Импульсный автокомпенсационный вольтметр Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к технике импульсных измерений и может быть использовано для измерений амплитуды импульсов Б системах встроенного кон- j троля при наличии нестационарных шумовых и импульсных помех.

Известны устройства для измерения амплитуды импульсных сигналов, которые позволяют проводить измерения д при наличии помех. Эта задача решается в двухканальных вольтметрах соответствуюишм выбором параметров зарядной и разрядной цепей накопительного конденсатора 1).

Однако такие вольтметры эффективно работают только при наличии помех стационарного типа, поскольку при изменении параметров помехи должны бЕЛть изменены и параметры зарядной и разрядной цепей.

Наиболее близким к предлагаемому является импульсный автокомпенсадионный вольтметр, содержащий пороговый элемент и усилитель, а также логичес-2. кий блок, включающий в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов, переключатель к блок совпадения, и мультивибратор, вход которого подключен к выходу логичес-JO

кого блока, накопительный конденсатор и индикатор, соединенные в параллель, вход которых подключен к управляющему входу порогового элемента, и цепь сброса счетчика 2.

Однако при измерении амплитуды заданной импульсной последовательности, поступающей на вход вольтметра, возникают большие погрешности измерения из-за мешающих помех.

Цель изобретения - исключение влияния нестационарных шумовых и импульсных помех на точность измерения амплитуды импульсов.

Указанная цель достигается тем, что в вольтметр содержащий последовательно соединенные пороговый элемент и усилитель, логический блок, включающий в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов, переключатель и блок совпадения, и мультивибратор, вход которого подключен к выходу логического блока, соединенные в параллель накопительный конденсатор и индикатор, вход которых подключен к управляющему входу порогового элемента, .и цепь сброса счетчика, введены дополнительный логический блок, блок совпаде-: НИН, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход соединен с шиной стробирующего сигнала а выход подключен к входу Логического блока, причем первый вход дополнительного логического блока- соединен с шиной стробирующего сигнала, другой вход подключен к выходу мульт вибратора, а выход соединен со вторы входом логического блока, причем выход мультивибратора через дополнительно введенный диод соединен со входом индикатора. Указанная цель достигается также и тем, что дополнительный логический блок включает в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов стробирующего сигнала, переключатель, блок совпадения, мул тивибратор и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен со вторым входом, а выход - с выходом дополнительного логического блока. На чертеже приведена структурная электрическая схема вольтметра, измеряющего амплитуду импульсов при наличии помех. . Импульсный автокомпенсационный вольхметр состоит из порогового эле мента 1, усилителя 2, блока 3 совпа дения, логического блока 4, состоящего из счетчика 5 числа импульсов, переключателя 6 и блока 7 совпадения, мультивибратора 8, развязывающего диода 9, накопительного конденсатора 10, с которого снимает запирающее напряжение на пороговый элемент 1, индикатора 11, логическо го блока 12, состоящего из счетчика 13 числа импульсов стробирующего си нала, переключателя 14, блока 15 со падения, мультивибратора 16 и элемента ИЛИ 17. Вольтметр работает следующим образом. При наличии на входе 18 вольтмет ра аддитивной смеси сигналов, состо щих из измеряемой, последовательности импульсов, мешающих импульсных и шу мовых сигналов, а на шине 19 - стро рующего сигнала, представляющего со бой последовательность стробирующих коротких импульсов, совпадающих по времени с импульсами измеряемой последовательности, в первый момент вре мени амплитуда аддитивной смеси сигнала превышает напряжение порога порогового элемента 1 и на выходе усилителя 2 появляются усиленные видеоимпульсы измеряемой импульсной после до.вательности, мешающих несинхронных импульсных сигналов и шумовых выбросов, которые поступают на один из входов блока 3 совпадения. На другой вход блока 3 совпадения с шины 19 стробирующего сигнала поступает последовательность -стробирующих импульсов, которая в результате совпадения с вид€юимпульсами измеряемой импульсной последовательности пройдет на выход блока 3 совпадения. Затем с выхода блока 3 совпадения последовательность стробирующих ит шульсов поступает на вход логического блока 4, где вводится счетчик 5 числа импульсов. Информация о количестве сосчитанных импульсов непрерывно в виде двоичного параллельного кода через переключатель 6 поступает на входы блока 7 совпадения, который при одновременном нешичии на его входах сигналов с одина ковым уровнем изменяет уровень выходного напряжения. Требуемое число импульсов измеряемой последовательности, при котором происходит изменение напряжения на выходе блока 7 совпадения, выбирается путем подключения входов блока 7 совпадения через переключатель 6 к соответствующим выходам разрядов счетчика 5 числа импульсов, причем управление переключателем 6 осуществляется путем ввода соответствующего кода п (где п - число импульсов накопления) на вход 20 управления переключателя 6. В результате перепада напряжения на выходе блока 7 совпадения или логического блока 4 происходит запуск мультивибратора 8. Аналогично происходит счет импульсов стробирующего сигнала, поступгиощих на вход логического блока 12, и выработка импульса на выходе мультивибратора 16 логического блока 12, причем на выходе блока 15 совпадения появляется перепад напряжения после накоштения m импульсов стробирующего сигнала. Поскольку величины m и п связаны между собой известным соотношением п к 1,, то во всех случаях m п и, следовательно, запуск мультивибратора 8 происходит раньше или в одно время по отношению к запуску мультивибратора 16. На выходе мультивибратора 8 появляется длинный импульс положительной полярности, который, поступая через развязывсиощий диод 9 на накопительный конденсатор 10, вызывает появление на нем приращения постоянного напряжения, которое в качестве напряжения порога вводится в пороговый элемент 1. Одновременно импульс с выхода мультивибратора 8 поступает через элемент ИЛИ 17 логического блока 12 на входы 22 и 23 сброса счетчиков b,lJ и устанавливает их в нулевое состояние. Таким образом, процесс счета импульсов стробирующего сигнала счетчикоу 13, э импульсов с выхода блока совпадения 3 - счетчиком 5 числа импульсов начинается сначала. В начале измерения, когда амплитуда измеряемых импульсов на входе 18 вольтметра значительно превышает напряжение порога, что вызывает, в свою очередь, устойчивое превышение порога каждым входным импульсом, накопление п импульсов в счетчике 5 числа импульсов происхо71ит пт актически за первые п тактов, а так как п 1 т, то в счетчике 13 накопление числа импульсов стробирующего сигнала не происходит. По мере того как ргвеличивается напряжение порога порогового элемента, а также в зависимости от интенсивности помех время накопления п импульсов счетчиком 5 числа импульсов возрастает, достигая в пределе времени, необходимого для накопления m импульсов стробирующег сигнала. Это приводит к тому, что период следования импульсов на выход мультивибратора 8 постепенно увеличивается и рост напряжения на накопительном конденсаторе 10 замедляется. При увеличении порога до величины, равной среднему значению амплитуды измерительных импульсов на выходе 18 время, необходимое для накопления п импульсов счетчиком 5, становится больше времени накопления m импульсов стробирующего сигнала счетчиком 13, поскольку превышение напряжения порога осуществляется только за счет влияния помех на амплитуду входных импульсов и носит случайный харак.тер. В этом случае импульс, вырабатываемый на выходе мультивибратора 1 по окончании накопления m импульсов стробирующего сигнала, через элемент ИЛИ 17 поступает на входы 22 и 23 сброса счётчиков 5,13 и переводит их в исходное состояние. Если к моменту появления импульса сброса в счетчике 5 числа импульсов не накопилось нужное число импульсов, то на выходе блока 7 совпадения изменение уровня напряжения, вызывающего запуск мультивибратора 8, не происходит, а следовательно, прекращаемся рост напряжения на накопительном конденсаторе 10. По мере разряда накопительного конденсатора 10 уменьшается напряжение порога в пороговом элементе 1, и процесс заряда начинается вновь. Таким образом, напряжение на накопительном конденсаторе 10 равно среднему значению амплитуды измеряемых импульсов. Погрешность измерения определяется величиной собственной чувствительности порогового элемента 1, а также погрешностью, вызываемой влиянием помех и выбранным временем накопления. Отсчет производится по индикатору 11 измеряющему постоянное напряжение на накопительном конденсаторе 10.

