Импульсный преобразователь напряжения Советский патент 1986 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измери- тельной технике, предназначено для измерения амплитудных параметров случайных импульсных сигналов и может быть использовано в аппаратуре, пред назначенной для геоэлектроразведки месторождений полезных ископаемых импульсными методами.

Цель изобретения - повьшение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема предложенного устройства; н-а фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Импульсный преобразователь содер- жит дозирующий конденсатор 1, первый 2 и второй 3 ключи, накопительный конденсатор 4, усилитель 5 постоянного тока и делитель 6 напряжения, а .также сигнальную входную шину 7, входные шины 8 и 9 управления, выходную шину 10. Делитель 6 напряжения содержит резисторы II и 12 и конденсатор 13. I

Первая обкладка дозирующего конденсатора 1 соединена с входной шино 7, вторая - с входом ключа 2 и выходом ключа 3, выход ключа 2 соединен с инвертирующим входом усилителя 5, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопителный конденсатор 4. Неинвертирующий вход -усилителя подключен к общей шине. Выход усилителя соединен с выходной шиной 10 и входом делителя 6 Вход второго ключа соединен с выходом делителя 6. Входы управления ключей 2, 3 соединены соответственно с входными шинами 8 и 9 управления.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на входную шину 7 подано биполярное импульсное напряжение (фиг.2.1), а на шины 8 и 9 - строби- рующие импуль сы (фиг.2.2 и 2.3), з ад ние фронты которых соответствуют временам задержки t,, на которых требуется измерить уровень входного сигнала.

Р1мпульсный преобразователь осу- ществляет усреднение значений импульсного сигнала на заданном времени задержки tj и работает следую- 1ЦИМ образом.

При поступлении на вход устрой- ства импульса положительной полярности (фиг.2.1) на вход 5 равления ключа 3 - имульсов, указанных на

- 5

250967

фиг.2.2, конденсатор 1 ключом 3 подсоединяется к выходу делителя 6 и в момент окончания строб-импульса i-j,. конденсатору 1 сообщается заряд

cjA,-g-5J U(i-,)J,

q

где C - емкость конденсатора I; R jRj сопротивления резисторов

11 и 12;

U(i-l) -выходное напряжение вольтметра до прихода i-й пары положительного и отрицательного импульсов; - значение экспоненты в момент окончания строб-импульса tf (фиг. 2.1). После окончания строб-импульса конденсатор I отсоединяется от выхода делителя 6 и на нем сохраня-- ется напряжение

А . R

Ч

+ R,

U(i-I)

до прихода импульса отрицательной

-ii с

(фиг. 2.3),

При поступлении импульса отрицательной полярности конденсатор I клю- чом 2 подключается к входу усилителя 3 и, перезаряжаясь от напряжения U до напряжения А, сообщает накопительному конденсатору 4 заряд

q.U,C cjA-g-f|-U(i-l).A 1 2

Т.е. по приходу i-й пары разнополяр- ных импульсов входное напряжениеlU изменится на величину, равную

,,

(I) где С - емкость конденсатора 4.

Решение разностного уравнения (l) для среднего значения (А) величин AJ и при начальном условии U(0) U имеет вид

U(i) К„А -W(i)

UoW(i),

у К„-2---- const - масштабный, коэффициент измерения А;

W(i) (I ----1--|)- весовая функция.

3

При выполнении условия устончи- ,R2

C()

т.е. в установившемся режиме выходное напряжение линейно зависит от А.

вости

1 и КоА,

Как и в прототипе, так и в предложенном устройстве исключается погрешность, вносимая наложением на входной сигнал регулярных помех в том случае, если частота информационных импульсов равна частоте помехи.

В отличие от прототипа в предложенном устройстве устранена составляющая погрешности, вызванная наложе нием на измеряемый сигнал шумов сумматора напряжений, который содержится в прототипе. Поскольку в описанном устройстве исключены сумматор напряжений и один ключ, то тем самым сокращаются габариты вольтметра и его энергопотребление, что важно при использовании предложенного вольтметра в переносной геофизической аппаратуре, предназначенной для поиска и разведки месторождений по-

509674

лезных ископаемых импульсными электромагнитными методами. Формула изобретения

Импульсный преобразователь напря- 5 женин, содержащий дозирующий и накопительный конденсаторы, два ключа и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к выходной шине и первой обкладке накопительного кон- 10 денсатора, неинвертирующий вход - к общему проводу, а инвертирующий вход- к второй обкладке накопительного конденсатора и выходу первого ключа, вход которого соединен с входом 5 второго ключа и первой обкладкой дозирующего конденсатора, а управляющие входы ключей соединены соответственно с первой и второй входными шинами управления, отличающи и- 20 с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, выход усилителя постоянного тока соединен с выходом второго ключа через дополнительно введенный делитель напряжения, а вто- 25 рая обкладка дозирующего конденсатора подключена к сигнальной входной шине. .

u(il

AL

Гс1

Измерение относится к измерительной технике, предназначено для измерения амплитудных параметров случайных импульсных сигналов и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной для геоэлектроразведки с использованием импульсных методов. Цель изобретения - повышение точности измерения, для чего в схему, содержащую дозирующий 1 и накопительный 4 конденсаторы, ключи 2 и 3, усилитель 5 постоянного тока, дополнительно введен делитель 6 напряжения и новые связи. В устройстве устранена составляющая погрешности, вызванная наложением на измеряемый сигнал шумов сумматора напряжений . Исключены сумматор напряжений и один ключ, содержащиеся в прототипе. Этим достигнуто сокращение габаритов вольтметра и его энергопотребление. 2 ил. S (Л UD О5

Редактор М.Келемеш

(pus 2

Составитель С.Кабиков Техред М.Ходанич

Заказ 4404/40 Тираж 728Подписное

ВНИЖ1И Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Ъ

сг

Корректор И.Эрдейи