Способ измерения длительности импульсов периодической одноимпульсной последовательности Советский патент 1989 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения длительности иМпульсов трапецеидальной формы на стандартном относительном уровне отсчета (уровне половины амплитуды) при контроле регулируемых по частоте генераторов.

Целью изобретения является повышение точности при контроле регулируемых по частоте генераторов.

Сущность изобретения заключается в использовании свойства симметрии периодической последовательности импульсов: положительный и отрицательный импульсы переменной составляющей напряжения сигнала при равенстве их оснований полупериоду повторения сигкр

нала ((, - ) имеют равные амплитуды. Следовательно, при Т, 0 Тцр/2 уровень половины амплитуды трапецеидальных импульсов совмещен с нулевым уровнем переменной составляющей напряжения сигнала.

Способ заключается в том, что выделяют переменную составляющую последовательности импульсов, изменяют период их следования до достижения симметрии переменной составляющей относительно нулевого уровня и измеряют период следования импульсов. Искомую длительность импульсов определяют как полупериод следования импульсов в момент достижения симметрии. Симметрирование переменной составляющей периодической последовательности импульсов может быть осуществлено несколькими различными путями.

На фиг, 1-5 приведены временные диаграммы, характеризующие различные пути .симметрирования переменной составляющей.

На фиг. 1 а,бjприведены периодические последовательности на прямом и инверсном выходах контролируемого ,

лр кр . .генератора при J , 2 j-; на

фиг, 1 в,г г приведены переменные составляюпще напряжений прямой и инверсной импульсной последовательнос Т

ти при &,

кр 1

Для контроля по уровню половины амплитуды длительности импульсов трапецеидальной формы, вырабатываемых .регулируемым по частоте генератором, имеющим прямой и инверсный выходы сигнала одинаковой амплитуды, согласно предлагаемому способу необходимо выделить переменную составляющую напряжения сигналов прямой и инверсной импульсной последовательности; измерить и сравнить между собой длительности положительных (отрицательных) имп ульсов переменной составляющей напряжения сигналов прямой и инверсной последовательности на нулевом уровне отсчета; в случае неравенства значений сравниваемых величин изменить период повторения.импульсов до достижения равенства; при достижении равенства значений сравниваемых величин прекратить изменение периода повторения импульсов и зафиксировать (зарегистрировать) измеренное значение длительности положительных (отрицательных) импульсов переменной составляющей напряжения сигнала прямой (инверсной) импульсной последовательности на нулевом уровне отсчета, как искомое значение длителности импульса на стандартном относительном уровне отсчета (уровне половины амплитуды),

На фиг, 2а приведена периодическа последовательность импульсов на вы- ,ходе контролируемого генератора трап цеидальных импульсов при критическо

(.2

значении периода повторения

); на фиг. 26 - переменная сосТ

1 2

5

0

5

0

5

0

5

0

5

напряжения этой последовательности.

Для измерения длительности имтуль- сов трапецеидальной формы (на уровне половины амплитуды), вырабатываемых регулируемым по частоте генератором необходимо вьщелить переменную составляющую напряжения сигнала; . измерить длительность положительных.(отрицательных) импульсов переменной составляющей напряжения сигнала на нулевом уровне отсчета; измерить период (полупериод) повторения импульсов; сравнить значение периода (полупериода,) повторения импульсов с удвоенной длительностью (длительностью) импульсов переменной составляющей напряжения сигнала на нулевом уровне отсчета ; в случае неравенства значений сравниваемых величин изменить период повторения импульсов до достижения равенства; при достижении равенс-вва значений сравниваемых величин прекратить изменение периода повторения импульсов, измерить установленное критическое значение периода (поТ кр

лупериода -г-) повторения импульсов

и определить искомое значение длительности импульсов на уровне половины амплитуды Со ) по формуле Т.

2

На фиг. 3 приведены временные диаграммы, характеризующие симметрирование последовательности трапецеидальных импульсов; на фиг. За - периодическая последовательность трапе- це.идальных импульсов при критическом значении периода повторения f,

Т,р

1)2 -2 ); на фиг. 36 - переменная составляющая напряжения этой последовательности.

Для измерения длительности импульсов трапецеидальной формы (на уровне половины амплитуды), вырабатываемых регулируемым по частоте генератором, согласно предлагаемому способу необходимо выделить переменную составляющую напряжения сигнала; измерить и сравнить между собой длительности положительных и отрицательных импульсов переменной составляющей напряжения

-5

; сигнала на одинаковом по модулю и противоположном по знаку абсолютном

уровне отсчета Uri как это показано на фиг, 16 (в частности, на нулевом уровне отсчета); в случае неравенства значений сравниваемых величин изменить период повторения -сигнала до достижения равенства; при достижении .равенства значений сравниваемых вели- Т

чин (, j ; з 4) прекратить

изменение периода повторения импульсов, измерить установленное значение 15 периода () или полупериода (Тцр/2) повторения импульсов и определить (рассчитать) искомое значение длительности импульсов на уровне половины амплитуды ( сГ ) по формуле

г

Т,р/2 На фиг. 4 приведены диаграммы.

20

характеризующие симметрирование импульсов при контроле генераторов импульсов произвольной формы; на фиг, 4а - периодическая последователь-25 ность трапецеидальных импульсов с прямого (неинвертированного) выхода контролируемого генератора при &, а; на фиг. 46 - логически инвертированная последовательность импульсов, имеющих ту же амплитуду и полярность, с инверсного выхода того же генератора; на фиг. 4в эти сигналы показаны наложенными друг на друга; на фиг. 4г, д - переменные составляющие напря30

35

жений прямой и инверсной импульсной

л.

