Устройство для преобразования амплитуды одиночных импульсов Советский патент 1991 года по МПК G01R19/04 

1

(21)4681317/21

(22)18.04.89

(46) 30.03.91. Бюл. V 12

(71)Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина

(72)П.В.Пажитных, И.П.Стецко и В.А.Чудовский

(53)621.317.7(088.8)

(56)Маграчев З.В. Аналоговые измерительные преобразователи одиночных сигналов. М.: Энергия, 1974, с.23-25.

Ондриш Л.И., Рихвицкий С.В. , Семенюшкин И.Н. Линейный удлинительиа- носекундных импульсов с блокировкой входа.- Приборы и техника эксперимента, 1970, № 3, с.151.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АМПЛИТУДЫ ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ

(57)Изобретение относится к электрол.

измерительной технике и может быть использовано для аналогового преобразования одиночных и редко повторяющихся импульсов. Цель изобретения - повышение точности преобразования амплитуды импульсов малой длительности. Устройство содержит линию 3 задержки, одновибратор 6, блок 7 запрета, ключевой элемент 9, ключ 10 накопительный конденсатор 12, эмиттерный повторитель 13. Введение расширителя 2, блока 4 определения длительности импульса, разрядного блока 5 и ключа 11 обеспечивает компенсацию погрешности из-за недозаряда конденсатора 12 путем проведения дополнительного функционального преобразования время - амплитуда одновременно с основным преобразованием амплитуда -. амплитуда. 2 ил.

(Л

Г4

О

со

00

о

Јь

СО

Фиг 1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для аналогового преобразования одиночных и редко повторяющихся импульсов в вольтметрах, многоканальных амплитудных анализаторах и другой информационно-измерительной апаратуре, предназначенной для прецизионного анализа параметров коротких электрических сигналов.

Цель изобретения - повышение точности преобразования амплитуды импульсов малой длительности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит входную шину 1, расширитель 2, линию 3 задержки, блок 4 определения длительности импульса, разрядный блок 5, одновиб- ратор 6, блок 7 запрета, токозадаю- щую цепь 8, ключевой элемент 9, первый и второй ключи 10 и 11, накопительный конденсатор 12, эмиттерный повторитель 13 и выходную шину 14. Входная шина 1 соединена с входами расширителя 2, линии 3 и блока 4. Выход линии 3 соединен с входом блока 7, выход расширителя 2-е входами блока 5 и цепи 8, выход блока 4 - с управляющим входом блока 5 и входом одновибрато- ра 6, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа 10, а второй - с управляющими входами блока 7 и ключа 11. Выход блока 7 соединен с выходом цепи 8 и входом элемента 9. Ключ 10 включен между выходом элемента 9 и общей шиной, параллельно ему включен конденсатор 12. Ключ 11 включен между выходом цепи 8 и общей шиной. Выход элемента 9 через повторитель 13 соединен с шиной 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 10 включен, ключ 11 выключен, блок 7 за

прета открыт, разряднй блок 5 выключен ток от токозадающей цепи 8 протекает через ключевой элемент 9 и ключ 10. Фиксируемый импульс (фиг.2,а) с входной шины 1 поступает на вход бло- ка 4, формирующего стандартизованный по амплитуде импульс с длительностью, равной длительности входного импульса (фиг.2,Б) и на вход рас5

ширителя 2, преобразующего его ам-- плитуду в соответствии с выражением

0

5

0

5

выхг $х

К

i

UBX (1 -exp(-kztu)) ,

где U6X амплитуда входного импульса;

коэффициент передачи расширителя 2;

коэффициент, определяемый параметрами расширителя 2, t u - длительность входного импульса.

По окончании выходного импульса блока 4 разрядный блок 5 в течение времени tц разряжает преобразующую емкость расширителя 2 (фиг.2,6) в

соответствии с выражением

%.

ивыхг ивх exp -K5-tu),

где Kg- - коэффициент, определяемый

параметрами разрядной цепи. Таким образом, по окончании работы блока 5 на выходе расширителя 2

устанавливается напряжение

Ј

ивыхг Uebixz-exP -Vtu) U6x(1-exp(-K2-)).ехр(-К5-Ц), (1)

в соответствии с которым блоком 8 задается ток

(2)

т Цвыхг Х8 Т

К

а

где К - коэффициент, имеющий размерность сопротивления и определяемый параметрами блока 8.

Импульс с первого выхода одновиб- ратора 6, появляющийся спустя время Ј) 2tn, после его запуска выходным импульсом блока 4, закрывает ключ 10, и напряжение на накопительном конденсаторе 12 (фиг.2,Z) начинает меняться по закону

0

U 1J- « С

где С

Ч

г - емкость накопительного

конденсатора 12. Задержанный линией 3 на время

2Ч ледке максимальная длительность фиксируемых импульсов) входной импульс проходит через открытые блок 7 запрета и ключевой элемент 9, и напряжение на накопительном конденсаторе, достигшее к моменту появления на выходе элемента 9 импульса величины

U

I «2

&ч-2ь«л

изменяется на величину

V - pt-tVVV)

где RO сопротивление элемента 9 в открытом состоянии.

Импульс с второго выхода одновиб ратора 6, появляющийся спустя время t t3 + tu после его запуска, закрывает блок 7 запрета и открывает ключ 11, закрывая путем перекоммутации тока от токозадающей цепи 8 ключевой элемент 9, прекращая тем самым заряд конденсатора 12.

К этому моменту напряжение на конденсаторе 12 изменится на величину

ii.t

U

м- с

г

«

Результирующее напряжение на конденсаторе 12

u,Ј +

U +

п

и +

и

/II

12

18

U6x(1-exp(- tu/RJ)C4i)(t3-tu)) С учетом (1) и (2) имеем

1 ехР tu/R9Cia) + exp(-K5-tg) Kg- С,Ј

(ехр(- )

t,- exp(-K5tu)x (3)

tj -tt

кас,г

tq ч I К8С.Л

В случае достижения таких параметров блоков 5 и 8, что

к с

ыражение U,a U

К

8 (3)

С,2

-3i

вх

{ принимает вид t

ехр( ,2

) х

5

0

х(ехр(- КгЬц)(1 ) +|)1

CS cj J

Таким образом, предлагаемое устройство повышает точность преобразования амплитуды в 1/(ехр(- Kztu) х(1 ,) + tu/t,) раз. Кроме того, коррекция погрешности результат из- 0 мерения производится одновременно с выполнением основного функционального преобразования.

Формула изобретения

Устройство для преобразования амплитуды одиночных импульсов, содержащее линию задержки, вход которой подключен к входной шине, а выход через последовательно соединенные блок запрета, ключевой элемент и эмиттер- ный повторитель - к выходной шине устройства, первый вывод накопительного конденсатора соединен с выходом

5 ключевого элемента и выходом первого ключа, второй вывод - с общей шиной, первый выход одновибратора соединен с управляющим входом первого ключа, а второй выход - с управляющим вхо0 дом блока запрета, и токоэадающую цепь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования амплитуды импульсов малой длительности, в него введены расширитель, блок определения длительности импульса, разрядный блок и второй ключ, причем входы расширителя и блока определения длительности импульса соединены с входной шиной, выход расширителя соединен с входами токозадающей цепи и разрядного блока, выход блока определения длительности импульса соединен с управляющим входом разрядного блока и вхо-

5 дом одновибратора, управляющий вход второго ключа соединен с вторым выходом одновибратора, выход токозадающей цепи соединен с выходом блока запрета и через второй ключ - с

0 общей шиной, вход первого ключа соединен с общей шиной.

5

0

Я

А

П

У

у

у

У

Фа&Ј