RU2019834C1 - Method of measuring voltage of single pulses - Google Patents
Method of measuring voltage of single pulses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2019834C1 RU2019834C1 SU4930830A RU2019834C1 RU 2019834 C1 RU2019834 C1 RU 2019834C1 SU 4930830 A SU4930830 A SU 4930830A RU 2019834 C1 RU2019834 C1 RU 2019834C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulse
- capacitors
- transformer
- capacitor
- peak detectors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении пиковых значений напряжения одиночных импульсов длительностью 10...100 нс. The invention relates to measuring technique and can be used to measure peak voltage values of single pulses with a duration of 10 ... 100 ns.
Для измерения напряжения одиночных коротких импульсов используются пиковые детекторы, основанные на заряде конденсаторов через низкое сопротивление и их разряде через большое сопротивление [1]. С помощью одного каскада пикового детектора длительность импульса можно увеличить в 103 раза. Но как часто это бывает, такое увеличение длительности импульса недостаточно. Поэтому для запоминания и хранения информации о напряжении одиночного импульса используются способы цифрового преобразования напряжения в код и способ каскадного запоминания значения амплитуды импульса пиковыми детекторами. Цифровое преобразование напряжения одиночного импульса в код позволяет хранить информацию до тех пор, пока не подается команда "Сброс".To measure the voltage of single short pulses, peak detectors based on the charge of capacitors through low resistance and their discharge through high resistance are used [1]. Using one cascade of peak detector, the pulse duration can be increased by 10 3 times. But as often happens, such an increase in pulse duration is not enough. Therefore, to memorize and store information about the voltage of a single pulse, methods of digitally converting the voltage into a code and a method for cascading the value of the amplitude of the pulse by peak detectors are used. Digital conversion of a single pulse voltage into a code allows you to store information until a "Reset" command is issued.
Но наряду с этим достоинством этот способ обладает недостатками, к которым относятся обеспечение линейности разрядки конденсатора пикового детектора; цикличность преобразования напряжения в код. But along with this advantage, this method has disadvantages, which include ensuring the linearity of the discharge of the peak detector capacitor; cyclicity of voltage to code conversion.
Поэтому устройства с цифровым преобразованием амплитуды импульса сложны в реализации и характеризуются тем, что некоторое время вход преобразования закрыт, так как происходит процесс преобразования амплитуды импульса в код. Therefore, devices with digital conversion of the pulse amplitude are difficult to implement and are characterized by the fact that for some time the conversion input is closed, since the process of converting the pulse amplitude to the code occurs.
От указанных недостатков свободен способ каскадного заряда конденсаторов пиковых детекторов [2]. С их помощью можно непрерывно контролировать амплитуду одиночных импульсов, время появления которых носит случайный характер. Наряду с этим устройства, реализующие данный способ измерения амплитуды одиночных импульсов, обладают простым схемным решением. Однако, обладают большой динамической погрешностью изменения амплитуды импульса, вызванной зависимостью амплитуды выходного напряжения пикового детектора от длительности измеряемого импульса. В [2] для исключения этой погрешности и увеличения времени хранения информации используется способ покаскадного увеличения постоянной времени разрядки накопительного конденсатора. The method of cascade charging of capacitors of peak detectors is free from these drawbacks [2]. With their help, it is possible to continuously control the amplitude of single pulses, the appearance time of which is random. Along with this, devices that implement this method of measuring the amplitude of single pulses have a simple circuit solution. However, they have a large dynamic error in the change in the amplitude of the pulse, caused by the dependence of the amplitude of the output voltage of the peak detector on the duration of the measured pulse. In [2], to eliminate this error and increase the information storage time, a method of cascading increase in the discharge time constant of the storage capacitor is used.
Увеличение номинала емкости пикового детектора также приводит к увеличению динамической погрешности, так как значение напряжения на выходе пикового детектора зависит от фронта измеряемого импульса. An increase in the nominal value of the peak detector capacitance also leads to an increase in the dynamic error, since the voltage value at the output of the peak detector depends on the front of the measured pulse.
