Устройство для измерения средней частоты импульсов Советский патент 1982 года по МПК G01R23/09 

Изобретение относится к области электроизмерений и предназначено unp измерения средней частоты импульсов Известен аналоговый измеритель средней частоты импульсов, сод;рржащий формирующий каскад, состоящий из нормализатора амплитуды, дозирующего конденсатора и диодных ключей, интегрирующий резистор, интегрирующий конденсатор, подключенный постоянно, переключатель, допол нительный интегрирующий конденсатор коммутируемый переключателем и буфе ный усилитель D } Однако реализация двух или,нескольких постоянных времени интегрирования требует набора соответствующих конденсаторов и переключателей. Известно измерительное устройство содержащее операционный усилитель, интегрирующий конденсатор, буферный усилитель, выход которого через масштабирующую цепь соединен со входом операционного усилителя 2 }. Однако известное устройство работает в относительно узком диапазоне рабочих частот. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых частот путем увеличения и плавного регулирования времени постоянной интегрирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения средней частоты импульсов, содержащее входной формирователь, выход которого через первый и второй резисторы соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого через третий резистор соединен с инвертирующим входом, интегрирующий конденсатор на входе буферногоусилителя, выход которого соединен через четвертый резистор с точкой соединения первого и второго резисторов, введены пятый, шестой и седьмой резисторы, причем выход операционного усилителя через- пятый резистор соединен с входом буферног усилителя, а инвертирующий и неинв.ертирущий входы операционного усилителя соединены соответственно через шестой и седьмой резисторы с выходом входного формирователя и общей шиной, На фиг,1 показана электрическая схема устройства; на фиг.2 - времен ные диаграммы напряжений. Измеритель содержит входной формирователь 1, операционный усилитель 2, буферный усилитель 3, интегрирующий конденсатор 4 и резисто ры 5-11.. Устройство работает следующим об зом. При поступлении сигнальных импул сов (фиг.2а) на вход формирователя 1, на выходе последнего появляются нормализованные порции заряда от каждого входного импульса (фиг.2(Х Сопротивления резисторов 6,7 и 8, 9 равны. Если напряжения на выходе входно формирователя 1 и на выходе буферного усилителя 3 не равны, т.е. появляется некоторое приращение напряжения на выходе входного форми рователя ДУ, вследствие наличия обратной связи, то в точке соединения резисторов 8 и 9 появляется сигнал. Этот сигнал через делитель Напряжения (резисторы 10 и 11 поступает на неинвертирующий вход операционного, усилителя 2 и действует в противофазе с сигналом, поступающим на инвертирующий вход того же усилителя. В результате в первый момент времени изменение напряжения на выходе операционного усилителя 2 меньше ожидаемого (фиг.2). Интегрирующий контур со своей ПОСТОЯННОЙ времени отрабатывает это уменьшенное приращение, сигнал обратной связи изменяется, уменьшается разность напряжений между выходо буферного усилителя и выходом форми рующего каскада и т.д. до нового установившегося,состояния. Таким образом, наличие обратной связи позволяет получить сигнал, действую щий впротивофазе .с изменением сигн ла на выходе входного формирователя 1 и замедлить реакцию интегрирующего контура на это изменение, что эквивалентно увеличению постоянной времени интегрирующего контура. Напряжение на выходе усилителя 3 показано на фиг.22., диаграммы напряжений на выходе усилителя 2 и на выходе усилителя 3 в случае отсутствия обратной связи и делителя напряжения - на фиг.3,е. Применение предлагаемого измерителя средней частоты импульсов вместо известного позволяет расширить диапазон измерения малых частот за счет увеличения постоянной времени интегрирования в,10 и более раз. Построение измерителя по данной функциональной схеме позволяет увеличить постоянную времени без увеличения значений сопротивления и емкости элементов интегрирующего контура. Выполнение делителя напряжения на переменном резисторе исключает погрешность при измерении как самой средней частоты, так и ее производной и обеспечивает плавную регулировку постоянной времени интегрирования. Диапазон регулирования постоянной интегрирования составляет (НЮ) RC. Формула изобретения Устройство для измерения средней частоты импульсов, содержащее входной формирователь, выход которого через первый и второй резисторы соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого через третий резистор соединен с инвертирующим входом, интегрирующий конденсатор на входе буферного.усилителя, выход которого соединен через четвертый резистор с точкой соединения первого и второго резисторов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот путем увеличения и плавного регулирования времени постоянной интегрирования, в него введены пятый, шестой и седьмой резисторы, причем выход операционного усилителя через пятый резистор соединен с входом буферного усилителя, а инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя соединены соответственно через шестой и седьмой резисторы с выходом входного формирователя и общей шиной.

5 gjigos 6

Источники информации,излучений. М., Атомиздат, 1972,

принятые во внимание при экспертизе;с.б37 рис.2.6с.

1. Матвеев В,.В., Казанов Б.И. 2. Авторское свидетельство СССР

Приборы для измерения ионизирующихW 691875, кл. Q ОбG 7/18, 1976.

7

6

CZb

в

-t-l

5

CZD0l/f. |11иШ1Ж 1ШШ1Ш

V V

t