Цифровой измеритель интегральных параметров электрических импульсов Советский патент 1985 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке измерителей параметров нано- и пикосекундньк импульсов малого уровня.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой измеритель интегральных .параметров электрических импульсов, содержащий интегральный преобразователь импульсов с квадратичной характеристикой, выход которого соединен с входом первого нормирующего предусилителя, а вход - с шиной исследуемого сигнала- и входом основного интегрального преобразователя с линейной характеристикой, i первым выходом подключенного к вход второго нормирующего предусилителя, выход которого связан с первым входом блока синхронизации, вторым входом соединенного с четвертым выходом вычислительного блока и вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а выходом управляющими входами первого и второго аналоговых запоминающих блоков сигнальные входы которых подключены к выходам первого и второго нормирующих предусилителей, а выходы - к входам коммутатора каналов, выход котот/ого связан с первым входом первого АЦП, выходом соединенного с первым входом вычислительного блока, выход которого подключен к входу блока индикации ll .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная тем, что проинтегри-, рованный основной сигнал оказьгоается промодулированным усиленной низко частотной наводкой.

Цель изобретения - повышение точности измерения. .

Поставленная цель достигаетсятем, что цифровой измеритель интегральных параметров электрических импульсов, содержащий интегральньш преобразователь импульсов с квадратичной характеристикой, выход которого соединен с входом первого нормирующего предусилителя, а вход - с шиной исследуемого сигнала и входом основного интегрального преобразователя с линейной характеристикой, первым выходом подключенного к входу второго нормирующего предусилителя, выход которого связан с первым входом блока синхронизации, вторым входом соединенного с четвертым выходом вычислительного, блока и вторым входом первого АЦП, а выходом - с управляющими входами первого и второго аналоговых запоминающих блЬков, сигнальные входы которых подключены к выходам первого и второго нормирующих предусилителей,а выходы к входам .коммутатора каналов,выход которого связан с первым входом первого АЦП, выходом соединенного с первым входом вычислительного блока, вьщод которого подключен к входу, блока индикации, снабжен дополнительным интегральным преобразователем импульсов с линейной характеристикой, конденсатором, активным нормирующим фильтром нижних частот, третьим аналоговым запоминающим блоком, вторым А1Ц1 и формирователем дополнительных кода и микрокоманд, первый выход которого связан с вторым входом вычислительного блока, второй выход - с третьим входом вычислительного блока, второй вход - с четвертым выходом вычислительного блока, а первый вход с выходом второго АЦП, второй вход которого соединен с первым выходом вычислительного блока, а первый вход - с выходом третьего аналоговог запоминающего блока, управляющий вход которого подключен к выходу блока синхронизации, а сигнальньй вход к выходу активного нормирующего фильтра нижних частот, вход которого связан с первой обкладкой конденсатора, соединенного второй обкладкой с общей шиной, и выходом дополнительного интегрального преобразователя с линейной характеристикой, вход которого подключен к второму выходу основного интегрального преобразователя с линейной характеристикой.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из интегрального преобразователя 1 с квадратичной характеристикой, основного и дополнительного интегральных преобразователей 2 и 3 с линейной характеристикой, первого и второго нормируницих предусипителей 4 и 5, первого, второго и третьего аналоговых запоминающих блоков 6-8, каждый из которых образован электронным управляемым ключом и конденсатором коммутатора 9 каналов, первого АЦП 10, вычислительного блока 11, блока 12 индикации, блока 13 синхронизации, активного нормирующего фильтра 14 нижних частот, второго АЦП 15, формирователя 16 дополнительных кода и микрокоманд и конденсатора 17.

Устройство работает следующим образом.

На входы интегральных.преобразователей 1 и 2 поступают импульсы произвольной формы. С выхода интегрального преобразователя 1 импульсы, амплитуды которых пропорциональны второй степени амалитуды входного сигнала и линейно зависят от его длительности, подаются через первый нормирующий предусилитель 4 на сигнальный вход первого аналогового запоминающего блока 6. С выхода интегрального преобразователя 2 импульсы, амплитуды которЬЕх: пропорциональны первой степени амплитуды входного сигнала и линей- но зависят от его длительности, подаются через второй нормирующий предусилитель 5 на сигнальньш вход второго аналогового запоминающего блока. Квазипостоянные напряжения с выходов за1поминающих блоков 6 и 7, управляемых выходным сигналом блока 13 синхронизации, поступают на входы коммутатора 9, поочередно подключающего выходы запоминающих блоков 6 и 7 к первому входу первогоАЦП 10. Выходная информация первого АЦП 10, управляемого сигналами вычислительного блока 11, записывается в оперативную память этого блока.

С второго выхода основного интегрального преобразователя 2 с линейной характеристикой сигнал поступает на вход дополнительного интегральног преобразователя 3 с линейной характеристикой. Этот сигнал, как и на первых выходах интегральных преобразователей, промодулпрован низкочастотной наводкой, кратной частоте сетевого напряжения.

Конденсатор 17 отфильтровывает полезный сигнал, длительность которо меньше периода наводки. Сигнал навод ки фильтруется (отфильтровываются .высокочастотные составляющие) и нор шpyeтcя в активном нормирующем фильтре 14 нижних частот, и затем подается на сигнальный вход третьего запоминающего блока 8. Квазипостоянное выходное напряжение блока 8 преобразуется АЦП 15 в код, поступающий на первый вход блока 16, в котором формируются дополнительные код и микрокоманды. По этим микрокомандам в вычислительный блок 11 вводится дополнительный код, используемый для компенсации составляющих наводки в кодах сигналов, хранящихся в памяти вычислительного блока 11. Вследствие этого коды сигналов, используемые в блоке 11 для нахождения параметров импульсов (обобщенной амплитуды, длительности и др.) по заданному алгоритму, соответствуют кодам сигналов при отсутствии . наводки.

Устройство позволяет повысить точность измерения параметров импульсов -в 5-10 раз в зависимости от параметра.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий интегральный преобразователь импульсов с квадратичной характеристикой, выход которого соединён с входом первого нормирующего предусипителя, а вход - с шиной исследуемого сигнала и входом основного интегрального преобразователя с линейной характеристикой, первым выходом подключенного к входу второго нормирующего предусилителя, выход которого связан с первым входом блока синхронизации, вторым входом соединенного с четвертым выходом вычислительного блока и вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, а выходом - с управляющими входами первого и второго аналоговых запоми 1ающих блоков, сигнальные входы которых подключены к выходам первого и второго нормирующих предусилителей, а выходы - к входам коммутатора каналов, выход которого связан с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выходом соединенного с первым входом вычислительного блока, выход которого подключен к входу блока индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен Дополнительным интегральным преобразователем импульсов с линейной характеристикой, конденсатором, активным нормирующим фильтром нижних частот, третьим аналоговым запоминающим блоком, вторым аналого-цифровым преобразователем и формирователем дополнительных кода и микрокоманд, первый выход которого.связан с вторым входом вычислительного блока, с S второй выход - с третьим входом вычислительного блока, второй вход - с сл четвертым выходом вычислительного блока, а первый вход - с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с первым выходом вычислительного блока, а первый вход - с выходом третьего аналогового запоминающего блока, управляющий вход которого подключен к выходу блока синхрониза Nj ции, а сигнальный вход - к выходу ю активного нормирующего фильтра нижсо них частот, вход которого связан с первой обкладкой конденсатора, соединенного второй обкладкой с общей шиной, и выходом дополнительного интегрального преобразователя с линейной характеристикой, вход которого подключен к второму выходу основного интегрального преобразователя с линейной характеристикой.