последовательности при с,

о,

1

Для контроля по уровню половины амплитуды длительности импульсов, вырабатываемых регулируемым по частоте генератором, имеющим прямой и инверсный выходы сигнала одинаковой амплитуды и полярности, согласно предлагаемому способу необходимо выделить переменную составляющую напряжения сигналов прямой и инверсной импульсной последовательности; измерить и сравнить между собой длительности импульсов переменной составляющей напряжения одной (прямой или инверсной) импульсной последовательности (, на фиг. 16) с длительностью пауз между импульсами ( t на фиг. 16) другой (инверсной или прямой) импульсной последовательности на нулевом уровне отсчета; в случае неравенства значений сравниваемых величин изменить период повторения импульсов до дости-

10

15 ) ь

20

ь-25 ят;

) 525621

жения равенства; при достижении равенства значений сравниваемых величин прекратить изменение периода повторения импульсов и зафиксировать (зарегистрировать) измеренное значение длительности импульсов (пауз) переменной составляющей напряжения сигнала прямой (инверсной) импульсной последовательности на нулевом уровне отсчета, как искомое значение длительности импульса на стандартном относительном уровне отсчета (уровне половины амплитуды).

На фиг. 5 приведены временные диаграммы, характеризующие симметрирование прямоугольных импульсов.

Для измерения длительности прямоугольных импульсов периодической импульсной последовательности согласно предлагаемому способу необходимо выделить переменную составляющую напряжения сигнала контролируемого генератора; сформировать вспомогательный сигнал путем выпрямления (двухполупе- риодного) переменной составляющей напряжения сигнала контролируемого генератора; изменяя период (частоту) повторения импульсов, установить ьш- нимальное эффективное значение переменной составляющей напряжения вспомогательного сигнала; измерить критическое значение периода повторения импульсов, соответствующее минимальному значению измеряемого напряжения и определить искомое значение длительности импульсов как Т /2.

Относительная погрешность измерения длительности импульсов трапецеидальной формы на уровне половины амплитуды при реализации предлагаемого способа в худшем случае (треугольные импульсы) .не превьшает относительной погрешности компарирования временных интервалов (0,1% в микросекундном диапазоне длительностей).

Формула изобретения

1. Способ измерения длительности импульсов периодической одноимпульс- ной последовательности на уровне половины амплитуды, заключающийся в том, что выделяют переменную составляющую последовательности, изменяют период следования импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при контроле регулируемых по частоте генераторов, из30

35

40

45

50

55

f5

меряют период следования импульсов в момент достижения симметрии перемен- , ной составляющей импульсной последовательности относительно нулевого уро- - вня, а искомую длительность импульсов определяют как полупериод иХ следования,

2.Способ поп,1, отличающийся тем, что при контроле ге- JQ нераторов трапецеидальных импульсов, имеющих прямой.и инверсный выходы вигналов одинаковой амплитуды, для симметрирования отдельно выделяют переменные составляющие прямой и ин- вер12Ной последовательностей и изменяют период следования импульсов до достижения равенства длительности положительных (отрицательных) импульсов переменной составляющей напряжения сигналов прямой и инверсной импульсной последовательности на нулевом уровне отсчета,

3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что при контроле генераторов с помощью частотомера, имеющего блок измерения временных интервалов, симметрирование производят путем изменения периода следования импульсов до достижения равенства полупериода повторения импульсов и длительности положительных (отрицательных) импульсов переменной составляющей напряжения сигнала на нулевом уровне,

4.Способ по п,1, о т л и ч а ю- щ.и и с я тем, что при контроле ге20

25

30

35

нараторов с помощью частотомера, имеющего блок измерения временных интервалов, симметрирование производят путем изменения периода следования импульсов до достижения равенства длительностей положительных и отрицательных импульсов переменной составляющей напряжения сигнала на одинаковом по модулю и противоположном по знаку абсолютном уровне отсчета.

5.Способ поп,1, отличающийся тем, что при контроле генераторов импульсов произвольной формы, имеюгдих прямой и инверсный выходы сигналов одинаковой амплитуды и полярности, симметрирование производят путем изменения периода следования импульсов до достижения равенства длительностей импульсов переменной составляющей напряжения прямой (инверсной) импульсной последовательности

с длительностью пауз между импул5 са- ми инверсной (прямой) импульсной последовательности на нулевом уровне отсчета,

6,Способ поп,1, отлича ю- щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния чувствительности при контроле генераторов прямоугольных импульсов, симметрирование гфоизводят путем выпрямления переменной составляющей импульсной последовательности и изме нения периода следования импульсов

до достижения минимума эффективного значения напряжения переменной сое- .тавляющей выпрямленного сигнала.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения длительности импульсов трапецеидальной формы на стандартном уровне отсчета при контроле регулируемых по частоте генераторов. Целью изобретения является повышение точности при контроле регулируемых по частоте генераторов. Для этого выделяют переменную составляющую последовательности импульсов, изменяют период их следования до достижения симметрии переменной составляющей относительно нулевого уровня и измеряют период следования импульсов. Искомую длительность импульсов определяют как полупериод следования импульсов в момент достижения симметрии. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

V /

Sitz

-и

/г с

Фае

и,

W

«

т/ f2

а) О

а)

f

OK

S) О

. Иш

г

Фа г. г

Фиг.д