Измеритель временных интервалов Советский патент 1986 года по МПК G04F10/00 

/+

0 BuioiHat liiufta

ГО

Изобретение относится к радиоизмерениям, может быть .использовано в аппаратуре акустического каротажа для измерения временных параметров импульсного акустического сигнала при геофизических исследованиях поглощающих и фильтрирующих свойств горных пород, пересекаемых буровой скважиной, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 619894. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения нестабильности нулевого уровня измерителя. Дополнительное введение третьего управляемого электронного ключа,, который подключает цепь питания генератора пилообразного напряжения только лишь во время действия на вход измерителя временных интервалов измеряемых импульсов, дает возможность исключить начальное напряжение послед|него, которое влияет на конечный результат измерения и тем самым повышает точность измерения временных интервалов. На фиг„1 представлена функциональная схема измерителя; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Измеритель временных интервалов содержит входную шину 1, управляемые электронные ключи 2 и 3, генератор 4 постоянного тока, шину 5 земля, запоминающий конденсатор 6, усилитель 7 постоянного тока, шину 8 питания, третий управляемый электронный ключ 9, формирователь 10 коммутирующих импульсов, генератор 11 пилообразного напряжения, компаратор 12, элемент 13 совпадения и выходную шину 14 измерителя, а генератор 11 пилообразного напряжения содержит резистор 15, усилитель 16 постоянного тока с большим входным сопротивлением и конденсатором 17 в цепи отрицательной обратной связи и управляемый электронный ключ 18, Входная шина 1 измерителя временных интервалов соединена с управляемым входом первого управляемого элек тронного ключа 2 и с входом формирователя 10 комьгутирующих импульсов, разнополярные выходы генератора 4 по стоянного тока соединены через первы входы управляемых электронных ключей 2 и 3 с шиной земля 5, а выходы последних соединены с входом усилите ля 7 постоянного тока с конденсаторо

6 в цепи отрицательной обратной связи выход усилителя 7 постоянного тока соединен с выходной .шиной 14 измерителя и с первым входом компаратора

