Формирователь калиброванных наносекундных импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K5/08 

со

1чЭ

ч|

ел

Изобретение относится к нзмери- технике и может быть использовано при разработке контрольно-измерительной аппаратуры, в частности для проверки компараторов напряжения и операционньос усилителей.

Цель изобретения - расширение области применения путем увеличения амплитудного диапазона и повышение точ ности формирователя.

На фиг. 1 приведена структурная схема формирователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Формирователь содержит резистив- ный мост 1 на резисторах 2-5, задающий генератор 6, коммутатор 7, делитель 8 напряжения, конденсатор 9, источник 10 питания, резисторы 11-13, замыкающий ключ 14, блок 15 выборки и хранения, в котором находятся компаратор 16 напряжения, оптронный ключ 17, регистр 18 сдвига, дифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 19 и тактовый генератор 20, источник 21 уп- равляющего напряжения.

Резисторы 2-5 образуют мост, точки 22 и 23 одной диагонали которого соответствуют импульсному и потенциальному выходам формирователя, к которым подключены входы блока 15 вы борки и хранения, являющиеся входами компаратора 16, выход которого через оптронный ключ 17 соединен с входом сдвигового регистра 18, параллельные

выходы которого подключены к входам ДАЛ 19, а тактирующий вход - к выходу тактового генератора 20, выходы источника 10 питания подключены к выводам питания компаратора 16 напряжения, а общая шина источника питания подключена к средней точке делителя 8 напряжения, включенного в другую диагональ моста, в которую включен также источник 21 управляющего напряжения, один конец диагонали соединен

с корпусом формирователя, выход ЦАП 19 является выходом блока выборки и хранения, которьй через резистор 13 обратной связи соединен с потенциальным выходом моста, к которому од- SO ним концом подключен резистор 12, другой конец которого соединен с выходом источника управляющего напряжения, а также последовательно соединенные резистор 11 и ключ 14, другой конец ко-55 торогъ соединен с общим выводом коммутатора 7 и с корпусом формирователя, а управляющий вход соединен с

15 20 25

Q

5

0

5

O 5

равляющим входом коммутатора 7 и с выходом рег истра 18, характеризующим его переполнение, вход коммутатора 7 соединен с выходом задающего генератора 6, а выход соединен с импульсным вькодом моста.

Формирователь работает следующим эбразом.

На вьсходе источника 21 управляющего напряжения вЕ 1ставляется напряжение Uynp 2 Ug(,,. В исходном состоянии коммутатор 7 и замыкающий ключ 14 заперты, импульсы 24 от задающего генератора 6 на мост 1 не поступают, напряжение на выходе ЦАП 19 равно нулю, а сам мост 1 разбалансирован, поскольку сопротивления резисторов моста равны между собой, а сопротивление резистора 13 меньше сопротивления резистора 12, Поэтому в начальньй момент потенциал, в точке 23 меньше, чем в точке 22 на в€;личину Ur- (напряжение балансировки).

Эта преднамеренная вызванная асимметрия моста 1 определяется соотношением сопротивлений резисторов 12 и 13 и несколько превышает ВОЗМОЖНЕЙ разбаланс моста (без учета влияния резисторов 12 и 13), вызванньй отклонением номинальных значений сопротивлений резисторрв 2-5, их температурным откл 1нением и т.д. В силу первоначальной асимметрии компаратор напряжения (КН) 16 блока 15 выборки и хранения находится во включенном состоянии, а уровень напряжения на выходе КН 16 черезоптронный ключ 17 подготавливает регистр 1В сдвига для счета импульсов с выхода тактового генератора 20. При наличии команды Пуск 25, поступающей извне на регистр 18 сдвига перед каждым циклом формирования импульсов формирователя, в регистре сдвига 18 происходит счет импульсов, поступающих с тактового генератора 20. ,

На выходе ЦАП 19 формируется ступенчатое напряжение, поступающее на резистор 13. Это приводит к выравниванию потенциалов в точках 22 и 23 моста с перекомпенсацией, определяемой величиной младшего разряда ЦАП 19 с учетом влияния резистора 13.При этом КН 16 переключается в обратное состояние. Изменение уровня напряжения на его выходе через оптронньй ключ 17 блокирует регистр 18 сдвига. Это приводит в итоге к фиксации на

. 143

пряжения на выходе ИДИ 19 и, как следствие, фиксац1Ш статической балансировки моста 1. В результате на диагонали моста 1 в точках 22 и 23 устанавливаются равные между собой потенциалы, предназначенные для дальнейшего формирования импульсного и потенциального напряжений.

Коммутатор 7 и замыкающий ключ I i, осуществляющие формирование, включаются напряжением, формируемым на выходе, характеризующем переполнение сдвигового регистра 18 после его блокировки и поступающем на их управляющие входы.

Включение в правое плечо моста 1 резистора 11 вызьшает уменьшение потенциала в точке 23 на величину U р, что эквивалентно наличию в точке 22.

