Импульсный вольтметр Советский патент 1975 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике.

Известны импульсные вольтметры, содержащие амплитудный дискриминатор, схему компенсации и индикатор. В этих устройствах в качестве дискриминируюш,их элементов используются как вентили-диоды и транзисторы, так и регенеративные схемы - блокинг-генераторы и триггеры на лампах, транзисторах, туннельных диодах, а также электронно-лучевые трубки и лампы с разрывными характеристиками.

Все эти элементы имеют в той или иной степени паразитные емкости входа, что при наличии внутреннего сопротивления источника сигнала (даже при отсутствии сопротивления в цепи между источником сигнала и паразитной емкостью) приводит к интегрированию сигнала и к зависимости порога срабатывания от скважности импульсной последовательности, а это снижает точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения нутем исключения зависимости порога срабатывания дискриминирующей схемы от скважности измеряемой импульсной последовательности.

Это достигается тем, что в предлагаемый вольтметр введены последовательно соединенные преобразователь напряжение-частота,

СВЧ-клапан, частотный различитель, генератор эталонной частоты, последовательно включенные развязывающее устройство, логический элемент «ИЛИ-ИЕТ, последовательно

соединенные триггер Шмидта, разделительный конденсатор, триггер, схема сравнения, причем входы преобразователя напряжение- частота и развязывающего устройства связаны между собой. Выход триггера соединен с

логическим элементом «ИЛИ-НЕТ, выход которого подключен к СВЧ-клапану, а выход частотного различителя соединен через амплитудный дискриминатор и схему компенсации с входами схемы сравнения и индикатора,

вход которого связан также с выходом преобразователя напряжение-частота.

Сущность изобретения состоит в том, чтобы исключить зависимость величины порога срабатывания амплитудной дискриминирующей

