Способ определения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R29/02 

тели 4-1,..., AN, элементь-5-1 ,5-2,. 5-2N сравнения, дифференциатор 7, инвертирующий усилитель 9, ключи

4

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров импульсов.

Цель изобретения - повьшение точности измерения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов.

Указанная цель достигается тем, что ограниченный между уровнями 0,9 и 0,1 от максимальной амплитуды импульс дифференцируют, а амштитуду исследуемого импульса масштабируют, сравнивают амплитуды положительного и отрицательного дифференцированных импульсов со значениями маситабиро- ванных амплитуд исследуемого импульса и по результатам сравнения судят о времени нарастания и спада фронтов исследуемого импульса. Величина шага масштабированных амплитуд выбирается исходя из требуемой точности измерения времени нарастаниями спада, а их число выбирается исходя из заданного диапазона измерения времени нарастания и спада импульсных сигналов.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - временные .диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.З - характеристика устройства.

Устройство содержит аттенюатор 1, первый пиковый детектор 2, первый ограничитель Зэ масштабные усилители 4-lj 4-2,..,, , 4-N, элементы 5-1, 5-2, ... , 5-2N сравнения, второй ограничитель 6, дифференциатор 7, второй пиковый детектор 8, инвертирующий усилитель 9, третий пиковый детектор 10, ключи 11-1, 11-2,,,,, 11-N, причем вход аттенюатора 1 является входом устройства, а выход соединен с входами первого чителя 3 и первого пикового детектора 2, выход которого соединен с входами масштабных усилителей 4, выходы каждого масштабного усилителя с нечетным Номером соединены соответст1242852

,f 1 1-1,,..,1I-N, выходы которых являются выходами устройства. 2 с.п.ф-лы, 3 ил,

венно с первыми входами двух элементов 5 сравнения с нечетными номерами, а выходы: каждого масштабного усилителя 4 с четным номером соединены соответственно с первыми входами двух элементов 5 сравнения с четными номерами, вход дифференциатора 7 через второй ограничитель 6 соединен с выходом первого ограничителя 3, а выход соединен с входами инвертирующего усилителя 9 и второго пикового де- . тектора 8, выход которого соединен с BTOjpbiKH входами элементов 5 срав- нения с номерами 1,2,5,6..,, выход

инвертирующего усилителя 9 соединен с входом третьего пикового детектора 10, выход которого соединен с вторь :входа1.1И элементов 5 сравнения с номерами 3, 4, 7, 8,.., а выходы элементов 5 сравнения соединены сосэтветственно с первым и вторым входами ключей 11, выходы которых являются выходами устройства, вход сброса устройства соединен с входами

сброса первого, второго и третьего пиковых детекторов.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал (фиг.2а) через

аттенюатор 1 поступает на входы первого пикового детектора 2. и первого ограничителя 3, ограничивающего исследуемый импульс по уровню 0,9 от максимальной амплитуды сигнала. Напряжение с выхода первого пикового

детектора 2 (фиг.26) через масштаб- ные усилители 4-1, 4-2, ...,4-N-, 4-N поступает соответственно на первые входы элементов 5-1, 5-3, 5-2,

5-4, ,.., 5-2N-3, 5-2N-1, 5-2N-2, 5-2N, сравнения. После второго ограничителя 6, ограничивающего исследуемый импульс по уровню 0,1 от максимальной амгшитуды и дифференциатора 7, исследуемый импульс имеет форму, по1сазанную на фиг.2в. Амплитуда положит{ш:ьных и отрицательных импуль

