Измеритель импульсных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

.Изобретение относится к эпектроиэмеритепьной технике и может быть использовано, например, для измерения приращения потока магнитной индукции при перемагничивании сердечников из магнитомягких материалов. Известны измерители импульсных сигналов, содержащие источники измеряемого и образцового сигналов, переключатель, выход которогю подключен ко входу стробирсванного. приемника, инвертор иового сигнала, устройство сравнения средних значений напряжения импульсных сигнале и индикатора нуля Известное устройство широкополосное и имеет большой динамический диапазон по амплитуде, для уменьшения погрешности измерения изк1еряемого.и образцового сигналов, которые могут иметь различную форму и амплитуду. Наиболее близким по технической сущнрсти к предлагаемому является устройство, содержащее регистратор, источники измеряемого и образцового сигналов, выХОДЫ которых соединены с входами стробированнотх, приемника, вход источника измеряемого сигнала соединен с блоком управления, один из выходов которого связан с управпяющим входом стробированного приемника, последовательно соединенного с избирательным усилителем н фазовым детектором 2. Недостатком этого устройства являет ся большей погрешность измерения, возникающая из-за того, что первая гармоника образцового сигнала с избирательного усилителя оказьюается смещенной относительно первой гармоники измеряемого сигнала не точно на полпериода частоты следования сигналов, которая задается блоком управления, а смещение зависит от формы и длительность сигналов. Если длительность и форма измеряемого и образц жого сигн лов разная, но постоянная, то возникает систематическая составляющая погрешность измерения. Если форма и длительность сигналов произвольная во времени, то появляется случайная составляющая пог р«пности измерения вольтсекундной площади импуль CHOir o сигнала. Цель изобретения - увеличение точнос тw измерения вольтсекундной площади импульсиого сигнала. Для достижения поставленной дели в устройство содержащее регистратор, источники измеряемого и образцового сигналов, выходы которых соединены с входами стробированного приемника, вход источника измеряемого сигнала соединен с блоком управления, один из входов которого связан с упрчвпякнцим входом стробирсюанного приемника, последовательно соединен ного с избирательным усилителем и фазовым детектором, введен канал формирсжания длительности образцового сигнала, включенный между выходом источника измеряа юго сигнала и входом источника образцового сигнала, состоящий из последовательно соединенных избирательного усилителя, выход которого так же соединен с фазовым детектором, фазосдвигающей депи, устройства формирования синусоидального напряжения в треугольное и компаратора, другой вход которого соединен с выходом фазового детектора, а выход соединен с регистратором и источником образцового сигнала. На чертеже представлена функцисжаль-ная схема устройства. Устройство СОСТСИ1Т из источника изме ряемого сигнала 1, источника образцового сигнала 2, связанных со входами стробированного приемника 3 и последовательно соединенных избирательного усилителя 4 и фазового детектора 5. Блок 6 управления подключен ко входу управления источт ника измеряемого сигнала 1 и стробированч кого приемника 3 .Выход счетчика измеряемого сигнала 1 соединен через канал 7 формирования длительности образцового сигнала со входом управления источника образцового сигнала 2 и регистратором 8 Канал 7 формирсжания длительности образцового сигнала состоит из последовательно включенных избирательного усилителя 9, также связанного с опорным входом фазового детектора 5, фазосдвигающе цепи 10 на -j- устройства 11 формиро вания синусоидаяьного напряжения в треугольное и компаратора 12. Другой вход компаратора 12 подключен к выЧоду фазового детектора 5. Устройство 11 формирования синусоидального напряжения в треугольное может быть выполнено, например, из двустороннего ограничителя 13 и интегратора 14. Измеритель импульсных сигналов работает следующим образом. Источник измеряемого сигнала 1 периодически с частотой Q запускается бло- ком 6 управления. При этом с выхода источника 1 последовательность измеряемых сигналов поступает в канал 7 формирования длительности образцового сигнала Избирательный усилитель 9 канала 7 из всех составляющих спектра усиливает только составляющую, имеющую частоту равную частоте повторения измеряемого сигнала. Фааосдвигающая цепь 10 задерживает поступивший синусоидальный сигнал на который ограничивается двусторонним ограничителем 13. Ограниченный сигнал поступает на вкод интегратора 14, преобразующего этот сигнал в треугольный с нулевым средним значением. На компаратор 12 nocTynatpT два напряжения : треугольное с интегратора 14 и постоянное с фазового детектора 5. При превышении треугольного напряже1шя, напряжения с фазового детектора 5, компаратор 12 срабатьшает на его выходе формируется прямоугольный импульс длительностью Т g центр симметрии которого смещен относитепьно центра симметрии измерительного импульса точно на 5- . Сформированный каналом 7 импульс подается на вход управления источника образцового сигнала. 