество звеньев в эк валенте 1; «.Со характеристики йелинейности емкости конденсат ра 11, определяемые из выражения (l(U)-CoU-a U, Величина (ii ) индуктивности SV,- Вычисляется по формуле о .., , ,, где С - емкость конденсатора 10. В предлагаемом устройстве параметры цепочечного эквивалента подбираются опытным путрм. С увеличением числа звеньев в цепочечном эквиваленте повышается точность измерений При помощи линий можно измерять полоо{адь коротких импульсов порядка 10-1000 нсек с большой точностью.

х

W

А

пппппдпи

I .

wvw,