Величина сопротивления резистора 11 определяется по формуле

R- / Uflux

- -х- V77I ) ,

2 и

пер

где R - величина сопротивления резисторов 2-5.

Величина сопротивления резистора 13 определяется по формуле

R 2

Цмакс ц,дп ДЦмл

V.тт/

ли

«

где и

макс цлп

ли.

значение максимального выходного напряжения ЦАП 19j

максимальное значение напряжения, вызванного дисбалансом моста 1 с учетом всех факторов.

С выхода задающего генератора 6 на вход коммутатора 7 поступают импульсы 24. При наличии сигнала разрешения на управляющем входе на его выходе формируется импульсное прямоугольное напряжение, поступающее в точку 22 моста 26.

Поскольку формирование полки импульса в точке 22 происходит при размыкании коммутатора 7, амплитуда импульсов на импульсном выходе моста 1 (точка 22), т.е. Ug,,, , равна первоначальному потенциалу в точке 22 с точностью, определяемой токами утечки в разомкнутом состоянии.

В результате с импульсного выхода моста выдаются импульсы с амплитудой, равной Uji,, , а с потенциального - пос

7

Q

5

0

5

0

5

0

5

0

5

50

тоянное напряжение, ранное Uf Ufjfp , необходимое для прореркп компараторов напряжения.

Погрешность установки напряжения перевозбуждения определяется в основном величиной напряжения U, КН 16, а также значением напряжений младшего разряда ЦА11 19 с учетом делителя, образованного резисторами 4, 5, 13 и 12.

Введение дополнительного подвешенного источника 10 питания для КН 16 с подключением его общего провода к средней точке дополнительного делителя напряжения наряду с дозированным предварительным разбалансом моста посредством дополнительного резистора позволяет устранить синфазный сигнал на входе КН 16 и свести влияние Uj.; компаратора к минимуму. Поэтому достигается точность установки до нескольких десятков или сотен микровольт при диапазоне регулирования амплитуды до 15 В.

Формула изобретения

)

Формирователь калиброванных нано- секундных импульсов, содержащий ре- зистнвный балансировочный мост, соединенный первой диагональю с выходом источника управляющего напряжения и с общей шиной соответственно, второй диагональю - с импульсным и потенциальным выходами формирователя соответственно, задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом коммутатора, первый выход которого соединен с импульсным выходом формирователя, второй выход соединен с общей шинЬй, импульсньй и потенциальный выходы формирователя соединены с первым и вторым входами блока выборки и хранения соответственно, замыкающий ключ, первый выход которого соединен с общей шиной, второй выход соединен через первый резистор с потенциальным выходом формирователя, первый выход блока выборки и хранения через резистор обратной связи соединен с потенциальным выходом формирователя, второй выход блока выборки и хранения соединен с управляющими входами коммутатора и замыкающего ключа, запускающий вход блока выборки и хранения соединен с запускающим входом формирователя, отличающийся тем, что, с целью расщи5 .1

рення области прго1енения и повышения точности, в него введены источник питания, делитель напряжения, конденсатор и второй резистор, внешние выводы делителя напряжения подключены к выходу источника управляющего напряжения и общей шине соответственно, средняя точка делителя напряжения соединена с общей шиной источни ка питания и через конденсатор с общей шиной, вьосод источника управляющего напряжения через второй резистор соединен с потенциальным выходом формирователя, вьс:оды источника питания соединены с третьим и четвертым входами блока выборки и хранения, блок выборки и хранения содержит компаратор напрязкения, оптронный ключ, регистр сдвига, цифроаналоговьй преоб5U6

ра.зонатель, тактовый генератор, первый и второй входы компаратора напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами блока, выход через оптронный ключ соединен с установочным входом регистра сдвига,вход запуска которого соединен с запускающим входом блока, тактовый вход регистра сдвига соединен с выходом тактового генератора, выходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с

первым выходом блока, выход переноса регистра сдвига соединен с вторым выходом блока, входы питания компаратора напряжения соединены с третьим и четвертым входамл блока.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке контрольно-измерительной аппаратуры. Цель изобретения - расширение области применения. Формирователь содержит резистив- ный мост 1, задающий генератор 6,коммутатор 7, за № кающий ключ 14, источник 21 управляющего напряясения и блок 15 выборки хранения, включающий компаратор 16 напряжения, оптронный ключ 17, регистр 18 сдвига, цифроаналого- вый преобразователь 19 и тактовый генератор 20. Введение делителя-8 напряжения, источника 10 питания, конденсатора 9 и резистора 12 увеличивает амплитудный диапазон и повышает точность формирователя. 2ял. о (Л

генер О

О

Uri Un

fTJinjiJin

Составитель В,Бутик Редактор А.Козориз Техред М.Дидык Корректор В.Романенко

Заказ 5462/53

Тираж 929

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

ШШЖ

лплл

а пер

А/х

Подписное