Способ измерения площади импульсов случайной формы Советский патент 1989 года по МПК G01R29/02 

1

(,21) 4269789/24-21

(22) 29.06.87

(4Ь) 15.07.89. Бюл. № 26

(71)Дальневосточный государственный университет

(72)А.С. Абрамов

(53) 621 ..317.077(088.8)

(56)Харитонов Ю.Н. Интегрирование импульсов с распределением по их длительности.- Приборы и техника эксперимента, 1966, № 5, с. 227-228.

Никитин В.Б. и Фришмлнис А.И. К методике исследования эффекта Баркгаузена.- Сборник радиоэлектроника и электросвязь, 1974, вып. 2, с. 92-100.

(34) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ ИМПУЛЬСОВ СЛГ ЛЙНОЙ ФОРМЫ

(57)Изобретение относится к электроизмерениям, в частности к способам измерении параметров импульсов, и

может быть использовано при измерении площади статистически распределенных импульсов случайной формы. Целью изобретения является увеличение динамического диапазона измерений. Указанная цель достигается путем синхронного интегрирования исследуемого импульса яабором интеграторов , Сравнивают выходное напряжение каждого интегратора с порогом, равным максимальному напряжению на выходе ин,- тегратора, реализующего операцию интегрирования, при котором этот интегратор еще работает в линейном режиме , выявляют первый интеграл.меньший установленного порога, логарифмируют значение этого интеграла, результат суммируют с - logK, где i- номер выбранного интеграла, а выходной импульс формируют с амплитудой, пропорциональной полученной сумме. 1 ил.

i

(Л

Изобретение относится к электроизмерениям ,в частности, к способам измерений параметров импульсов, и может быть использовано при измерении площади статистически распределенных импульсов случайной формы. Целью изобретения является увеличения динамического диапазона измерений. Указанная цель достигается путем синхронного интегрирования исследуемого импульса набором интеграторов. Сравнивают выходное напряжение каждого интегратора с порогом, равным максимальному напряжению на выходе интегратора, реализующего операцию интегрирования, при котором этот интегратор еще работает в линейном режиме, выявляют первый интеграл, меньший установленного порога, логарифмируют значение этого интеграла, результат суммируют с - LOGK^I, где I - номер выбранного интеграла, а выходной импульс формируют с амплитудой, пропорциональной полученной сумме. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерениям, в частности к способам измерений параметров импульсов, и может быть использовано при измерении площади статистически распределенных импульсов случайной формы.

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона.

Цикл измерения площади импульса в способе начинается с синхронного интегрирования импульса N ин- тег раторами, причем чувствитель- ,ность каждого последующего интегратора в К раз меньше предьщущего.

Таким образом, на выходах интеграторов появляются напряжения

t

U,(t) 1 UB(t)dt ;

t Ua(t) (j Ug(t)dt)K, (I)

U,(t) J U6,(t)dt,

0

где Up, (t) - функция, описьшающая

входной импульс; К - коэффициент, причем

К «I .

До тех пор, пока первый интегратор работает в линейном режиме.

j; со

со со

О)

его выходной сигнал, пройдя логарифмирующий каскад, изменяется по закону

logU , (t) log |u,(t)dt . (2)

о Это напряжение в данном случае

проходит через сумматор бе изменения и подводится к входу устройства, формирующего выходной импульс. Если по окончании интегрирования импульса напряжение на выходе первого интегратора не превысит величины Um , Т.е. л

и,() j U,,(t),(3)

о

где и - предельное значение выходного напряжения интегратора, то происходит разряд накопительных элементов всех интеграторов, а на выходе устройства формируется короткий импульс амплитудой

и,

(4)

,,„,- log и,(),

являющейся мерой площади измеряемог импульса в логарифмическом масштабе В случае, если динамический диапазон первого интегратора будет исчерпан при t С, то автоматически к блоку логарифмирования подключится второй интегратор так, что на вы ходе логарифмирующего блока появится напряжение:

logUCt) - logK + logU,(t). (5)

Следовательно, для сохранения единой функциональной зависимости (типа 2) напряжения, подводимого к блоку формирования, в этом случае Необходимо отбросить первое слагаемое в правой части уравнения (5

Это осуществляется путем подачи опорного напряжения на второй вход сумматора (примечание Ug, 0) . При перегрузке второго ин тегратора на вход логарифмирующего блока подается напряжение с выхода третьего интегратора, а на второй вход сумматора - соответствующее опорное напряжение Uon -21ogK и т.д. Таким образом, суммарный динамический диапазон устройства зависит от коэффициента К и количества интеграторов N и может быть реализован любой требуемой величиной.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

