Устройство для измерения амплитуды электрического импульса прямоугольной формы Советский патент 1993 года по МПК G01R13/00 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при поверке и испытаниях генераторов прямоугольных импульсов.

Цель изобретения - ускорение процесса измерения амплитуды электрического импульса.

На фиг.1 показана структурная схема устройства для измерения амплитуды электрического импульса; на фиг.2-схема блока согласования.

Заявляемое устройство в конкретном варианте его исполнения (фиг.1) содержит универсальный осциллограф 1, квантующий блок 2, блок 3 согласования, оптический блок 4 масштабирования, кодирующий преобразователь 5 и цифровой индикатор 6, Все блоки устройства соединены последовательно, причем квантующий блок соединен с осциллографом посредством оптического контакта с его экраном фотоприемников блока.

Блок 3 согласования в конкретном вари-ные торцы круглых волоконных световодов, анте его исполнения (фиг.2) содержит груп-, а элементов И и ЗАПРЕТ-соответствующие пу информационных оптических входовэлементы по авт.св.1424038, G Об К 9/62. 7.1...7.К, вспомагательный оптический входВ устройстве применяют универсаль- 8 и находящийся с ним в оптическом контак-5 ный осциллограф 1, например, типа CI-83, те источник 9 света (например, электриче-И 22.044.081 ТУ; в качестве квантующего екая лампочка), группу логическихблока 2-дополнительный квантующий блок элементов / 10.1...10.L(),с первой попозаявке №4664540/21, оптического блока (К-2)-ю пары групп элементов И и ЗАПРЕТ4 масштабирования - оптический блок мас- 11 и 12,13 и 14,15 и 16... 17 и 18соответст-Ю штабирования параметров исследуемых венно, элемент И 19 и информационные оп-процессов по авт.св.№1474556, G 06 К тические выходы 20.1..,10.К. В каждой с9/00, кодирующего преобразователя 5- первой по (К-2)-ю группе содержится от К-1устройство для считывания информации по до двух элементов И (или ЗАПРЕТ) соответ-авт.св.№ 1275491, G 06 К 11./00, цифрового ственно. Один вход каждого элемента И15 индикатора 6 - индикатор, состоящий из 11.1...11.(К-1) соединен с входом 7.1, другойсветоводных элементов индикации по его вход - с соответствующим, с 7.2 по 7.К,авт.св.Мг 1474556, G 01 R 19/00. Конструк- входом блока старшей позиции. Одни входыция и принцип действия блоков 2, 4, 5, 6 элементов И 13, 15...17 объединены междуизложены в описаниях к положительно- собой и соединены с выходами элементов И20 му решению по заявке № 4664540/21, 10 старшей позиции (например, входы эле-авт.св. № 1474556, авт.св.Мг 1275491 и ментов И 15.1...15.{К-3) третьей группы - савт.св. № 1474556 соответственно, выходом второго элемента И 10.2), а другойБлок 3 соединен со смежными блоками вход каждого из них - с выходом соответст-следующим образом. Входы с 7.1 no 7.K вующего элемента ЗАПРЕТ 12, 14,16 стар-25 блока соединены с выходами с первого по шей позиции (например, вход элемента ИN-й соответственно блока 5, выходы с 20.1 15,1 - с выходом элемента ЗАПРЕТ 14.2).по 20.К-с выходом оптических линий с 7i.o Прямой вход каждого элемента ЗАПРЕТ впо TI.N соответственно блока 4. Соединение каждой группе (например, элементов ЗА-блоков 4, 5, 6 выполнено так же, как и сое- ПРЕТ 12.1...18.1) соединен с одним из вхо-30 динение аналогичных блоков согласно задов соответствующего (с 11.1 по 17.1,явке №4664540/21. например) элемента И данной группы (на-Устройство работает следующим обра- пример, прямой входэлемента ЗАПРЕТ 16.1зом.

