Амплитудный анализатор Советский патент 1991 года по МПК G01R29/02 

1

(21) 4463241/21

(22)19.07.88

(46) 07.01.91. Бнш. IP 1

(71)Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева

(72)Ю.С.Быховский, Л.М.Логвинов, А.Ф.Воронов и В.И.Ковров

(53) 621.317.326 (0.88.8) (56) Мартяшин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем и измерений. - М,: Энергия, 1976, с. 121.

Цитович А.П. Ядерная радиоэлектроника. -М.: Атомиздат, 1967, с. 373- 382.

Ипяндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. - М.: Высшая школа, 1973, с. 204 - 206.

(54) АМПЛИТУДНЫЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение может служить для анализа импульсных сигналов по амплитуде, в частности для анализа размеров загрязняющих частиц в контролируемой среде в приборах контроля чистоты жидкостей. Цель изобретения - упрощение амплитудного анализатора - достигается тем, что в не го введены (N+1) дифференцирующие цепочки 5.1, 5.2,...,5.(N+1), элемент ИЛИ-НЕ 2 с N входами и триггер 3 с раздельным запуском. Амплитудный анализатор содержит также N компараторе- 1, элементы И 4.1, 4.2,...,4.НиК канлпов 6 регистрации. 2 ил .

3

MV

«.(ОЧа

(О

О5

taA

со

Изобретение относится к измерительной технике и может служить для анализа импульсных сигналов по амплитуде, в частности для анализа раз- меров загрязняющих частиц в контролируемой среде в приборах контроля чистоты жидкостей.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг„ 1 приведена функциональная схема анализатора; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Анализатор содержит N компараторов 1 (1.1,1.2,. ..,1.N), элемент ИЛИ-НЕ2 с N входами, триггер 3 с раздельным запуском, N элементов И 4 (4.1,4.2, ...,4.N), (N+1) дифференцирующие цепочки 5 (5.1,5.2,...,5.(N+1)) и N каналов 6 регистрации (6.1 ,6.2,..., , 60М).При этом первые входы компараторов 1 соединены с входом устройства,вторые входы - с источниками пороговых напряжений, а выход каждого компаратора 1 соединен с первым входом соответст- вующего элемента И 4 через дифферен- цирукщую цепочку 5.

Выход триггера с 3 раздельным запуском подсоединен к вторым входам элементов И 4, выходы которых соединены с соответствующими каналами 6 регистрации и через элемент ИЛИ-НЕ 2 с R-входом триггера 3, S-вход которого через дифференцирующую цепочку 5 подсоединен к выходу первого компарато- ра 1.1.

Анализатор работает следующим образом.

В исходном состояний1 (до поступления входного импульса) на входах всех компараторов 1 U,(:Un0p,. Уровни сравнения компараторов 1 соответствуют нижним порогам каналов 6 регистрации. На выходах всех компараторов 1 напряжение соответствует напряжению логи- ческой единицы, на всех первых и вторых входах элементов И 4 напряжения соответствуют логическому нулю, на всех входах элемента ИЛИ-НЕ 2 и во всех каналах 6 регистрации напряжения соответствуют напряжению логического нуля, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 2 напряжению логической единицы. Триггер 3 в этом интервале времени на R- и S-входах имеет напряжение логической единицы, а на Q-выходе - напряжение логического нуля.

При поступлении входного импульса входное напряжение в момент времени

О

5 0 5

зс

о 5 ,-Q

5

t (фиг.2, U) становится равным напряжению порога срабатывания первого компаратора 1.1 (Unop(). При этом напряжение на выходе компаратора 1.1 скачком уменьшается до напряжения логического нуля (фиг.2, Un). Продифференцированное напряжение с выхода компаратора 1.1 в виде отрицательного импульса поступает на S-вход триггера 3 (фиг.2, Uj) и устанавливает на его Q-выходе напряжение логической единицы и, следовательно,, на вторых входах всех N элементов И & - напряжение логической единицы (фиг.2, U). Отрицательный импульс на первом входе элемента И 4 не изменяет ее состояние.

По мере увеличения напряжения на входе Ut и последовательном достижении пороговых напряжений компараторов 1 . 2, 1.3, ..., 1 .N (Unop2, Unop3, „ „ ) происходят срабатывания соответствующих компараторов 1, напряжения с выхода которых после дифференцирования в виде отрицательных импульсов поступают на соответствующие элементы И 4 (фиг.2, U), однако влияния на состояние элементов И 4 этим импзтгьсы не оказывают. Высший номер сработавшего компаратора определяется условием

Няорк 1 ипор(к+0 и соответствует превышению максимального значения К-го порогового уровня напряжения (компаратор номер (К-Н) не сработает).

После перехода напряжения U через максимальное значение начинается обратное срабатывание компараторов 1 т.е. переход от напряжения логического нуля к напряжению логической единицы. Первым происходит переброс К-го компаратора (1.К) в момент времени t (фиг.2, Ug) и далее по порядку убывания номеров. Таким образом компараторов 1.К вырабатывает импульс с минимальной длительностью (фиг. 2,1). На выходах дифференцирующих цепочек 5 при этом формируются положительные импульсы, поступающие на первые входы элементов И 4.

При поступлении положительного импульса на первый вход К-го элемента И (4,К), на втором входе которого v также положительное напряжение, на выходе этого элемента формируется импульсное напряжение с длительностью,, определяемой постоянной времени дифференцирующей цепочки 5.К, и с амплитудой, соответствующей напряжению логической единицы. Этот импульс поступает в канал 6.К регистрации и на вход элемента ИЛИ-НЕ 2 (фиг.2, Ug). На выходе элемента ИЛИ-НЕ 2 образуется импульс напряжения (фиг,2, Ич) логического нуля, который поступает на R-вход триггера 3. Напряжение на Q-выходе триггера 3 становится равным напряжению логического нуля (фигв2, UjO . На вторых входах всех элементов И 4 устанавливается напряжение логического нуля.

Начиная с этого момента времени (ta + At), на всех выходах элементов И 4 присутствует напряжение логического нуля независимо от напряжения на первых входах элементов И 4.

Завершением цикла анализа амплитуды единичного импульсного сигнала является обратное срабатывание (формирование положительного перепада напряжений) первого компаратора 1.1 и завершение переходных процессов в дифференцирующей цепочке 5.1 в мо- мент времени t (фиг.2, Uj).

Следующий импульс может поступить на анализ через некоторое время пос16

ле поступления первого импульса, т.е.

время анализа каждого импульса соответствует длительности этого импульса на уровне „„ ,.

Формула изобретения

Амплитудный анализатор, содержащий N компараторов, первые входы которых соединены с входом устройства, а вторые входы с источниками пороговых напряжений, и N элементов И, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены (N+1) дифференцирующие цепочки, элемент ИЛИ-НЕ и триггер с раздельным запуском, выход которого подсоединен к вторым входам элементов И, выходы которых соединены с соответствующими каналами регистрации и через элемент ИЛИ-НЕ с R-входом триггера, S-вход J которого через дифференцирующую цепочку подсоединен к выходу первого компаратора, каждый из N компараторов через дифференцирующую цепочку соединен с первым входом соответствующего элемента И.