сов (фиг.2в) при заданной величине амплитуды исследуемого снг иала пропорциональна его длитель11ост1 времени нарастания и спада. Амплитуда положительных импульсов (фиг,2в) запоминается вторым пиковым детектором 8 (фиг.2г), а амплитуда оарицатель- ных импульсов - третьим пиковым детектором 10 (фиг.2д), поступающим на его вход через инвертирующий усилитель 9. С выхода второго 8 и треть его 10 пиковых детекторов напряжение поступает соответственно на вторые входы элементов 5-1, 5-2, ...55-2N-3 5-2N-2 и 5-3, 5-4, 5-2N-1, 5-2N срав нения. При этом напряжение на выходе элементов 5-1, 5-3, 5-2N-3, 5-2N-1 сравнения появляется, если напряжение на втором входе больше напряжения на первом входе, а на выходе эле ментов 5-2, 5-4, ..., 5-2N-2,, 5-2N сравнения - наоборот. Коэффициенты усиления масштабных усилителей выбраны таким образом, что напряжение на выходе ключей 11-1 и 11-2, ..., 11-N-1, 11-N появляется, если амплитуда положительных и отрицательных импульсов (фиг.2в), что соответствует длительности времени нарастания и спада, лежит вне предела напряжения выставляемого с помощью масштабных усилителей 4-1, 4-2, ..,, 4-N-1, 4-N и обозначенного на фиг.З цифрами 1, ..., N. Величина предела масштабных усилителей выбирается исходя из требуемой точности времени нарастания и спада импульсных сигналов, а их число - исходя из заданного дщ- алазона измерения времени нарастания и спада. При этом на нечетных выходах устройства 1, 3, ..., N контролируется время нарастания, а на четных 2,4, ..., N-1 - время спада импульсных сигналов. Если при измере НИИ времени нарастания или спада напряжение появляется на группе нечетных или четных выходов, то время нарастания или спада определяется по максимальному номеру выхода, на котором появилось напряжение.

Формула изобретения

1 . Способ определения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов, заключающийся в ограничении исследуемого импульса между уров5

10

15

42

20

25

JO

35

40

45

50

55

8524

HHMvi 0,9 и 0,1 от максимальной амплитуды сигнала, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, ограниченный между уровнями 0,9 и 0,1 от максимальной амплитуды импульс дифференцируют, а амплитуду исследуемого импульса масштабируют, сравнивают амплитуды положительного и отрицательного дифференцированных импульсов со значениями масштабированных амплитуд исследуемого импульса и по результатам сравнения определяют время нарастания и спада фронтов исследуемого импульса.

2. Устройство для определения вре- нарастания и спада фронтов импульсных сигналов, содержащее первый н второй ограничители, отличающееся тем, что в него введены аттенюатор, дифференциатор, инвертирующий усилитель, первый, второй и третий пиковые детекторы, N масштабных усилителей, 2N элементов сравнения, N ключей, причем вход аттенюатора является входом устройства, а выход соединен с входами первого ограничителя и первого пикового детектора, выход которого соединен с входами масштабных усилителей, выходы каждлого масштабного усилителя с нечетным номером соединены соответственно с первыми входами двух элементов сравнения с нечетными номерами, а выхода ка;кдого масштабного усилителя с четным номером соединены соответственно с первыми входами двух элементов сравнения с четными номерами, вход дифференциатора через второй ограш читель соединен с выходом первого ограничителя, а выход соединен с входами инвертирующего усилителя и второго пикового детектора, выход которого соединен с вторыми вxoдa п- элементов сравнения с номерами 1,2,5,6 ..., выход инвертирующего усилителя соединен с входом третьего пикового детектора, выход которого соединен с вторы ш входами элеме нтов сравнения с номерами 3, 4, 7, 8 ..., а выходы элементов сравне- соединены соответственно с первым и вторым входами ключей, выходь которых являются выходами устройства, вход сброса устройства соединен с входами сброса первого, второго и третьего пиковых детекторов.

Фиг. 2

1242852

Цвх

Редактор А.Козориз

Заказ 3699/43Тираж 728Подписное

ВНШ-ШИ Государстиенного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

llpt

шзвпдственно-полиграфическое предприятие,г/Ужгород.ул.Проектная,

. 3

ибых

Составитель В.Антохин

Техред О.Сопко Корректор М.Демчик

Изобретение может быть ислоль- зовано в измерителях лараметров электрических импульсов. Целью изобретения является повышение точности измерения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов. Это достигается тем, что ограниченный между уровнями 0,9 и 0,1 от максималь- пой амплитуды импульс дифференцируют, а амплитуду исследуемого импульса масштабируют, сравнивают амплитуды положительного и отрицательного дифференцированных импульсов со значениями масштабированных амплитуд исследуемого сигнала и по результатам сравнения определяют время нарастания и спада фронтов исследуемого импульса. Величина шага масштабированных амплитуд выбирается исходя из требуемой точности измерения времени нарастания и спада, а их число - из заданного диапазона измерения времени нарастания и спада импульсных сигналов. Устройство, реализующее способ, содержит аттенюатор 1, пиковые детекторы 2, 8 и 10, ограничители 3 и 6, масштабные усилию сл . I