Оптоэлектронное устройство для измерения длительности импульсов Советский патент 1988 года по МПК G01R29/02 

Выход

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для измерения параметров электрических и оптических сигналов. Цель- повьшение точности измерения достигается введением в оптоэлектронное устройство для измерения длительности импульсов, содержащее элементы задержки 1, элемент совпадения 2, фотопри емник 3, дифференцирующей цепи 4, блока вьщеления импульса 5, счетчика 6 импульсов,Измеряемый световой импульс в виде коллимированного светового потока поступает на вход всех элементов задержки I, где происходит распределение энергии импульса между N оптическими волокнами. Поскольку дли на волокон отличается на кратную ве личину, то передний фронт каждого ,импульса появляется на входе фотопри емника 3 с интервалом. Фотоприемник 3 преобразует световой импульс в электрический эквивалент и передает на дифференцирующую цепь 4, которая преобразует ступени переднего и заднего фронтов сложного импульса в последовательность положительных и отрицательных импульсов, которые подг считываются счетчиком 6. 2 ил. § СЛ

(риг. i

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствак измерения параметров электрических и оптических сигналов, устройствах приема и переда чи информации, преобразующих устройствах систем контроля и управления.

Цель изобретения повышение точности измерения.

На фиг. 1 предЬтавлеца структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 диаграммы работы устройства.

Оптоэлектронное устройство для измерения длительности импульсов содержит элементы 1 задержки, выпол ненные в виде оптических волокон различной длины, элемент 2 совпадения, фотоприемник 3, дифференцирующую цепь 4, блок 5 выделения импульса, счетчик .6 импульсов, выходы всех элементов 1 задержки объединены с оп™ тическим входом фотоприемника 3, выход которого соединен с входом диффе ренцирующей цепи 4, выход которой связан с первым входом элемента 2 совпадения и входом блока 5 выделения импульса, выход последнего соединен с вторым входом элемента 2 совпадения

выход которого связан со счетным входом счетчиком 6 импульсов, выход КО

торого является выходом устройства, входы элементов задержки об-ьединены и являются входом устройства. Элементы 1 задержки выполнены в виде оптичес ких волокон различной длины и одинакового сечения и предназначены для преобразования измеряемого импульса в импульс сложной формы (фиг.2к).

Входы и выходы элементов задержки объединены, например, .спайкой или в виде стек ловолоконной шайбы. Длина волокон отличается на величину, крат ную Д1 (л1 const) , вследствие чего времена задержки светового импульса для каждого элемента отличаются на величину, кратную t (ut пропорционально Д 1) .

Фотоприемник 3 предназначен для преобразования светового импульса сложной формы в электрический эквивалент, В качестве фотоприемника может быть использован обычный фотодиод.

Дифференцирующая цепь 4 пре назна- чена для формирования последователь- ности импульсов, число которых равно числу ступеней сложного импульса, поступающего на вход дифференцирующей цепи. Блок 5 выделения импульса

g

5 0

5

0

5 05

Q

предназначен для выделения из после- довательнбсти разнополярных импульсов первого отрицательного импульса и выдачи в этот момент сигнала для останова счетчика-6. Блок 5 может быть выполнен, например, на основе последовательно соединенных инвертора и триггера с соблюдением необходимой полярности и типа транзистора инвертора.

Счетчик 6 импульсов предназначен для подсчета только положительных импульсов, поступающих с выхода элемента совпадения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 6 обнулен, а с выхода блока выделения импульса на второй вход элемента совпадения подают положительный потенциал. Измеряемый светойой -1мпульс в виде коллимированного светового потока с интенсивностью I и длительностью п (фиг.2а) поступает на вход всех элементов 1 задержки, где происходит распределение энергии импульса между N оптическими волокнами. Таким образом, в каждом оптичес ком волокне появляется импульс света с интенсивностью I/N.

Поскольку длина волокон отличается на величину, кратную л 1, передний фронт каждого импульса появляется на входе фотоприемника 3 с интервалом At (фиг.2а-и).

Таким образом, на оптическом входе фотоприемника 3 формируется световой, поток сложной формы (фиг.2к).

Фотоприемник 3 преобразует световой импульс в электрический эквива-i лент и передает его на вход дифференцирующей цепи 4. Последняя преобразует ступени переднего и заднего фронтов сложного импульса в последовательность положительных и отрицательных импульсов (фиг.2л), которые поступают на первый вход элемента 2 совпадения и подсчитываются счетчиком 6. При появлении на выходе дифференцирующей цепи 4 первого отрицательного импульса (фиг. 2) срабатывает триггер блока выделения импульса,тем самым снима- ется единичный потенциал со второго схода, элемента совпадения и на счетный вход счетчика остальные импульсы- последовательности не поступают. На выходе счетчика сформируется код, соответствующий числу положительных