-с входом элемента И 15.1), инвертируемыйНа вход осциллографа 1 подают от исвход-с выходом соответствующего элемен-35 пытываемого генератора прямоугольных

тай в данной группе (например, инвертиру-- импульсов сигнал. Регулируют развертку

емый вход элемента ЗАПРЕТ 16.1 - сосциллографа так, чтобы на его экране можвыходом элемента И 15.1). Выход каждогоно было наблюдать две горизонтальные липервого элемента ЗАПРЕТ каждой группынии, из которых нижняя соответствует

соединен с одним из входов соответствую-40 нулевому уровню импульса (т.е. линии разщего элемента И 10 группы (например, вы-вертки осциллографа в паузе между импульход первого элемента ЗАПРЕТ 16.1 третьейсами), а верхняя - уровню амплитудного

группы - с входом третьего элемента Иимпульса (т.е. линии плоской вершины имJ0.3). Другие входы элементов И 10 объеди-пульсов). Устанавливают на осциллографе

нены между собой и соединены с вспомога-45 квантующий блок 2 так, чтобы обеспечить

тельным входом 8, в оптическом контакте соптический контакт его фотоприемников с

которым находится источник 9 света, иэкраном (например, вплотную к экрану),

первым информационным выходом 20.1располагая линейку фотоприемников вертиблока. Выходы соответствующих элемен-кально (параллельно линии отклонения лутов И каждой группы (например, элементов50 ча), и на цифровом табло индикатора 6

И 11.1...17.1) объединены между собой и со-считывают числовое значение амплитуды

единены с соответствующим информацион-исследуемого импульса в единицах напряным выходом 20 блока (например, с жения. При этом в цепях фотоприемников

выходом 20.2) старшей позиции. Один входблока 2, которые накрываются указанными

элемента И 19 соединен с выходом послед-55 световыми линиями, возникают оптические

него в группе элемента И 10.L, другой егосигналы (потоки фотонов), из которых в этом

вход- с выходом элемента ЗАПРЕТ 18.2, аблоке формируются выходные сигналы в,

выход - с выходом 20.2 блока..световодах двух оптических выходов. ОрдиВ качестве оптических входов и выходовнаты излучающих торцов обоих этих светоблока 3 используют, например, полирован- водов в общем случае не равны нулю, а

расстояние между ними равно амплитуде (в единицах длины) импульса. Указанные сигналы поступают на соответствующие входы блока 3 согласования, в котором коммутируются таким образом, что сигнал, соответст- вующий нулевому уровню импульса, переключается к нулевому выходу 20.1, а сигнал, соответствующий амплитуде импульса, поступает на выход, ордината которого равна расстоянию между светящимися выходами блока 2. В блоке 4 этот сигнал масштабируют пропорционально коэффициенту отклонения осциллографа, в блоке 5 преобразуют в единично-десятичный код, а в блоке б - в цифровое значение амплитуды импульса в вольтах.

При этом блок 3 согласования работает следующим образом.

Световые сигналы с выходов блока 2 поступают, например, на входы 7. (К-2) и 7.К блока 3, т.е. входной пространственный сигнал равен двум ступеням квантования (см.фиг.2), С источника 9 через вход 8 световой сигнал постоянно подают на один из входов каждого элемента И 10 и выход 20.1 (нулевой выход) блока. Путь потоку фотонов к выходу 20.К закрыт, так как элемент И 11 .(К-1) закрыт (на другой его вход сигнал с входа 7.1 не поступает), вследствие чего он через открытый элемент ЗАПРЕТ 12.(К-1) коммутируется по цепочке элементов ЗАПРЕТ 14.(К-2), 16.(К-3)и И 17.2 к выходу 20.3 блока. При этом элементы И 13.()и 15.(К- 3) закрыты (на другие их входы сигнал с выхода элементов И 10.1 и 10.2 соответст- венно не поступает, поскольку входы 7.2 и 7.3 не освещены), а элемент И 17.2 открыт световым сигналом с выхода элемента И 10.3 (на другой его вход поступает сигнал с входа 7,(К-2) через открытые элементы ЗА- ПРЕТ 12.(К-3). 14.2 и 16.1). Таким образом, приведенный к нулю выходной пространственный сигнал блока (потоки фотонов на выходах 20.1 и 20.3) равен двум ступеням квантования, т.е. равен входному простран- ственному сигналу блока.

Предлагаемое устройство имеет преимущество перед прототипом: на одну-две минуты уменьшается время выполнения измерительной операции за счет замены тру- доемкого визуально-ручного совмещения линии развертки осциллографа с первым фотоприемником квантующего блока на автоматическую продолжительностью .в/сотые доли секунды операцию.