5

0

5

0

5

0

5 Q 5

Устройство сост(5ит из упрлн;гяк1- щего компаратора 1 , дешифратор,) 2, логарифмирующего каскада 3, гуммато- ра А, формирующего выходного ключа 5, интеграторов 6 - 1-6 - N,разрядных ключей 7 -1-7 - N, проходных ключей 8 -1-8 - N, компараторов 9-1 - 9 -(N-1) предельного уровня и ключей 10-2 - 10-N опорных напряжений, блок 11 опорных напряжений, причем вход устройства соединен со входом компаратора 1 и с первыми входами интеграторов 6-1 . . .6-N, вторые входы которых соединены соответственно с выходами ключей 7-1...7-N, первые входы которых объединены и соединены с выходом компаратора 1 и первым входом ключа 5, а вторые входы соединены соответственно с первыми выходами интеграторов 6-1...6-N, вторые выходы которых соединены с первыми вхЬдами ключей 8-1...8-N и входами компараторов 9, кроме последнего интегратора 6-N, выходы которых соединены соответственно со входами дещифратора 2, выходы которого соединены со вторыми входами ключей 8-1... 8-N и первыми входами кЛючек 10-1... 10-N, кроме первого выхода, первые входы которых соединены с выходами блока 11 , а выходы ключей 10-1 .. . 10-N объединены и соединены с первым входом сумматора А, выход которого соединен со вторым входом ключа 5, а вт.орой вход соединен с выходом каскада 3, входы которого соединены с выходами ключей 8-1...8-N, выход ключа 5 является выходом устройства.

Способ реализуется следующим образом .

В период, предшествующий измерению импульса, устройство находится в состоянии, когда ключи 7-1 - 7-N, 8-1 и 5 замкнуты высоким потенциалом с выхода управляющего компаратора 1, а ключи 8-2 - 8-N, 10-2 - 10-N разомкнуты. Ключи 7-1 - 7-N закорачивают интегрирующие конденсаторы и тем самым предотвращают интегрирование шумов и ЭДС смещения усилителей во время паузы.

С приходом измеряемого импульса, срабатывает компаратор 1, закрьшая ключи 7-1 7-N и ключ 5, и обеспечивает возможность синхронного интегрирования импульса всеми интеграторами 6-1 - 6-N. Разная чувстви51

тельнпстч. интогрлторов реализуется HbifiopoM 11лког|ительН(,1х элементов раз Мой нрЛ1тчины. Если до окончания интегрнронания импульса первый инте- 1 ратор 6-1 не перегрузится (не сработает его TioporoDbrfj компаратор 9-1), то управляющий сигнал с выхода дешифратора 2 обеспечит прохождение напряжения с выхода интегратора 6-1 через ключи 8-1 на вход логарифмирующего каскада и далее через сумматор 4 на вход формирующего ключа 5, При окончании интегрирования импульса происходит обратное сраба- тьшание компаратора I и замьжание ключей 7-1 - 7-N и ключа 5. При этом конденсаторы в интеграторах разряжаются, а на выходе формируется короткий ( I 0 с) импульс с амплитудой, пропорциональной логарифму площади измеряемого импульса. В том случае, если в процессе интегрирования не хратает динамического диапазона первого интегратора, срабатывает его компаратор 9-1, а дешифратор 2 обеспечивает прохождение на вход логарифмирующего каскада 3 через ключ 8-2 напряжения с выхода второго интегратора 6-2, на второй вход сумматора 4 через ключ 10-2 поступает опорное напряжение U э блока I1 и если не произойдет перегрузки интегратора 6-3 до окончания

93960

импульса, то аналогично на выход. формируется информационный импулес, и схема возвращается в исходное состояние. Если не хватает динамического диапазона и 2-го интегратора (сработает его компаратор 9-2), то вход логарифмирующего каскада переключится на выход третьего интегра10 тора, а к сумматору будет подведено соответствующее опорное напряжение и т.д.

Формула изобретения Способ нзмерения площади импуль15 сов случайной формы, заключающийся в интегрировании исследуемого импульса, формировании импульса с амплитудой, пропорциональной измеренному интегралу, и регистрации его

20 амплитудным анализатором импульсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона, интегрирование исследуемого импульса производят синхронно

25 набором разночувствительньк интеграторов, выявляют первый неперегруженный интеграторs выходной сигнал которого логарифмируют и суммируют с логарифмическим зквивалентом

30 сигнала последнего перегруженного интегратора, а выходной импульс формируют с амплитудой, пропорциональной логарифму площади измеряемого импульса .

1 40 UJbO