CS225952B1

CS225952B1 - Circuitry for measuring peak amplitude of electric low frequency pulses

Info

Publication number: CS225952B1
Application number: CS291781A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Dipl Tech Rezny
Original assignee: Miloslav Dipl Tech Rezny
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1984-03-19

Description

Vynález se týká zapojení pro měření špičkové amplitudy elektrických impulsů s malou časovou četností, obzvláště pro účely měření sledovaných jednorázových jevů při ověřování mechanických odolností, především ve zkušebnictví.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to circuitry for measuring peak amplitude of electrical pulses with a low time frequency, in particular for the purpose of measuring the one-off phenomena to be verified in the verification of mechanical resistance, in particular in testing.

Jsou známa zařízení, u nichž při ověřování mechanických odolností jsou ve zkušebnictví, kromě jiného, požadovány zkoušky prokazující odolnost výrobku vůči mechanickým rázům. Zkoušený předmět je vystaven účinku zrychlení, jehož maximální velikost je určována závaznými státními normami, a mé být v průběhu'zkoušky stále ověřována měřením. Účinek rázů je snímán čidlem a dosažené zrychlení je v čidle převáděno na úměrný elektrický signál. Po zesílení tohoto signálu, který je při rázu představován napěťovým impulsem určité velikosti a trvání, je toto napětí měřeno špičkovým voltmetrem. Dosavadní praxe měření je taková, že ze zdroje signálu s nízkým výstupním odporem je přes diodu nabíjen kondenzátor, na němž je pak dosažené napětí měřeno voltmetrem s vysokým vstupním odporem. Nevýhodou tohoto způsobu je to, že od skutečné amplitudy impulsu se měřené napětí liší o napětí diody, které je nutné, aby dioda propouštěla proud při nabíjení kondenzátoru. Dále vyžaduje tanto způsob poměrně vysokou úroveň napěťového impulsu, namá-li být chyba měřeného napětí ovlivňována polarizačním napětím diody.Devices are known in which, in the testing of mechanical resistance, tests to demonstrate, inter alia, the resistance of the product to mechanical shock are required in the testing. The test item is subjected to acceleration, the maximum magnitude of which is determined by mandatory national standards, and should still be verified by measurement during the test. The effect of the shocks is sensed by the sensor, and the acceleration achieved in the sensor is converted into a proportional electrical signal. After amplification of this signal, which is represented by a voltage pulse of a certain magnitude and duration during the shock, this voltage is measured by a peak voltmeter. The current measurement practice is such that a capacitor is charged through a diode from a signal source with a low output resistance, where the voltage is then measured by a high input resistance voltmeter. The disadvantage of this method is that from the actual pulse amplitude the measured voltage differs by the diode voltage that is required for the diode to pass current when the capacitor is charged. Further, the tanto method requires a relatively high level of voltage pulse if the measured voltage error is to be influenced by the polarizing voltage of the diode.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu nové zapojení pro měření špičkové amplitudy elektrických impulsů a malou časovou četností, jehož podstata spočívá v tom, že invertující vstup rychlého komparátoru je připojen ke zdroji snímaného napěťového impul su, zatímco neinvertujíoí vetup rychlého komparátoru je připojen jednak na jeden pól nabíjecího kondenzátoru, jednak ke vstupu elektronkového voltmetru a jednak ke kolektoru druhého tranzistoru. Báze tohoto druhého tranzistoru je připojena ke zdroji porovnávacího konstantního napětí a jeho emitor je připojen jednak přes srážecí odpor ke zdroji napájecího napětí a jednak přes omezovači odpor ke kolektoru prvého tranzistoru. Báze prvého tranzistoru je připojena k výstupu rychlého komparátoru a emitor je připojen na kostru společně s druhým pólem nabíjecího kondenzátoru.According to the invention, the above-mentioned drawbacks are remedied by a new circuit for measuring the peak amplitude of electrical pulses and a low frequency, which is based on the fact that the inverting input of the fast comparator is connected to the source of the sensed voltage pulse. a charging capacitor, on the one hand to the input of a vacuum voltmeter and on the other hand to the collector of the other transistor. The base of the second transistor is connected to a comparative constant voltage source and its emitter is connected via a collision resistor to a power supply source and via a limiting resistor to a collector of the first transistor. The base of the first transistor is connected to the output of the fast comparator and the emitter is connected to the ground together with the second pole of the charging capacitor.

Výhody zapojení podle vynélezu spočívají jednak v dosažení minimální chyby měřeného napětí v porovnání se skutečnou amplitudou měřeného impulsu, jednak v možnosti zachycení amplitudy velmi krátkých napěťových impulsů a dále v dosažení nízké úrovně zpracovávaného impulsu.The advantages of the invention are, on the one hand, to achieve a minimum measurement voltage error in comparison with the actual amplitude of the measured pulse, on the other hand to be able to capture the amplitude of very short voltage pulses and to achieve a low pulse level.

Zapojení pro měření špičkové amplitudy elektrických impulsů s malou časovou četností bude následovně blíže popsáno v příkladovém provedení s pomocí připojeného vyobrazení.The circuit for measuring the peak amplitude of electrical pulses with a small time frequency will be described in more detail below in the exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing.

