ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1969 года по МПК G01R29/02 

Известны измерители длительности импульсов, содержащие, например, осциллограф. Они не позволяют измерять непериодически повторяющиеся импульсы. Кроме того, они сложны. Устройства для измерения длительности импульсов, содержащие пиковый детектор в качестве измерителя амплитуды импульсного напряжения, требуют точной передачи амплитудного значения импульсного напряжения во всем диапазоне значений. Этими требованиями определяется сложность устройства в целом.

Предложенный измеритель допускает измерение длительности непериодически повторяющихся импульсов. Кроме того, он значительно снижает требования к пиковому детектору, так как использует его не в качестве измерителя амплитуды импульсов, а лишь для фиксации момента появления импульса на выходе диода. Отличается он тем, что его вход через последовательно соединенные ограничитель амплитуды и ограничивающее сопротивление подключен ко входу пикового детектора, параллельно которому подсоединены незаземленный вывод диода с накоплением заряда и последовательно включенное развязывающее сопротивление, амперметр и регулируемый источник прямого смещения. Выход пикового детектора через спусковое устройство соединен с индикатором. Импульсы, подлежащие измерению, поступают на диод с накоплением заряда в полярности, противоположной полярности этого диода.

Сущность изобретения заключается в том, что предварительно ограниченные по амплитуде на определенном уровне прямоугольные импульсы подаются на диод с накоплением заряда в полярности, обратной полярности этого диода. В зависимости от своей длительности эти импульсы успевают или не успевают рассосать заряд, накопленный на диоде, в результате чего на этом диоде возникают или не возникают импульсы напряжения, что отмечается при помощи пикового детектора и связанного с ним спускового устройства с индикатором. При плавном уменьшении прямого токового смещения, подаваемого на диод с накоплением заряда, будет отмечен момент появления импульсов напряжения на диоде. Измерив соответствующий указанному моменту ток прямого смещения, можно определить длительность импульса.

Работа предложенного устройства поясняется с помощью фиг. 1.

Последовательность прямоугольных импульсов поступает на вход ограничителя 1, выходное напряжение с которого через ограничивающее сопротивление 2 (R₁) поступает на незаземленный вывод диода 3 с накоплением заряда в полярности, обратной полярности этого диода. Величину R₁ выбирают из условия r_пр<<R₁<<r_обр, где r_пр - сопротивление диода в открытом состоянии, r_обр - сопротивление диода в закрытом состоянии. Параллельно диоду включен вход пикового детектора 4, выход которого через спусковое устройство 5 соединен с индикатором 6 состояния спускового устройства. Этими элементами прибора обеспечивается фиксация момента появления импульса на выходе диода. Прямое токовое смещение диода 3 с накоплением заряда осуществляется при помощи источника 7 регулируемого напряжения Е_пр, который через последовательно включенные амперметр 8 и развязывающее сопротивление 9 подсоединен к незаземленному выводу диода. Величину развязывающего сопротивления R₂ выбирают из условия R₂>>R₁, так как его назначение - развязывать источник смещения 7 от диода 3.

Переходный процесс на диоде имеет вид, представленный на фиг. 2, где приняты следующие обозначения: i_пр - прямой ток, i₁ - обратный ток, t₁+t₂ - время переходного процесса. Поскольку t₁>>t₂, за время переходного процесса можно принять t₁. Время t₁ прямо пропорционально прямому току диода t_пр, так как эти параметры связаны зависимостью где τ_р - время жизни неосновных носителей заряда.

Если на входе импульсы имеют длительность t_n≤t₁, то на диоде 3 не выделяются импульсы напряжения, так как в течение времени t₁ сопротивление диода r_пр очень мало. Если t_n>t₁, то на диоде выделяются импульсы напряжения длительностью t_n-t₁, которые, поступая на вход пикового детектора 4, вызывают срабатывание спускового устройства 5 и индикатора 6. Установив предварительно прямой ток I_пр через диод 3 так, чтобы было t₁>t_n, уменьшают I_пр при помощи регулируемого источника 7 до того момента, когда указателем 6 будет отмечено появление импульсов напряжения на диоде 3. Ток, соответствующий этому моменту, однозначно связанный с длительностью импульсов, измеряют амперметром 8.

Измеритель длительности импульсов, содержащий пиковый детектор, отличающийся тем, что, с целью возможности измерения непериодически повторяющихся импульсов и упрощения измерителя, его вход через последовательно соединенные ограничитель амплитуды и ограничивающее сопротивление подключен ко входу пикового детектора, параллельно которому подсоединены незаземленный вывод диода с. накоплением заряда и последовательно включенное развязывающее сопротивление, амперметр и регулируемый источник прямого смещения, а выход пикового детектора через спусковое устройство соединен с индикатором, причем импульсы, подлежащие измерению, поступают на диод с накоплением заряда в полярности, противоположной полярности этого диода.