Измеритель средней длительности импульсов нестационарной последовательности Советский патент 1982 года по МПК G04F10/00 

Изобретение относится к вычислительной и изглерительной технике и может быть использовано в медицинском приборостроении для измерения V средних значений временных параметров биосигналов, а также в промысловой геофизике при акустическом каротаже скважин.

Известно устройство для статистической обработки случайных импульсных сигналов, в частности для измерения средних значений интервалов времени, содержащее зарядные и раз рядные цепи и накопительные элемен ты 1. .

Недостатком известного устройства является наличие пульсаций илходного параметра вызванных неодновре-г менной подачей на накопительный элемент зарядных и разрядных сигналов .

Известно также устройство для измерения средней длительности временных интервалов, содержащее генератор постоянного тока, два ключа, запоминающий конденсатор, усилитель постоянного тока, формирователь коммутирующих импульсов, генератор пилообразного н1апряження и компаратор.

работающее без пульсаций выходного параметра 2j.

Однако такое устройство работоспособно лилш в случае, когда между импульсами есть большая пауза. Когда же пауза меньше длительности им- пульсов (что может наблюдаться в случае, когда импульсы расположены на времен- ной оси случайным образом) за счёт

10 того, что формирователь коммутирующих

импульсов вырабатывает импульсы постоянной отительности, равной максимально возможной длительности входных сигналов, на выходе формирователя

15 пропуски некоторых импульсов, что приводит к значительной погрешности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является измеритель,

20 содержащий генератор постоянного тока, два переключателя, разрядный дозирующий конденсатор и два запоминаюошх конденсатора, причем контакт первого положения переключателей,

25 один полюе генератора тока и одна обкладка дозирующего и запоминающих Конденсаторов подсоединена к общей шине, контакты второго положения переключателей соединены с направляющим контактом коммутирующего ключа, к направляющему контакту одного переключателя подсоединен второй полюс генератора тока, к направляющему контакту второго переключателя подсоединена вторая обкладка разрядного дозирующего конденсатора г. а к контактам первого и второго положения коммутирующего ключа подсоединены вторые обкладки запоминают щйх конденсаторов: з. Недостатком устройства является низкая точность измерения, вызванная пульсациями выходного параметра Цель изобретения - повышение точности изме рения путем уменьшения пульсаций выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий генератор постоянного тока, один полюс которого соединен с общей шиной запоминающий и разрядный дозирующий конденсаторы, два переключателя, управляющие Bxojtta которых являются входом измерителя, нормально замкнутые контакты переключателей соединен между собой, первая обкладка разрядного дозирующего конденсатора подключена к подвижному контакту второго переключателя, усилитель постоянного тока, неинвертйрующий вход которого соединен с общей шиной, введен зарядный дозирующий конденсатор первая обкладка которого соединена с общей шиной, вторая - с подвижным контактом первого пepeклдачaтeJJя нормально разомкнутый контакт которо го сЬединен с другим полюсом генератора постоянного тока, инвертирующий вход у ;илит.еля подсоединен к нормально замкнутым .контактам Переключателей и к первой обкладке запоминающего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с второй обкладкой разрядного дозирующего конденсатора, с нормально замкнутым. контактом второго переключателя и с вых;одом усилителя, выход которого яв ляется выходом измерителя. На фиг. 1 приведена функциональная электрическая принципиальная схема измерителя на фиг. 2 - времен)иые диаграммы, поясняющие работу устройства. Измеритель средней длительности импульсов содержит генератор 1 постоянного тока, первый переключатель 2, зарядный дозирующий конденсатор второй пе.реключатель 4, разрядный .дозирующий конденсатор 5, .запоминаю щий конденсатор б, усилитель 7 постоянного тока. Устройство работает следующим образом, На вхоД устройства подают импуль сы напряжения (Фиг. 2а) длительнЬс Tbkj Т- . Выходное напряжение U(i) снимается с выхода устройства. Пусть в исходном со ;тоянии выходное напряжение равно U ., При поступлении импульса длительHpcTbiojr переключатели 2 и 4 переводятся на время действия импульса в такие положения, что конденсатор 3 заряжается током 1 генератора 1 (фиг. 2,в), а конденсатор 5 разряжается через переключатель 4. По окончанию действия импульса переключатели 2 и 4 возвращаются в исходное состояние.. В итоге конденсатор 3 разряжается через переключатель 2 и запоминающий конденсатор б, сообщая последнему количествозаряда Ч 10С , а конденсатор 5 заряжается от запоминающего конденсатора 6, снимая с последнего количество заядаQ(i-l), где величина емкости конденса тора 5f С - величина емкости конДенса- тора б; Q(i-1)(i-1) - количество заряда в памяти конденсатора 6; U( i - 1) - напряжение на выходе устройства в момент Прихода f-ro импульса Изменение количества заряда в памяТи запоминающего конденсатора дч вызванное действием 1-го импульса 1Г|определяется из выражения АЧ-Я-Я,оГ,-- -b-Q(i-l) Решение этого разностного уравнения при начальном условии Cl(o) (1 имеет вид Qlil ko rEl-Wl-i)+.QpWU где К const - масштабный коэффициент мерения; W( () ( ) - функция веса. После окончания переходноххз процесса (i 1) и при выполнении устойчивости ()1 весовая функция W(I), следовательно Q{t-9oa) , а выходное напряжение к 7 If(oo) , где К,,- Пocкoлькy зарядные и разрягшые импульсы тока, протекающие через заполданающий конденсатор одновременно, одинаковы по форме, противоположны по знаку и после окончания переходного процесса равны по абсолютному значению, то на выходе устройства отсутствуют пульсации выходного параметра . Другим положительным эффектом предлагаемого устройства есть то.

что наряду с отсутствием пульсаций выходного параметра, оно позволяет измерять длительность импульсов случайного импульсного потока, где возможны ситуации, когда расстояние между импульсами намного меньше длительности этих импульсов.

Формула изобретения

Измеритель средней длительности импульсов нестационарной последовательности, содержащий генератор постоянного .тока, один полюс которого соег динен с общей шиной, запоминщоций и разрядный дозирующий конденсаторы, два переключателя, управлякДйе входы которых являются входом измерителя, нормально замкнутые кой такты пepeкJra)чaтeлeй соединены мвхду собой, первая о&кладка разрядного дозирукцего конденсатора подключена

к подвижному контакту второго переключателя, усилитель постоянного тока, неинвертирующий вход которого

; соединен с общей шиной, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем

ньшения пульсаций выходного напряжения, в измеритель введен зарядный дозирукиций конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной, вторая - сПОДВИЖНЫМ контактом первого переключателя, нормально разомкнутый контакт которого сое- динен с другим пОлюсом генератора постоянного тока, инвертирующий вход усилителя Подсоединен к нормальoно закжйутым контактам переключателей и к первой обкладке запоминающего конденсато1эа, вторая обкладка которого соединена с второй обкладкой разрядного дозирующего конденсатора, с нормально замкнутым контактом втоSрого переключателя и с выхоДом усиглителя, выход которого является нлхоДом измерителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Авторское свидетельство СССР 519681, кл. 6 04 F 10/04, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 619894, кл. G 04 f 10/00, 1976.

3.Ёрагин А.А. И да. Аналогошле

5 преобразс ватели импульсных потоков. М., Атомиздат, 1969, с. 232 (прототип) .

s

fr