Podle vyobrazení je invertující vstup a rychlého komparátoru K připojen ke zdroji GJ napěťového impulsu a neinvertujíoí vstup b rychlého kompárátoru K je připojen na jeden pól nabíjecího kondenzátoru C, jehož druhý pól je ukostřen a ke kolektoru c2 druhého tranzistoru g2. Toto uspořádání je zvoleno proto, aby v každém okamžiku mohl rychlý komparátor K uvádět na svém výstupu c, jaký je smysl odchylky napětí na invertujícím vstupu a od napětí na nejnvertujícím vstupu b, to znamená na kondenzátoru C.As shown, the inverting input a of the quick comparator K is connected to a voltage pulse source GJ and the non-inverting input b of the quick comparator K is connected to one pole of the charging capacitor C, the other of which is grounded and to the collector c2 of the second transistor g2. This arrangement is chosen so that at any moment the fast comparator K can indicate at its output c what is the meaning of the deviation of the voltage at the inverting input and from the voltage at the non-inverting input b, that is to say at the capacitor C.

Proto, aby bylo zajištěno správné klíčování tranzistoru g2, který představuje zdroj konstantního proudu, přes který je nabíjen kondenzátor C, je báze a2 druhého tranzistoru g2 připojena ke zdroji Gl porovnávacího konstantního napětí a emitor b2 je připojen přes srážecí odpor Rl ke zdroji G2 napájecího napětí, a současně přes omezovači odpor R2 ke kolektoru cl prvého tranzistoru gl. Báze al prvého tranzistoru gl je připojena k výstupu c rychlého komparátoru· K, emitor bl prvého tranzistoru gl je připojen na kostru, čimž je vytvořen klíčovací obvod pro zdroj konstantního proudu, představovaný druhým tranzistorem g2.Therefore, in order to ensure proper keying of transistor g2, which is a constant current source through which capacitor C is charged, base a2 of second transistor g2 is connected to reference constant voltage source G1 and emitter b2 is connected via a resistor R1 to power supply source G2. , and at the same time via a limiting resistor R2 to the collector C1 of the first transistor gl. The base a1 of the first transistor g1 is connected to the output c of the fast comparator · K, the emitter b1 of the first transistor g1 is connected to ground, providing a keying circuit for the constant current source represented by the second transistor g2.

Pro vyhodnocování napětí na kondenzátoru C je k tomuto paralelně připojen voltmetr EV s vysokým vstupním odporem. Pokud při funkci zapojení se vyskytuje nulové rozdílové napětí mezi vstupy a a b, případně je-li invertující vstup a záporný vůči neinvertujícímu vstupu b rychlého komparátoru K, je jeho výstup c v logické jedničce, čímž je první tranzistor gl ve vodivém stavu a zdroj konstantního proudu představovaný tranzistorem g2 je odpojen od nabíjecího kondenzátoru C, Jestliže se vyskytne na invertujícím vstupu a rychlého komparátoru K kladné napětí vůči neinvertujícímu vstupu b výstup c rychlého komparétoru K bude v logické mule, prvý tranzistor gl bude rozepnut a zdroj komstantního proudu představovaný tranzistorem g2 bude připojen k nabíjecímu kondenzátoru C, čímž se začne na kondenzátoru C zvyšovat napětí až do okamžiku, kdy naatane rovnováha napětí mezi invertujícím vstupem a a neinvertujícím vstupem b rychlého komparátoru K, a kdy výstup c tohoto komparátoru přejde do logické jedničky. Tím se obnoví výchozí stav, kdy je zdroj konstantního proudu Q2 odpojen od nabíjecího kondenzátoru C. .Proto napětí na kondenzátoru C zůstane stabilní v dosažené velikosti a je ho možno měřit voltmetrem EV s vysokým vstupním odporem.To evaluate the voltage on capacitor C, an EV voltmeter with a high input resistance is connected in parallel. If there is a zero differential voltage between inputs a and b, or if inverting input a is negative to non-inverting input b of fast comparator K, its output c is logic 1, making the first transistor gl in a conductive state and a constant current source represented by transistor g2 is disconnected from the charging capacitor C, if there is a positive voltage to the non-inverting input b on the inverting input and the fast comparator K, the output C of the fast comparator K will be in logic mule, the first transistor g1 will be open. of capacitor C, thereby increasing the voltage on capacitor C until the voltage equilibrium between the inverting input a and the non-inverting input b of the fast comparator K is established, and the output c of that comparator becomes logical one. This restores the default state when the constant current source Q2 is disconnected from the charging capacitor C. Therefore, the voltage at the capacitor C remains stable in the magnitude achieved and can be measured with an EV input with a high input resistance.

Zapojení pro měření špičkové amplitudy elektrických impulsů s malou časovou četností je mimo obor zkušebnictví možno výhodně využít v obvodech ke stabilizaci amplitudy střídavého napětí, případně v obvodech regulační techniky.The circuit for measuring the peak amplitude of electrical pulses with a small time frequency can be advantageously used outside the field of testing in circuits for stabilizing the amplitude of AC voltage or in circuits of control technology.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Circuit for measuring the peak amplitude of electrical pulses at low time frequency using the sensed voltage pulse source, characterized in that the inverting input (a) of the fast comparator (K) is connected to the sensed voltage pulse source (G3), while the non-inverting input (b) the quick comparator (K) is connected to one pole of the charging capacitor (C), to the tube voltmeter (EV) and to the collector (c2) of the second transistor (Q2), whose base (a2) is connected to the source (Gl) comparing constant voltage and whose emitter (b2) is connected via a collision resistor (R1) to the power supply (G2) and via a limiting resistor (R2) to the collector (cl) of the first transistor (Q1) whose base (a1) is connected to the output (c) of the quick comparator (K) and whose emitter (bl) is connected to ground with the second pole of the charging capacitor