2. При этом источник 2 вырабатьшает образцовый сигнал постоянной амплитуды равной UOPP и длительностью равной запускающему импульсу, то есть ТОБР Таким образом на вход сгробированного приемника 3 поступает последовательность из измеряемых и образцовых импульсов. Стробирсязанный приемник 3 открывается на время действия любого из импульсов блоком 6 управления, усиливает последовательность сигнале и подает ее на избирательный усилитель 4, ре онансная частота которого совпадает с частотой измеряемых импульсов 51 . Следовательно, избирательный усилитель 4 усиливает только компоненту с частотой S1 . Известно, что л если измеряемый сигнал, описьюаемый функцией ( t ), и образцовый сигнил, описьюаемый функцией оВр ( ), сдвинуты относительно друг друга на и их длительность существенно меньше периода повторения Т, сигнал на выходе избирательного усилителя 4 может быть записан в виде л Vwof. . (; i,( fо5р()й)содЯ1ЛО 578 рде К - коэффициент усиления стробиров энного приемника 3, коэффициент усиления избирав тепьного усилителя 4; длительность измеряемого сигнала, длительность образцового сипнала. Из, выражения (1) видно, что амплитуда сигнала частоты ft на выходе избирательного усилителя 4 пропорциональна разности вопьтсекунднык площадей измеритель ного и образцового сигналов, а фаза огределяет какие из площадей больше. Так как образцовый импульс имеет прямоугольную форму, амплитудой ОоБр выражение (1) может быть записано €(,(fl oepCoBpl os. 2 fi,,,Ct)dt-U Синусоидальный сигнал f ( -fc ) поступает на фазовый детектор 5, который вследствие того, что на его опорный вход TiocTynaer сигнал той же частоты,, преобразует сигнал ( -fc ) в постоян ное напряжение U фд . го напряженке в свою очередь изменяет уровень при которсм треугольное напряжение с интегратора 14 сравнивается по величине с этим напряжением-ифд , при этом изменяется длительность сформированного импульса TQPP выходе компаратора 12. Причем направление изменения длительности (1мпульса выбрано таким, чтобы амплитуда ригнала i ( Ь ), поступающего с иэ бирательного усилителя 4, стремилась к .нулю. Следовательно амплитуда выражения (2) так же стремится к нулю, тЪгда ольтсекундна$ площадь измеряемого сигнала оказывается пропорциональной длительности образцового импульса и его амплитуде есть If,,,a)ai--c,pU,p Длительность образцового импульса измеряется регистратором 8, а по извест 11 ным амплитуде и длительности импульса определяется вольтсекундная площадь измеряемого сигнала. Таким образом, предлагаемое решение позволяет повысить точность измерения, благодаря тому, что канал формирования длительности образцового сигнала позволяет точно разместить первые гармоники измеряемого и образцового сигнала относительно друг друга на исключая гчиибку, в озг икающую от различной формы и длительности измеряемого и образцового сигналов. Ф о.р мула изобретения Измеритель импульсных сигналов, содержащий регистратор, источники измеряемого и образцового сигнале, выходы которых соединены с входами стробироеа НОГО приемника, вход источника измеряемого сигнала соединен с блоком управления, один из входов которого связан с управляющим входом стробирсеанного приемника, последовательно соединенного с избирательным усилителем и фазовым детектором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измер&ния, между выходом источника измеряемого сигнала и управляющим входом ирточника образТцового сигнала введен канал формирования длительности образцсеого сигнала, состоящий из последовательно соединенных избирательного усилителя, выход которого так же соединен с фазовым детектором, фазосдвигающей цепи, устройства формирования синусоидального напряжения в треугольное и компаратора, другой вход которого соединен с выходом фазового детектора, а выход соединен с регистратором и источником образцового сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 513320, кл, G О1 R 19/О4, 1974. 2.Авторскре сви)аетельство СССР № 662876, кл. G 01 R 19/О4, 1976.

. ,, , 1/, ./

789811