Измеритель параметров импульсов Советский патент 1985 года по МПК G01R29/02 

1 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров импульсов малой длительности. Известен измеритель параметров импульсов, содержащий три интеграль ных преобразователя импульсов, входы которых соединены с шиной исследуемого сигнала, а первые выходы с входами первого, второго и третье го логарифмических усилителей, второй выход третьего интегрального преобразователя импульсов соединен с входом блока синхронизации, выходы первого и второго логарифмических усилителей - с входами перво го блока рйзнрсти, выход третьего логарифмического усилителя - с первым входом второго блока разности, второй вход которого соединен с выходом четвертого логарифмического усилителя, а выход - с первым входом второго блока аналоговой памяти, выход которого соединен с вяодом второго блока индикации, а второй вход - с выходом блока синхронизации и вторым входом первого блока анаСпоговой памяти, первый вхо которого соединен с выходом первого блока разности, первый выход с входом первого блока индикации, а второй выход - с входом четвертого логарифмического усилителя ij. Недостатками данного устройства являются низкие точность и чувствительность и ограниченные быстродейс вие и функциональные возможности. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности измеритель параметров импульсов, содержащий тр интегральных преобразователя импуль сов, входы которых объединены и сое динены с шиной исследуемого сигнала, выходы первого и второго интег ральных преобразователей импульсов соединены с входами блока разности, первый выход третьего интегрального преобразователя импульсов соединены с первым входом второго блока аналоговой памяти,, а второй выход с входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с первы14 входом цифрового вычислительного блока и вторыми входами первого и второго аналого-цифровых преоб разователей а второй выход - с вт рыми входгши первого и второго блоков аналоговой памяти, выходы кото1рых соединены с первыми входами аналого-цифровых преобразователей, выходами соединенных с вторым и третьим входами цифрового вычислительного блока, выход которого с помощью информационной шины соединены с входом блока индикации, выходом соединенного с кансшом общего пользования, причем первый вход первого блока аналоговой памяти соединен с выходом блока разности 2j. Однако известное устройство характеризуется узкими диапазонами метрологических характеристик и функциональных возможностей, низкой точностью измерений, ограниченными чувствительностью и быстродействием, невозможностью программирования основных режимов работы измерителя. Цель изобретения - расширение диапазона метрологических характеристик и функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что измеритель параметров импульсов, содержащий три интегральных преобразователя импульсов,. входы которых объединены, и цифровой вычислительный блок, первый вход которого соеди-нен с первым выходом блока синхронизации, а выход с помощью информационной шины - с входом блока индикации, выход которого соединен с каналом общего пользования, снабжен блоком программного управления, гетеродином, блоком управления, тремя смесителями,. тремя усилителями высокой частоты, тремя детекторами радиоимпульсов, тремя интеграторами и программируемым аттенюатором, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход - с вторым входом-выходом цифрового вычислительного блока, входном блока программного управления, входом гетеродина и вторыми входами интегральных преобразователей импульсов, объединенные входы которых соединены с выходом программируемого аттенюатора, а вькоды - с первыми входами смесителей, вторые входы которых соединены с выходом гетеродина, а выходы - с входами усилителей высокой частоты, выходы которых соединены с входами детекторов радиоимпульсов, выходами соединенных с первыми входами интеграторов, выходы которых соединены с третьим, четвертым и пять1м входами цифрового вычислительного блока, а вторые входы с помощью информационной шины - с выходами блока управления, вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, входом соединенного с вторым выходом третьего усилителя высокой частоты, причем блок программного упра ления соединен механически с интегральными преобразователями импульсо которые выполнены с радиоимпульсным выходами. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. Устройство состоит из трех интег ральных преобразователей 1-3 импуль сов с радиоимпульсными выходами (ИПИРВ), трех смесителей 4-6, трех усилителей 7-9 высокой частоты (УВЧ), гетеродина 10, трех детекторов 11-13 разноимпульсов, трех интеграторов 14-16, блока 17 управления, блока 18 синхронизации, цифрового вычислительного блока 19 (ЦВБ) блока 20 индикации, блока 21 програ много управления (БПУ) и программируемОГО аттенюатора 22. Первый вход цифрового вычислител ного блока 19 соединен с первым выходом блока 18 синхронизации, а выход с помощью информационной шины с входом блока 20 индикации, выход которого соединен с каналом общего пользования. Первый вход программируемого аттенюатора 22 соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход - с вторым входом-выходом цифрового вычислительного блока 19, входом блока 21 программного управления, входом гетеродина 10 и вторы- ми входами интегральных преобразова телей 1-3 импульсов, объединенные входы которых соединены с выходом программируемого аттенюатора 22, а выходы - с первыми входами смесителей 4-6, вторые входы которых сое-, динень с выходом гетеродина 10, а выходы - с входами УВЧ 7-9, выходы, которых соединены с входами детекторов 11-13 радиоимпульсов, выходами соединенных с первыми входами интеграторов 14-16, выходы которых соединены с третьим, четвертым и пятым входами цифрового вычислительного блока 19, а вторые входы с помощью информационной шины - с выходами блока 17 управления, вход которого соединен с вторым выходом. 31 18 синхронизации, входом соеблокадиненного с вторым выходом третьего УВЧ 9, причем БПУ 21 соединен механически с переключателями емкостей резонансных контуров интегральных преобразователей импульсов, выпол- ненны с радиоимпульсными выходами,. Устройство работает следующим образом. Исследуемые импульсы ослабляются программируемые аттенюатором 22, который управляется сигналами команд с блока 21 по сигналу отработки с блока 19. Имеющие произвольную форму, и требуемую амплитуду ослабленные импульсы поступают на входы трех преобразователей 1-3, осуществляющих нелинейное преобразование входных импульсов. На нагрузках преобразователей, представляющих собой резонансные контуры, формируются радиоимпульсы с частотой заполнения, определяемой резонансной частотой контура. Амплитуды радиоимпульсов на выходах преобразователей 1 и 2 зависят линейно от длительности входных импульсов и нелинейно - от амплитуды . входных импульсов. Амплитуда радиоимпульса О на выходе преобразователя 3 зависит линейно от длительности и амплитуды входных импульсов. Огибающие радиоимпульсов на выходах преобразователей 1-3 имеют экспоненциальную форму. Сигналы команд с блока 2I осуществляют переключение расширительных емкостей преобразователей 1-3 и частоты колебаний гетеродина 10. Переключение емкое тей преобразователей 1-3 обеспечивают переключение поддиапазонов длительностей. При переключении емкости контура изменяется его резонансная частота и, соответственно, частота заполнения выходного радиоимпульса. Радиоимпульсы с выходов преобразователей 1-3 поступают на первые входы смесителей 4-6. На вторые входы смесителей 4-6 с выхода гетеродина 10 подается непрерывный сигнал высокой частоты. Радиоимпульсы на выходах смесителей 3-6 имеют постоянную промежуточную.частоту, поскольку при изменении частоты заполнения радиоимпульсов изменяется частота колебаний гетеродина 10.

