Способ определения обобщенных параметров импульсов Советский патент 1989 года по МПК G01R29/02 

ИзЬбретение относится к радиоизмерительной технике и может,быть использовано дпя измерения (допускового контроля) обобщенной амплитуды и длительности импульсов, преимущественно, одиночных импульсов с длительностью порядка единиц наносекунд.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения труднореализуемого в наносекундном диапазоне длительностей импульсов нелинейного преобразования импульсов.

Сущность изобретения заключается в изменении методики формирования вспомогательных сигналов. Предлагаемая методика не включает такие труд нореализуемые в наносекундном диапазоне длительностей импульсов операции, как нелинейное преобразование и интегрирование, а следовательно, . исключает погрешности, связанные с их аппаратурной реализацией. С другой стороны, предложенная методика формирования двух вспомогательных сигналов путем линейно независимых линейных преобразований исходного сигнала существенно проще, широкополоснее и точнее в реализации при существующем уровне развития элементной базы. Она является достаточной, поскольку дл я однозначного определения двух неизвестных (обобщенных параметров импульсов) достаточно системы из двух алгебраических линейно независимых

г со го

ч1

31499277

уровней, связывающих их с двумя известными (измеренными) амплитудами вспомогательньп, сигналов. При этом нелинейность преобразований исходного с сигнала при формировании вспомогательного Сигнала не является обязательной .

В частности, в случае видеоимпульсов возможно формирование вспомога- ю тельных сигналов путем подключения к согласованной нагрузке контролируемого генератора двух RC цепочек, по-, стоянные времени которых отличаются в 2 раза, причем большая постоянная 15 времени для повьшения точности преобразования выбирается равной номинальной (ожидаемой) обобщенной длительности видеоимпульсов. При этом максимальные значения напряжений на выхо- 20 дах первого (U) и второго (Од) преобразователя связаны с амплитудой (и) и длительностью (С ц) прямоугольного импульса на их входах, а также постоянными времени первого (и) и вто- 25 рого (2) формирователей системой уравнений

-г, К

U/t) и„(1 - ); U,(t) -и„(1 - .

коэффициента (К) в соотношении (3) для данной схемы равно J при условии, что , где Гц - сопротивление согласованной нагрузки генератора.

В случае радиоимпульсов возможно формирование вспомогательных сигналов путем пропускания тока контролируемых радиоимпульсов через параллельный колебательный контур, настроенный на частоту заполнения (несущую частоту) радиоимпульсов. Постоянная времени формирователя Второго вспомогательного сигнала выбирается равной удвоенной постоянной времени формирователя первого вспомогательного сигнала и удвоенной номинальной (ожидаемйй) обобщенной длительности радиоимпульсов, что обеспечивает простоту расчетных соотношений и высокую чувствительность устройства. В случае радиоимпульсов с . прямоугольной огибающей системой уравнений (I) описываются огибающие, сформированных вспомогательных сигналов. Решение этой системы у| авнений относительно параметров -U и С ц прямоугольной огибающей радиоимпульсов, соответствующих обобщенной амплитуде (I) 30 Up огибающей и обобщенной ДJft тeльнocти импульса t огибающей этих импульсов, приводит к соотношениям (2), (3), (4). Поскольку в Ъбщем случае при измерении обобщенных параметров радиоимпульсов произвольная форма огибающей предполагается априори прямоугольной, эти расчетные соотношения можно использовать при любой форме огибающей радиоимпульсов. Значение коэффициента (К) в соотношении

Рещение этой системы уравнений относительно параметров U и прямоугольных импульсов, соответствующих обобщенной амплитуде и. и обобщенной длительности tj, этих импульсов, при- водит к следукяцим соотношениям:

о - к -Г-Ч- Г,

к

и

(2 -)

где К - априори известная постоянная, определяемая выбором схемы формирователей.

Поскольку в общем случае при изме- д рении обобщенных параметров произвольная форма видеоимпульсов предполагается априори .прямоугольной, эти расчетные соотношения можно использовать при любой форме видеоимпульсов. 55 Выбранное кратное соотношение между . постоянными времени обеспечивает простоту расчетных соотноешний и высокую чувствительность устройства. Значение

0

ти импульса t огибающей этих импульсов, приводит к соотношениям (2), (3), (4). Поскольку в Ъбщем случае при измерении обобщенных параметров радиоимпульсов произвольная форма огибающей предполагается априори прямоугольной, эти расчетные соотношения можно использовать при любой форме огибающей радиоимпульсов. Значение коэффициента (К) в соотношении

(3) для данной схемы равно

ил

2R

при

5

д 5

условии, что импеданс (2R) колебательного контура формирователя пре- небрежно мал по сравнению с сопротивлением элемента согласованной нагрузки (г) контролируемого генератора.

Как формирование вспомогательных сигналов (простейшими пассивными цепочками) , так и измерение амплитуд вспомогательных сигналов (стандартными пиковыми вольтметрами) можно выполнить с точностью, существенно большей, чем точность формирования вспомогательных сигналов по известной методике.

Для измерения обобщенных параметров импульсов необходимо: сформировать из контролируемого сигнала путем

линейных линейно независимых преобразований два вспомогательных сигнала в частности, путем подключения к согласованной нагрузке контролируемого генератора RC цепочек, постоянные времени которых отличаются в 2 раза), амплитуды которых однозначно связаны с искомыми обобщенными параметрами априори известными расчетными соотношениями (в частности, соотношениями (2), (3), (4); измерить амплитуду вспомогательных сигналов; определить (рассчитать или измерить) отношение амплитуд вспомогательных сигналов (Д); определить значения искомых обобщенных параметров импульсов, исходя из известных расчетных соотношений, св.язывающих их с HSMepeHHbnvoi амплитудами вспомогательных сигналов и известными значениями параметров формирователей вспомогательных сигналов по формулам (2), СЗ), С4). I

Формула изобретения

Способ определения обобщенных па- pa deтpoв импульсов , включающий формирование из них двух вспомогательных сигналов, амплитуды которых однозначно связаны с искомыми обобщенными параметрами априори известным расчетным соотношением, измерение амплитуд вспомогательных сигналов и определение значений искомых обобщенных параметров по результатам прямых измерений и известным значениям параметров формирователей вспомогательных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений обобщенных параметров одиночных импульсов, формирование вспомогательных сигналов производят путем линейньк линейно независимых преобразований исходного сигнала, причем обобщенные амплитуду Ц рассчитьгеают

д и длительность по формулам

20

А

25

где К - априори известная постоянная, определяемая выбором схемы формирователей;

и, и и - амплитуды первого и второго вспомогательных сигналов.

Изобретение может быть использовано для измерения (допускового контроля) обобщенной амплитуды и длительности импульсов, преимущественно однозначных импульсов с длительностью порядка единиц наносекунд. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается за счет исключения труднореализуемого в наносекундном диапазоне длительностей импульсов нелинейного преобразования импульсов. Согласно способу измерения из контролируемого сигнала путем линейных линейно независимых преобразований формируют два вспомогательных сигнала (,в частности, путем подключения к согласованной нагрузке контролируемого генератора RS- цепочек, постоянные времени τ которых различаются в 2 раза), амплитуды которых однозначно связаны с искомыми обобщенными параметрами. Далее измеряют амплитуды вспомогательных сигналов и рассчитывают обобщенные амплитуды и длительность импульсов по формулам, приведенным в описании изобретения.