12, второй вход которого соединен с выходом генератора 11 пилообразного напряжения, вход последнего соединен с выходом третьего управляемого электронного ключа 9, вход которого соединен с шиной 8 питания, а управляемый вход соединен с выходом формирователя 10 коммутирующих импульсов и с вторым входом элемента 13 совпадения и входом генератора 11, выход элемента 13 совпадения соединен с управляемым входом второго управляемого электронного ключа 3. На шину 1 измерителя поступает импульсный поток с импульсами длительностью Г (фиг.2а), под воздействием которых срабатывает ключ 2, подсоединеняя генератор 4 постоянного тока на вход усилителя 7 постоянного тока с большим входным сопротивлением, в „ - „ цепь отрицательной обратной связи которого включен запоминающий конденсатор 6. Последний получает при этом заряд q Хд-г, где ТОК генератора 4 постоянного тока, а Г - длительность информационных импульсов, поступающих на вход измерителя. Образовавшееся на шине 14 измерителя напряжение U.подается на один из входов компаратора 12, а на другой его вход поступают импульсы (фиг.2В), формируемые генератором 11 пилообразного напряжения. В связи с тем, что выходное напряжение генератора 11 пилообразного напряжения отличается от линейного закона, а начальное напряжение U(0) 0 из-за нестабильного управляемого электронного ключа 18, генератора 1f, собранного на резисторе 15 и конденсаторе 17, включенном в цепь отрицательной обратной связи усилителя 16 постоянного тока, то управляемый электронный ключ 18 должен быть быстродействующим, с малым внутренним сопротивлением и с малым падением напряжения в замкнутом состоянии. Механическое реле является медленно действующим. Диодные и транзисторные ключи имеют падение напряжения на открытом р-п-переходе. Открытый полевой транзистор имеет большое внутреннее сопротивление. Поэтому известный генератор пилообразного напряжения име31ет существенное начальное напряжение обусловленное, либо инерционностью, либо внутренним сопротивлением ключа 18. Для устранения этого недостатка генератора пилообразного напряжения в измеритель временных интервалов введен дополнительно управляемый электронный клич 9, который подключа ет цепь питания к генератору 11 толь ко лишь на время действия коммутирующих импульсов. После окончания действия коммутирующих импульсов резистор 15 нормаль но отсоединяет от электронного ключа 18. В выходной цепи генератора 11 пи лообразного напряжения нет источника энергии и поэтому начальное напряжение практически равно нyлюi Запускаю щие импульсы одновременно воздейству ют на ключи 9 и 18, причем ключ 18 размыкается, а ключ 9 подсоединяет к конденсатору 17 резистор 15. С момен та срабатывания ключей начинается возрастание напряжения на конденсато ре 17. От начальных условий нарастания этого напряжения зависит абсолютное значение и стабильность нуля выходно го напряжения измерителя. Поэтому, обеспечив на время отсутЬтвие коммутирующих импульсов с выхода формирователя 10, автоматически, независимо от качества входящих в генератор 11 пилообразного напряжения элементов, обеспечивается нулевое начальное наЬряжение с выхода последнего и, как следствие, повышенная стабильность нуля и более высокая точность измере ния временных интервалов. В моме}1Т превышения напряжения с выхода генератора 11 пилообразного напряжения значения U (фиг.2г) компа ратора 12 формируются импульсы (фиг.2а), поступающие на один их вхо дов элемента 13. На другой его вход подаются коммутирующие импульсы (фиг.2е), длительность которых равна 0 all, где а - коэффициент пропор циональности, поступающий на управля 1ющий вход ключа 3. Ключ 3 подсоединяет генератор 4 постоянного тока к запоминающему конденсатору 6 таким образом, что с него снимается заряд 904 ц tg9 (и). Изменение напряжения на . запоминающем конденсаторе 6, вызванное импульсом длительностью о; , равно-UU; С- (q,; - П,; ) (IO/G) X X (С; - aU;., ), . где и,- , - напряжение на запоминающем конденсаторе после действия (i-1)-ro импульса. При начальных условиях и(0) U выражение для U; имеет вид U; (t/a)l - (1 -К) +и„(1+К), al где К --- - масштабный коэффициент измерителя, Г - среднее значение измеряемых временных интервалов. После окончания переходного процесса выходное напряжение U -, т.е. линейно связано с б и ток генератора 4 постоянного тока не поступает на запоминающий конденсатор 6 (генератор тока замкнут ключами 9 и 3). Формула обретения 1. Измеритель временных интервалов по авт. св. 619894, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены третий управляемый электронный ключ, вход которого подключен к шине питания, управляющий вход - к выходу формирователя коммутирующих импульсов, а выход - к второму входу генератора пилообразного напряжения. 2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что генератор пилообразного напряжения содержит усилитель постоянного тока с включенным в цепь отрицательной обратной связи конденсатором, резистор и ключ, первый выход которого соединен с первым входом генератора пилообразного напряжения, второй вход которого через резистор подключен к входу усилителя постоянного тока и второму входу ключа, выход которого соединён с выходом усилителя постоянного тока и является выходом генератора пилообразного напряжения.

г -7Г-

Изобретение может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа для измерения временных параметров импульсного акустического сигнала при геофизических исследованиях поглощаклцих и фильтрующих свойств горных пород, пересекаег ых буровой скважиной, и является дополнительным изобретением к авт. св. У 619894. Целью изобретения является повьшение точности измерения. Для достижения цели в измеритель временных интервалов введен управляемый электронный йлюч 9. Измеритель также содержит управляемые электронные ключи 2 и 3, генератор 4 постоянного тока, запоминающий конденсатор 6, усилитель 7 постоянного тока, формирователь 10 коммутирующих импульсов, генератор 11 пилообразного напряжения, компаратор 12, элемент 13 совпадения. Данный измеритель временных интервалов позволяет исключить нестабильность нулевого уровня, что ведет к повышению точности в 2-3 раза, а в диапазоне изме(Л рения 1:3 шкалы (для малых интерваС лов) точность возрастает в 10 раз. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.