С выходов смесителей 4-6 имеющие экспоненциальную огибающую расширенные радиоимттульсы поступают на входы УВЧ 7-9, настроенных на промежуточную частоту. Усиленные радиоимпульсы преобразуются в детекторах П-13 в видеоимпульсы, сохраняющие огибающую радиоимпульсов. Эти видеоимпульсы подаются на входы интеграторов 14-16, управляемых сигналами блока 17 управления. Интеграторы 14-16 преобразуют видеоимпульсы в квазипостоянные напряжения, пропорциональные величинам амплитуд и , и,, Uj . В блоке 19 квазипостоянные напряжения преобразуются в цифровой код и производятся операции нахождения параметров импульсов.

Результаты измерения выдаются на блок 20 индикации.

Введение контура в нагрузку интегрального преобразователя, смещающее спектр сигнала в область более высоких частот, позволяет повысить чувствительность измерителя и точность измерений.

Дополнительное повышение чувствительности и точности измерения достигается тем, что измеритель выполнен в виде программируемого устройства. Устройство позволяет использовать более простые входные элементы и более простую систему обработки сигналов и обеспечивает возможность измерения параметров импульсов пикосекундной длительности.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСОВ, содержащий три интегральных лреобразователя импульсов, входы которых объединены, и цифровой вычислительный блок, первый вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, а выход с помощью информационной шины -с входом блока индикации,выход которого соединен с каналом общего пользования, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона метрологических характеристик и функциональных возможностей, он снабжен блоком программного управления, гетеродином, блоком управления, тремя . смесителями, тремя усилителями -высокой частоты, тремя детекторами радиоимпульсов, тремя интегратора;ми и программируемым аттенюатором, первый вход которого соединен с шиной исследуемог{ сигнала, второй вход - с вторым входом-выходом цифрового вычислительного блока, входом блока программного управлёйия, входом гетеродина и вторыми входами интегральнйх преобразователей импульсов, объединенные входы которых соединены с выходом программируемого аттенюатора, а выходы- с первыми входами смесите л ей, вторые входы которых сое. динены с выходом гетеродина, а выходы - с входами усилителей высокой частоты, выходы которых соединейы с входами детекторов радиоимпульсов, выходами соединенных с первыми входами интеграторов, выходы которых соединены с третьим, четвертым и пятым входами цифрового вычислительного блока, а вторые входы с помощью информационной шины - с выходами блока управления, вход которого соеО5 динен с вторым выходом блбка синхро Од низации, входом соединенного с вторым выходом третьего усилителя вы00 сокой частоты, причем блок программного управления соединен механически с интегральными преобразовате|Лями импульсов, которые выполнены с радиоимпульсными выходами.