Амплитудно-временной преобразователь Советский патент 1978 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к информацион но-иэмерительной технике , в частности к .устр(йствам для преобразования ампли туды одиночных и редко повторяющихся импульсов в интервал временили может быть использовано в цифровых измерителях амплитуды импульсов. Известен амплитудно-временной преобразователь, содержащий линейный клк чевс каскад зарвдное устройство, стабилизатор тока разряда и накопительный конденсатор i . Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является амплитудно-временной преобразователь, содержащий зарядное устройство, стабилизатор тока разр5Гда, накопительный конденсатор, формирователь импульсов разряда 2 . Недостатком известных преобразователей является низкая помехоустойчивость. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости амплитудно-временного преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в амплитудно-временной преобразователь, содержащий накопительный конденсатор, к первой обкладке которого подключены зарядное устройство и стабиг лизатор тока разряда, а ко второй - повторитель тока заряда н повторитель тока разряда, и формирователь импульсов разряда, введены повторитё&ь тока заряда, формирователь импулве в. заряда, анализатор импульсов,ЦЗ -триггер и ключ, соединшощий вход преобразователя с зарядным устройством, управляющий вход которого подключен к выходу RS -триггеpSf к входу S которого подключен выход анализатора импульсе ч, а к выходу Т выход повторителя тока разряда через формирователь импульсов разряда, причем вход анализатора импульсов подключен к выходу повторитегш тока заряда через формирователь импульсов заряда. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложеитюго амплитудно-временного преобразователя; на фиг. 2 - временные характеристики пре3образуемого импульса; на фиг. 3 - графики напряжений характерных точек схем на фиг. 4 - пример .структуры анализатора. Амплитудно-временной преобразовател содержит электронный ключ 1, нагружен ный на зарядное устройство 2, выход ко торого через накопительный конденсатор 3 соединен с входами повторителей токов разряда 4 и заряда 5. Выход повторителя 5 тока заряда через формирователь 6 импульсов заряда и анализатор 7 соединен с S - входом -триггер 8. К входу Т триггера 8 подключен вы ход повторителя 4 тока разряда через форкл1рователь 9 импульсов разряда. К выходу зарядного устройства 2 подключен стабилизатор 1О тока разряда. В исходном состоянии электронный ключ 1 открыт, и все входные сигналы поступают на вход зарядного устройства 2. Поступление полезного (измеряемого импульса 11 сопровождается зарядом накопительного конденсатора 3 в течени времени t j. заряда (см. фиг. 2). При изменении амплитуды импульса в диапазоне возможных значений ВХ.Макс время t изменяется от./ИИН Aoi. протекающий через повторитель 5 тока заряда образует на выходе повторителя 5 импульсы iJ..tJ,д,Olц.. При достижении экстремума импульса зарядное устройство 2 отключается и начинается линейный разряд накопительного конденсатора 3 от стабилизатора 10 разрядного тока через повторитель 4 тока раз ряда. На выходе повторителя 4 тока разря да появляется импульс, длительность ко торого пропорциональна амплитуде преобразуемого импульса. Указанные импульсы нормализуются по амплитуде формирователем 6 импульсов заряда и формирователем 9 импульсов разряда. С формирователя 6 импульсы заряда поступают на вход анализатора 7, генерирующего импульс на выходе лишь тогда когда длительность импульса заряда лежит в заданном й«тервале-1.1 При преобразовании лолезного импульса анализатор 7 опрокидывает -триггер 8 по входу S . Восстановление триггера происходит по входу 7 от заднего фронта импульса формирователя 9. На выходе триггера 8 появляется импуль длительность которого пропорциональна амплитуде входного импульс:а. В течение этой длительности электронный ключ 1 закрывается и предотвращает прохожде88ние помех в преобразователь. Кроме полезных импульсов (импульс 11 на фиг. 3) на входе могут присутствовать импульсные сигналы помехи с большей 12 и меньшей 13 длительностью. Кроме того, импульсы любой формы могут искажать результат измерений, воздействуя на преобразователь во время процесса преобразования (импульс 14 на фиг. 3). В предложенном устройстве формирователь 6 импульсов заряда для всех указанных импульсов вырабатывает сигналы, длительность которых равна длительности части входного импульса, лежашей на оси времени левее экстремально- го значения импульса (импульс 15 на фиг. 3). Анализатор 7 сравнивает эти импульсы с заданным ограничением .. выполнении которого генерирует короткий импульс (импульс 16 на фиг. 3) вплоть до окончания импульса формирователя Э (импульс 17 на фиг. 3). Таким образом, сигнал на выходе устройства появляется лишь в случае воздействия полезных импульсов. Поскольку вход устройства отключается электронным ключом 1 на время преобразования, то и во время процесса преобразования импульсы помех произвольной формы не могут искажать результаты измерения, чем и достигается поставленная цель. В качестве анализатора 7 может быть использована, например, схема, изображенная на фиг. 4, содерл ащая детекторы 18 и 19 фронтов, одновибраторы 2О и 21., а также схему совпадения 22. Импульсы анализируемой длительности поступают на входы детекторов 18 и 19 фронтов. Детектор 18 вырабатывает короткий импульс от переднего фронта анализируемого импульса, а детектор 19 от заднего. Сигналом детектора 18 фронтов последовательно запускакугса одновибраторы 20 и 21. ДлитёлйостьИМпульса однОвибратора 20 выбирается равной t J H(uti fi длительность импульса одновибратора 21 выбиргется равной М01КС ;МИН совпадения 22 вырабатывает на выходе импульс, совпадающий с импульсом детектора 19, только тогда, когда он совпадает по времени с импульсом одновибратора 21. Это означает, что длительность анализируемого импульса лежит в интервале |ццн -лак} т.е. импульс по временным характеристикам соответствует полезному преобразуемому импульсу. Таким образом, из всех поступивших на вход преобразователя импульсов выделяются лишь те, длительность которые соответствует длительности полезных (ожидаемых) импульсов, а также закрывается вход устройства на время преобразования полезного импульса. Это повышает помехоустойчивость устройства, поскольку вероятность появления импуль помехи, длительность которого равна длительности полезного игтульса, много меньше вероятности появления сигнала помехи произвольной длительности. Поскольку устройство не может подавить сигнал помехи, имеющий время i.k«,.MaKc - эффективность Рд подавления помех может быть оценена для равномерно распределенного значения i..iv помех в интервале д по форм)гле .М01КС 1,МИИ Отсюда следует, что наибольшая эффе тивность устройства проявляется при преобразовании коротких импульсов, а также при широком спектре длительносте импульсов помехи. Формула изобретения Амплитудно-временной преобразователь, содержащий накопительный конденсатор, к первой обкладке которого подключены зарядное устройство и стабилизатор тока разряда, а ко второй - повторитель тока заряда и повторитель тока разряда, к формирователь импульсов разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в преобразователь введены повторитель тока заряда, формирователь импульсов заряда, анализатор импульсов, -триггер и ключ, соединяющий вход преобразователя с зарядным устройством, управляющий вход которого подключен к выходу RS -триггера, к входу S которого подключен выход анализатора импульсов, а к входу Т -выход повторителя тока разряда через формирователь импульсов разряда, причем вход анализатора импульсов подключен к выходу повторителя тока заряда через формирователь импульсов заряда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1 Приборы и техника эксперимента , Jo 2; 1974, с. 82. 2. Авторское свидетельство СССР № 333785, кл. Н 03 К 11/00, 11.04.72.

Я

гв

21