Применение дополнительного блока совпадения и дополнительного логического блока, позволяющих образовать бинарный накопитель п из m импульсов, выгодно отличает предлагаемый импульсный вольтметр от известного, так как позволяет измерять амплитуду импульсов, при наличии нестационар ных помех. Возможность изменять число импульсов mпозволяет изменять скорость и точность измерения амплитуды импульсов.

Формула изобретения

1.Импульсный автокомпенсационный вольтметр, содержащий последовательно соединенные пороговый элемент и усилитель, а также логический блок, включающий в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов, переключатель и блок совпадения, мультивибратор, вход которого подключен

к выходу логического блока, соединенные в параллель накопительный конденсатор и индикатор, вход которых подключен к управляющему входу порогового элемента, отличающийс я тем, что, с целью исключения влияния нестационарных шумовых и импульсных помех на точность измерения амплитуды импульсов, в него введены дополнительный логический блок, блок

совпадения, первый вход которого подключен к выходу усилителя, второй вход соединен с шиной стробирующего сигнала, а выход подключен к входу логического блока, причем первый вход

дополнительного логического блока соединен с шиной стробирующего сигнала,, другой вход подключен к выходу мультивибратора, а выход соединен со вторым входом логического блока,причем выход мультивибратора через дополнительно введенный диод соединен со входом индикатора.

2.Вольтметр по п.1, отличающий с я тем, что дополнительный логический блок включает в себя последовательно соединенные счетчик числа импульсов стробирующего сигнала, переключатель, блок совпадения, мультивибратор и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен со вторым входом, а выход - с выходом дополнительного логического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 432401, кл. G 01 R 19/04, 07.07.72.

2.Авторское свидетельство СССР №440353, кл. G 01 R, 07.09.66.