Устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к технике ЙЭ мёрения и контроля физических величин импульсного характера в невоспроизводящихся однократных процессах, таких как плазменные явления, астрофизические вспышки, взрывы и т. д. Известны устройства для измерения амплитуд импульсов, например, импульсные вольтметры, которые позволяют полу чить высокую точность, но не обеспечива ют возможности измерять однократные импульсные сигналы fl. Наиболее совершенным является устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминато ры верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-раа рядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр.и блок регистрации, вы ход дискриминатора нижнего уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока ыход которого подключен к входу гене- ратора адресной серии, вход устройства соединен входом элемента совпадения, с первым входом блока управления, а через дискримина-Юр верхнего уровня - с вторым входом блока управления, эле1мента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со входом управления ттнейных ворот, второй - с управляющим входом зарядно-разрядного блока, третий с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра .соединены с i -тыми входами блока регистрации, а выход переполнение адресного регистра-с четвертым входом блока управления 2. Недостатком известных устройств является невозможность проведения точных измерений, если амплитуда импульса изменяется в широком динамическом диапазоне. Например, если устройство обеспечивает получение 10 тыс. каналов, то в динамическом диапазоне амплитуд импуль сов , относительная погрешность измерений составит 0,1%. Если же динамический диапазон по условиям изме рений необходимо увеличить до 10 , то относительная погрешность измерений сос тоит уже 1ОО%. Чтобы в последнем случае пошзюить точность измерений до 0,1% необходимо увеличить число каналов преобразователя до 1О млн., что технически реализовать невозможно. Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения амплитуды им пульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличения чис ла каналов аналого-цифрового преобразов ,ния. Для. этого в устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр, и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу генератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадения, с первым входом блока управления, а через дискриминатор верхнего уровня - с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения сое динен с третьим входом блока управления первый выход которого соединен со входом зарядно-разрядного блока, третий с первым входом адресного регистра, вто рой вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра соединены с 1 -тыми входами блока регистрации, а выход переполнения адресного регистра - с четвертым входом блока управления, введены разветвитель, блок выбора коэффициента усиления и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления; причем вход разветвителя соединен входом элемента совпадения и является входом устройства, один выход разветвления соединен со входом линии задержки, а -тые выходы с д-тыми входами блока выбора коэффициента усиления, i-ты выходы которого связаны с i -тыми управляюшими входами усилителя с регуггируемым коэффициентом усиления, с -f-тыми вхо.дами блока управления и блока регистрации, вход усилителя с регулируемым коэффи1шентом усиления соединен с 7 54 выходом линейных ворот, а выход - с входом дискриминатора нижнего уровт я. Изобретение поясняется чертежом, где приведена блок-схема устройства для измерения амплитуды. Устройство содержит разветвитель 1, линию 2 задержки, линейные ворота 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, дискриминаторы 5 и 6 нижнего и верхнего уровней, блок 7 выбора коэффициента усиления, элемент 8 совпадения, блок 9 управления, блок 10 регистрации, адресный регистр 11, зарядноразрядное устройство 12, генератор 13 адресной серии Регистрируемый Импульс поступает на вход разветвителя 1, а также на вход элемента 8 совпадения, на первый вход блока 9 управления и через дискриминатор 6 - на второй вход блока управления. Выходной импульс с первого выхода разветвителя 1, повторяющий входной импульс, поступает через линию 2 задержки, где он задерживается на время, большее, чем время достижения импульсом максимума, на вход нормально закрытых линейных ворот 3. Выходные импульсы с других выходов разветвителя 1 поступаЮт на входы блока 7 выбора коэффициента усиления. Число входов блока 7 выбора коэффициента усилителя равно числу порядков величины амплитуды регистрируемых импульсов. Импульс, сформированный по амплитуде и длительности, пояЕ1ляется на одном из выходов блока 7 выбора коэффициента усиления в зависимости от п-орядка величины амплитуды регистрируемого импульса. Этот импульс поступает на соответствующий управляющий вход блока 10 регистрации, где он включает нужный коэффициент усиления или ослабления, блок 9 управления и усилитель 4, включая нужный разряд запятой. Далее через блок 9 управления он поступает на линейные ворота 3, которые открываются и пропускают задержанный входной импульс на усилитель 4 с необходимым коэффициентом усиления или ослабления. При этом параметры линии задержки подбираются таким образом, чтобы линейные ворота 3 были открыты в момент достижения импульсом максимума. Затем производится серия операций, связанная с преобразованием вырезанного участка входного импульса, в цифровой код (десятичный), поступающий в адресный регистр 11.- Цифровое значение измеренной амплитуды регистрируется бпоком Ю регистрации. Формула изобретения Устройство дпя измерения амплитуд Случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемен совпадения, блок управления, зарядно-раэ рядный блок, генератор адресной серга, адресный регистр и блок регистрации, вы ход дискриминатора нижнего уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу ге нератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадения с первым входом блока упраьпения, а через дискриминатор верхнего уровня с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со входом управления линейных ворот, второй - с управляющим входом зарядно-разрядного блока, третий с первым входом адресного регистра, вто рой вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистрасоединены с i -тыми входами блока регистрации, а выход переполнение адресного регистра - с четвертым входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения амплитуды импульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличения числа каналов аналого-цифрового преобразования в него введены разветвитель, блок выбора коэффициента усиления и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, причем вход разветвителя соединен с входом элемента совпадения и является входом устройства, один выход разветвителя соединен со входом линии задержки, а i тые выходы - с i-тыми входами блока выбора коэффициента усиления, i -тые выходы которого связаны с i -тыми уп- равл5тащими входами усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, с iтыми входами блока управления и блока регистрации, вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с выходом линейных ворот, а выход - с входом дискриминатора нижнего уровня. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Описание серийного импульсного вольтметра ВК7-1ОА. 2.Металин Л. А. и др. Эгтектронные методы ядерной физики М,,Атомиздат,