Внедрение изобретения целесообразно в целях повышения производительности труда при испытаниях (например, органами ОТК) в серийном производстве или при периодической поверке (органами метрологической службы страны) в эксплуатации импульсных генераторов. Поскольку импульсные генераторы применяются во многих отраслях народного хозяйства, то внедрение устройства целесообразно повсеместно, и прежде всего в приборостроении, радиоэлектронике, радиотехнической промышленности, медицине, авиационной технике и т.д,

Для организации массового использования устройства не требуются дополнительные фундаментальные исследования, так как это устройство может быть реализовано с помощью серийно выпускаемых приборов и на выпускаемой промышленностью элементной базе, например на оптических световодах, фототранзисторах, светодио- дах и т.п.

Формула изобретения

1. Устройство длч измерения амплитуды электрического импульса прямоугольной формы, включающее универсальный осциллограф, оптически контактирующий с его эк- раном посредством фотоприемников квантующий блок, а также последовательно соединенные оптический блок масштабирования, кодирующий преобразователь и цифровой индикатор, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса измерений, дополнительно содержит блок согласования, информационные входы которого соединены с выходами квантующего блока, а информационные выходы - с входами оптического блока масштабирования.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок согласования содержит вспомагательный оптический вход и контак- . тируемый с ним источник света, группу К информационных оптических входов, первую группу К-1 логических элементов И, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим информационным входом старшей позиции, а вторые входы которых объединены между собой и соединены с первым информационным входом, первую группу К-1 логических элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с первым входом, а инвертируемый вход - с выходом соответствующего элемента И первой группы, вторую группу К-2 логических элементов И, первый вход каждого из которых соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ старшей позиции первой группы, вторую группу К-2 логических элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с первым входом, а инвертируемый вход -с выходом соответствующего элемента И второй группы, третью группу К-3 логических элементов И, первый вход каждого из которых соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ старшей позиции второй группы, третью группу К-3 логических элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с первым входом, а инвертируемый вход - с выходом соответствующего элемента И третьей группы, (К-2)-ю группу из двух логических элементов И, первый вход каждого из которых соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ старшей позиции предшествующей группы, (К-2)-ю группу из двух логических элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с первым входом, а инвертируемый вход - с выходом соответствующего элемента И (К-2) группы, логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ (К-2)-й группы, а выход - с инвертируемым входом первого элемента ЗАПРЕТ (К-2)-й группы, группу L (L - К-2) логических элементов И, первый вход каждого 1-го из которых соединен с выходом первого

элемента ЗАПРЕТ соответствующей группы, вторые входы объединены между собой и соединены с вспомагательным оптическим входом и первым информационным оптическим выходом блока, а выход - с объединенными между собой вторыми входами элементов И (1 + 1)-й группы, за исключением последнего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента И, при этом инвертируемые входы соответствующих элементов ЗАПРЕТ групп объединены между собой и соединены с соответствующим информационным оптическим выходом блока старшей позиции.,

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при поверке и испытаниях генераторов прямоугольных импульсов, Цель изобретения - ускорение процесса измерения амлитудного электрического импульса. Устройство содержит блок согласования, информационные выходы которого соединены с выходами квантующего блока, а информационные входы - с входами оптического блока масштабирования, при этом блок согласования содержит вспомагатель- ный оптический вход и контактируемый с ним источник света, группу К информационных оптических входов, первую группу К-1 логических элементов И, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим информационным входом старшей позиции, а вторые входы которых объединены между собой и соединен с первым информационным входом, первую группу К-1 логических элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с первым входом, а инвертируемый вход - с выходом соответствующего элемента И первой группы, вторую группу К-2 логических элементов И, первый вход каждого из которых соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ старшей позиции первой группы, вторую группу К-2 логических элементов ЗАПРЕТ, прямой вход каждого из которых соединен с первым входом, а инвертируемый вход - с выходом соответствующего элемента И второй группы, третью группу К-3 логических . элементов И, первый вход каждого из которых соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ старшей позиции второй группы, 1 з.п.ф-лы, 2 ил. : fe 00 О 2 Ю

04/г. /