По большинству совпадающих операций в качестве прототипа выбран способ, основанный на преобразовании импульсного напряжения в квазипостоянное с помощью последовательной зарядки конденсаторов пиковых детекторов. Такой способ измерения амплитуды одиночного импульса позволяет измерить амплитуду с помощью простых устройств на постоянном токе. Но при изменении одиночных импульсов длительностью 10. . . 100 нс они обладают большой динамической погрешностью. Это вызвано тем, что напряжение на конденсаторе пикового детектора зависит от длительности фронта измеряемого импульса [3]. For most of the coinciding operations, a method based on converting the pulse voltage to quasi-constant by sequential charging of the capacitors of the peak detectors is selected as a prototype. This method of measuring the amplitude of a single pulse allows you to measure the amplitude using simple DC devices. But when changing single pulses of duration 10.. . 100 ns they have a large dynamic error. This is because the voltage across the capacitor of the peak detector depends on the duration of the front of the measured pulse [3].
Цель изобретения - повышение точности измерения коротких импульсов. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring short pulses.
Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном в последовательном заряде конденсаторов пиковых детекторов, конденсаторы пиковых детекторов разряжают на конденсаторы следующих пиковых детекторов после того, как напряжение на них достигает максимальной величины, через обмотки трансформатора. При этом постоянная времени трансформатора больше длительности фронта импульса зарядки разряжаемого конденсатора. This goal is achieved by the fact that in the method based on the sequential charge of the capacitors of the peak detectors, the capacitors of the peak detectors are discharged to the capacitors of the following peak detectors after the voltage across them reaches a maximum value through the transformer windings. In this case, the transformer time constant is longer than the duration of the front of the charge pulse of the discharged capacitor.
Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что конденсаторы следующих пиковых детекторов заряжаются путем разрядки конденсаторов предыдущих пиковых детекторов через обмотку трансформатора, разряд конденсаторов предыдущих пиковых детекторов осуществляется после того, как напряжение на них достигает максимальной величины, постоянная времени трансформатора должна превышать длительность фронта импульса зарядки разряжаемого конденсатора. A comparative analysis of the proposed method with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the capacitors of the following peak detectors are charged by discharging the capacitors of the previous peak detectors through the transformer winding, the capacitors of the previous peak detectors are discharged after the voltage across them reaches a maximum value, constant time of the transformer should exceed the duration of the front of the charge pulse of the discharge capacitor.
На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ. The drawing shows a device that implements the proposed method.
Устройство содержит 1i-n - удлинителей фронта импульса, 2 - пиковый детектор, 3 - n - блок определения максимума; 4 - ключ, 5i - трансформатор, 6 - регистратор. Блоки соединены между собой следующим образом. На вход 11 первого удлинителя фронта импульса поступает измеряемый импульс Uх. Вход удлинителя 1i фронта импульса соединен с входами пикового детектора 2 и блока 3 определения максимума. Выход пикового детектора 2 соединен через ключ 4 с выходом удлинителя 1i фронта импульса, к которому подключена первичная обмотка трансформатора 5i. Ключ 4 управляется с помощью блока 3. Вторичная обмотка трансформатора 5i подключена к входу следующего удлинителя 1i+1 фронта импульса.The device contains 1i-n - pulse front extenders, 2 - peak detector, 3 - n - maximum detection unit; 4 - key, 5i - transformer, 6 - recorder. The blocks are interconnected as follows. The input 1 1 of the first extension of the front of the pulse receives the measured pulse U x . The input of the pulse front extension 1 i is connected to the inputs of the
Вторичная обмотка последнего трансформатора 5n соединена с входом пикового детектора 2n. Выход этого пикового детектора 2n соединен с входом регистратора 6.The secondary winding of the last transformer 5n is connected to the input of the
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
