Изобретение может быть использовано для измерения серий -импульсных сигналов с иостоянной амплитудой в течение времени измерения или для измерен-ия одиночного имнульса лри условии, что время его присутствия на входе достаточно для проведения процесса уравновешивания.
Известные .приборы для измерения амплитуд импульсов делятся в основном на две группы: приборы, осуществляющее прямое измерение амплитуд импульсов, и приборы, основанные на использовании компенсационных методов.
В компенсационных приборах в качестве нуль-органа используются схемы 1сравнения на трансформаторе или электроннолучевом куле-индикаторе.
Основным недостатком прибора со сравнивающим элементом на трансформаторе является сильная зависимость точности измерения от крутизны фронтов измеряемых импульсов и сравнительно низкая чувствительность, обусловленная тем, что на вход трансформатора поступает уже разность амплитуд измеряемого и компенсирующего напряжений, что -создает ряд трудностей, связанных с реализацией этой разности в системе управления (требование высокочувствительных усилителей с большим коэффициентом усиления и высокостабильных пороговых устройств).
Кроме того, сугубо индуктивный характер сравнивающего устройства на трансформаторе ограничивает быстродействие устройства, а следовательно, и частоту следования измеряемых импульсов.
Основным недостатком устройства с использованием электроннолучевого нуль-органа (ЭЛНО) является сравнительно невысокая разрещающая способность, что ограничивает еозмол ность уменьшения погрешности измерения.
В предлагаемом устройстве сравнивающий элемент выполнен в виде полупроводниковой емкости р-я-перехода, например варикапа, включенной в задающий контур перестраиваемого генератора, один электрод которой подключен к источнику измеряемого напряжения, а другой - к выходу делителя компенсирующего напряжения постоянного тока, управляемого блоком управления через схему совпадения « пороговое устройство частотного дискриминатора.
Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения амплитуды импульсов, так как использует амплитудно-частотное преобразование -измеряемого сигнала в сочетании с компенсационным . методом. Амплитудно-частотное преобразование дает возможвысокой степенью точности с помощью частотного дискриминатора.
Результат измерения не зависит от крутизны фронтов имлульсов, так как благодаря применению неслол ных логических элементов (дифференцирующих устройств и схем совпадения) .процесс измерения происходит только при присутствии квазиплоской части вершины импульса.
Высокая чувствительность предлагаемого устройства обеспечена так, что рабочая точка емкости р-п-;перехода, включенной в контур перестраиваемого генератора, может быть выбрана с помощью смещения на участке характеристики, обладающей высокой крутизной так, что лри необходимости можно выбрать режим, когда любое незначительное дри,ращеаие напряжения на р-п-переходе будет вызывать значительное изменение частоты колеи аний перестраиваемого генератора.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.
На один из электродов управляемой полупроводниковой емкости, например вар-икала }, подается измеряемое имлульсное напряжение Но:, которое вызывает отклонение А/ частоты лерестра-иваемого генерато ра 2 от номинала /ном . Это отклонение вызывает появление сигнала рассогласования А на выходе дискриминатора 3, который постоянно сравнивает собой частоту олорного (например, кварцевого) генератора 4 с частотой перестраиваемого генератора 2. Сигнал рассогласования А/7 с дискриминатОра 3 через пороговое устройство 5 подается на схему 6 совнадения, откуда поступает на схему 7 управления. Последняя обеспечивает регулирование компенсирующего напряжения постоянного тока UK от источника опорного напряжения постоянного тока до тех пор, пока компенсирующее напряжение UK, поступающее на электрод управляемой полупроводниковой емкости, не станет равным напряжению Ux (точки а и б станут эквипотенциальными). Это произойдет в тот момент, когда частота перестраиваемого генератора 2 будет равна своему прежнему значению Дюм. и сигнал рассогласования на выходе дискриминатора 5 станет меньше порота чувствительности лорогового устройства 5.
Схема совпадения при изме,рении коротких импульсов обеспечивает предотвращение процесса уравновешивания в интервалах меладу импульсами.
В связи с тем, что компенсирующее напряние UK поступает от источника 8 опорного напряжения через управляемый дискретный делитель 9, то после индицирования равенства /5: UK напряжение UK может сохраняться как угодно долго. Это обеспечивает возможность измерения напряжения постоянного тока UK либо вольтметром 10 постоянного тока более высокой точности, чем проектируемое
устройство, либо лри введении в схему дополнительно дешифратора 11 и отсчетного устройства 12 обеспечить воз можность цифрового отсчета напряжения UK, а следовательно, и измеряемого Ux.
В устройстве может быть предусмотрено либо дополнительное кольцо автоподстройки частоты, либо ручной подстроечный конденсатор, которые в промежутках между циклами измерений могут подстраивать перестраиваемый генератор 2 под частоту опорного генератора 4 с целью обеспечения постоянства /но.м пере1страиваемого генератора перед началом каждого измерения, т. е. для обеспечения нулевой .тинии отсчета.
Следует также отметить, что напряжения Ux И UK могут подаваться не только на разные электроды полупроводниковой емкости, но и на один и тот же электрод. В этом случае напряжения должны быть разных полярностей.
Предмет изобретения
Устройство для измерения амплитуд имцульсов, содержащее сравнивающий элемент, перестраиваемый и опорный генераторы, частотный дискриминатор, пороговое устройство, схему совпадения, схему управления, источник эталонного напряжения постоянного тока, дискретный делитель и измеритель напряжения постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью ловыщения точности и чувствительности измерения, сравнивающий элемент выполнен в виде полупроводниковой емкости р-п-церехода, например варикапа, включенной в задающий контур перестраиваемого генератора, один электрод которой лодключен к источнику измеряемого напряжения, а другой - к выходу делителя компенсирующего напряжения постоянного тока, управляемого блоком управления через схему совпадения и пороговое устройство частотного дискриминатора.