схемы от скважности импульсов путем подачи на дискриминирующий элемент на каждой градации (ступени) сравнения только одного импульса из измеряемой последовательности импзльсов. Решение относится к области наносекзндной длительности импульсов и частотам следования их порядка сотен и мегагерц при сохранении возможности измерения амплитуды выделенного импульса с высокой точностью, поэтому простейшие средства выделения единичного импульса из последова3тельлости, например, с помощью электромеханических реле или линейных к.лаиапон (чю возможно при пизких частотах сле;|,оваиия импульсов и их значительно длителыюети) 3 данном случае неприемлемы. Использование электронных линейных клапанов для выделения одиночного видеоимпульса невозможно, так как они дают довольно большую нотрешность при передаче амплитуды сигнала (порядка единиц нроценгов) и С1:)а1 иительно низкое быстродействие из-за того, что транзисторы, применяемые для линейных клапанов, имеют сравнительно небольшие Н1ирокополосность, амплитудные пределы и невысокую линейность. На чертеже показана блок-схема импульсного вольтметра. Вход измерительного ycTpoiicnui соединен с преобразователем 1 напряжение-частота, выход которото через СВЧ-клапап 2 связан с входом частотного различителя 3, второй вход которого соединен с выходом эталона 4 частоты (частотный различитель и эталон частоты образуют в сочетании обратный нреобразователь частота-напряжение). Выход частотного различителя соедине с входом амплитудного дискриминатора 5, выход которого связан с входом схемы 6 образования регулируемого компенсирующего (онорного) нанряжения. Выход схемы подключен к входу нреобразователя 1 и к устройству 7 индикации. (Описанная часть устройства соответствует компенсационно схеме измерения). При использовании предлагаемого устройства в схеме прямого измерения (разомкнутой) вместо частотного различителя 3, эталопа 4 частоты, амплитудного дискриминатора о и схемы 6 может находиться ре1истрирующее устройство. Управляющий вход клапана 2 соед.инен с выходом логического элемента «ИЛИ-ИЕГ 8. Один из входов элемента связан с выход.ом развязывающего устройства 9, вход которого соединен с выходом всего измерительною устройства, а другой вход-с выходом триггера 10. Один вход триггера через разделительный конденсатор И нодключен к Влходу триггера Шмидта 12, вход которого соединен с выходом устройства 9, а второй вход к выходу схемы 13, определяющей конец цикла сравнения, вход которой связан со схемой (. Вольтметр работает следуюнии образом. Р1мпульсная последовательность подается па вход прибора, откуда передается на иход, преобразователя 1. На выходе преобразователя 1 частоты /э, равпой частоте эталона 4, возникает частота /ь Приращение частоты /1-/э соответствует величине амплитуды измеряемого импульса. Колебания с частото ji ноступают па СВЧ-клапан 2, который в нсходпом состоянии закрыт (т. е. паходится в непроводящем состоянии). Измеряемы нмпульс через развязывающее устройство 9 поступает на логический элемент 8, с которого (нр отсутствии сигнала lia втором его вхо;,е) ;одается на -правляющнн ход клапана 2. )рсмя заназдь ания в устройстве 9 8 оказывается больше временн заназдь ван1пя в 1 реобразозателе 1, между реобразователем и клапа 1ом ввод.,ят задержки (при необходи мости даже управляемую); эта линия задержки ia чертеже оказана у ктиром, так как не меняет смысла фу киио1 аль Ь х связей. При поступлении на унравля О дий вход 2 сигнала от элеме та 8 клана откр з вается и пропускает колеба ие с частою /1 (частот 0-модулироваииый радиоимпульс) а вход частот ото различителя 3. Од овреме - 0 с поступле 1ием а элеме 1т 8 .т с развязывающего устройства 9 подается триггер Шмидта 12, онроки;,ывает и держит в таком состоя ии 1 д. ите; Ь юсти ;мпульса. Триггер 10 ри этом остается п исход юм 1олол е ии и сигнала а элемент 8 выдает. прохожде ия измеряел О о импу.тьса Шмидта 12 возвращается в исход ое состояние, и перепад ia 1ряже ия на выходе перебраеывает тр гер 10 в состоя ие, нротиво олож ое исходному. Сигнал с триггера 10 поступает а вход логического элеме та 8, поте циаль 10 присутствуя на 1ем все время, пока 10 аходится в опроки утом состоя ии (нротивополож гам исходному). При аличии сигнала па входе логического элемента от триггера 10 отсутствует сигнал на элеме та при появле 1ии на входе прибора очеред ых илшульсов последователь 1ости (проходя цих через устройство 9 посту 1а ондих а первый вход ло ическо о элеме гга 8). Вследств 1е СВЧ-к: апа 2 все время после 1ро 1уска ия первого импульса остаетея в закрытом состоя 1 и, иока 10 с ycTpof CT -ia 13, определя о цего конец очередно о нлк;1а н с} язанно о е «ходом 6, ie 10 г, исходное состоя ;е. Тогда o U caiiinjn ipoHecc повторяется, и C;B4-K. выделяет е. одиночны нз 1ос. едо 5атель1 ости. Таки.м образол, а частсгп ; раз. 3 поступает рад оил пулье, ieeyн,ая чаетота которого срав Я ается с эталонной, и рассогласова п-1Я в виде оди 101 1ого импульса остунает ia амплнтуд 0 -о ;1,искрими атора 5, величина срабат) которого уже не зависит от скзйжности Л пульс1 011 Юследовате Ь ости. Амплитуд Ь й дискрими 1атор 5 регул - рует схему 6 д,о тех нор, ока рассогласова ия iia частотного раз; ичителя 3 е иже дискрими а,ин. Это означает, что 1 анряже ие компе 1санип с выхода схемы 6 амплитуде ил пульсов имнульсно ioследовател Л ости. анряжс11 Я фиксируется на и дикаторе 7.

Предмет изобретения

Импульсный вольтметр, содержащий амплитудный дискриминатор, схему компенсации и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введены последовательно соединенные преобразователь напряжение-частота, СВЧклапан, частотный различитель, генератор эталонной частоты, последовательно включенные развязывающее устройство, логический элемент «ИЛИ-НЕТ, последовательно соединенные триггер Шмидта, разделительный конденсатор, триггер, схема сравнения, причем входы преобразователя напряжение-частота и развязывающего устройства связаны между собой, выход триггера соединен с логическим элементом «ИЛИ-НЕТ, выход которого подключен к СВЧ-клапану, выход частотного различителя соединен через амплитудный дискриминатор и схему компенсации с входами схемы сравнения и индикатора, вход которого связан также с выходом преобразователя напряжение-частота.