При приходе импульса Uх на вход первого удлинителя 11 фронта импульса конденсатор пикового детектора 2 заряжается до величины, пропорциональной амплитуде Uх. После того как Uх проходит свое максимальное значение, срабатывает блок 3 определения максимума и разряжает через ключ 4 конденсатор пикового детектора 2 на первичную обмотку трансформатора 51. Постоянная времени трансформатора 51 превышает длительность фронта измеряемого импульса Uх. Поэтому фронт импульса на входе второго удлинителя 12 фронта импульса также превышает фронт измеряемого импульса. В cвязи с этим конденсатор пикового детектора 2 второго удлинителя 12 фронта импульса выбирается больше, чем конденсатор пикового детектора 2 в первом удлинителе 11 фронта импульса во столько раз, во сколько длительность фронта импульса удлинителя 11 превышает фронт измеряемого импульса Uх.When a pulse U x arrives at the input of the first extender 1 1 of the pulse front, the capacitor of
Так происходит удлинение фронта импульса в каждом удлинителе 1i. Количество каскадов удлинения фронта импульса зависит от постоянной времени регистратора 6 и от необходимой точности измерения амплитуды измеряемого импульса Uх. То есть насколько можно допустить разрядку конденсатора последнего пикового детектора 2n, чтобы зарегистрировать его выходной сигнал с заданной точностью. С помощью заявляемого способа и предложенного устройства была измерена амплитуда импульсов, длительность которых составляла 10 ˙10-9 с.So there is an extension of the pulse front in each extender 1 i . The number of cascades of extension of the pulse front depends on the time constant of the
Длительность измеряемого импульса в заявляемом способе ограничена быстродействием элементов, используемых в пиковом детекторе 2 первого удлинителя 11 фронта импульса. Погрешность, вызванная разрядом конденсатора первого пикового детектора 2 из-за задержки на срабатывание ключа 4, может быть компенсирована коэффициентом трансформации трансформатора 51. Поэтому теоретически с помощью заявляемого способа можно измерить длительность сколь угодно малой длительности, так как он основан на увеличении фронта импульса, подаваемого на следующий пиковый детектор.The duration of the measured pulse in the present method is limited by the speed of the elements used in the
В следующих пиковых детекторах можно использовать конденсаторы, емкость которых больше предыдущих во столько раз, во сколько раз увеличивается фронт импульса на выходе трансформатора. In the following peak detectors, capacitors can be used whose capacitance is many times greater than the previous ones, how many times the pulse front at the transformer output increases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4930830 RU2019834C1 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Method of measuring voltage of single pulses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4930830 RU2019834C1 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Method of measuring voltage of single pulses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019834C1 true RU2019834C1 (en) | 1994-09-15 |
Family
ID=21571581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4930830 RU2019834C1 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Method of measuring voltage of single pulses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2019834C1 (en) |
-
1991
- 1991-04-25 RU SU4930830 patent/RU2019834C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения. М.: Радио и связь, 1985, с.137-141. * |
2. Бойков И.А., Звездин П.С. и Резник Л.Б. Измерение давления при быстропротекающих процессах. М.: Энергия, 1970, с.28-31. * |
3. Авторское свидетельство СССР N 1285388, кл. G 01R 19/04, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4039940A (en) | Capacitance sensor | |
US6191723B1 (en) | Fast capacitance measurement | |
US5225682A (en) | Method and apparatus for providing pulse pile-up correction in charge quantizing radiation detection systems | |
US4243974A (en) | Wide dynamic range analog to digital converter | |
US5136251A (en) | Capacitance measurement | |
RU2019834C1 (en) | Method of measuring voltage of single pulses | |
US4162453A (en) | Duration range determination of incursions by a variable signal | |
US4536744A (en) | Analog to digital converter for precision measurements of A.C. signals | |
US4617550A (en) | Analog-to-digital converters with virtual integration | |
SU1290526A1 (en) | Integrating two-step analog-to-digital converter | |
SU1525622A1 (en) | Apparatus for determining the rise and decay time of pulse signals | |
SU1322435A1 (en) | Pulse stretcher | |
SU966660A1 (en) | Device for measuring short pulse duration | |
SU1485195A2 (en) | Digital meter of pulse burst duration | |
SU601703A1 (en) | Gaussian function integrator | |
SU789855A1 (en) | Apparatus for time coupling to extremum values of harmonic signal | |
SU1638649A1 (en) | Single-pulse amplitude converter | |
SU881631A1 (en) | Device for measuring value of charge | |
SU943595A1 (en) | Analog frequency meter | |
SU789787A1 (en) | Apparatus for measuring value of random-signal voltage | |
SU757994A1 (en) | Device for measuring parameters of single shock pulses | |
RU1840951C (en) | Radar signal storage | |
SU692081A1 (en) | Device for clamping time-dependent position of electric pulses | |
SU906002A1 (en) | Logarithmic analogue-digital converter | |
SU1501267A1 (en) | Device for measuring hysteresis of a-d converter |