SU1370657A1 - High-voltage generator of raising-to-power function - Google Patents
High-voltage generator of raising-to-power function Download PDFInfo
- Publication number
- SU1370657A1 SU1370657A1 SU864076371A SU4076371A SU1370657A1 SU 1370657 A1 SU1370657 A1 SU 1370657A1 SU 864076371 A SU864076371 A SU 864076371A SU 4076371 A SU4076371 A SU 4076371A SU 1370657 A1 SU1370657 A1 SU 1370657A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- generator
- input
- circuits
- output
- time
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к аналого- вым вычислительным и к измерительным устройствам экспериментальной физики , в частности к диагностическим приборам дл исследовани ионных сгустков, полученных из импульсной плазмы. Целью изобретени вл етс повышение точности работы генератора. Высоковольтный генератор степенной функции содержит параллельно включенные КС-цепи 1 - 1 , разр дный резистор 2, , 2j, нагрузочный конденсатор 3, высоковольтный ключ 4, первый 5 и второй 6 ключи, эталонный конденсатор 7, преобразователь 8 интервала времени в код. RC-цепи вьшолнены в виде последовательно включенных врем задающих резисторов 9,-9 и вре- м задающих конденсаторов 10,-10 . Генератор имеет вход II запуска, входы 12 и 13 задани режима работы, цифровой калибровочный вход 14, аналоговый выход 15, цифровой выход 16, шину высокого напр жени 17. Достижение поставленной цели обеспечено благодар введению в генератор двух ключей , эталонного конденсатора и преобразовател интервала времени в код, а также благодар новым св з м между указанными элементами. I ил. i (ЛThe invention relates to analog computing and measuring devices of experimental physics, in particular to diagnostic devices for studying ion bunches obtained from pulsed plasma. The aim of the invention is to improve the accuracy of the generator. The high-voltage power-law generator contains parallel-connected KS circuits 1 - 1, a discharge resistor 2, 2j, a load capacitor 3, a high-voltage switch 4, the first 5 and second 6 keys, a reference capacitor 7, a time interval converter 8 in the code. RC circuits are implemented in the form of series-connected time of the resistors 9, -9 and the time of the driving capacitors 10, -10. The generator has a start II input, inputs 12 and 13 of the operation mode setting, digital calibration input 14, analog output 15, digital output 16, high voltage bus 17. The achievement of this goal is ensured by introducing two keys into the generator, a reference capacitor and a time interval converter in the code, as well as thanks to the new links between the specified elements. I il. i (L
Description
ВД dliVd dli
1one
fafa
со with
оabout
О)ABOUT)
елate
Изобретение относитс к аналоговым вычислительным и измерительным устройствам экспериментальной физики, в частности к диагностическим прибо- рам дл исследовани ионных сгустков, полученных из импульсной плазмы.The invention relates to analog computing and measuring devices of experimental physics, in particular to diagnostic devices for studying ion bunches obtained from a pulsed plasma.
Цель изобретени - повышение точ ности работы генератора.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the generator.
где и /} определ ютс видом функции U(t), количеством элементов разложени (экспонент), интервалом разложени ;where and} are determined by the form of the function U (t), the number of decomposition elements (exponentials), the decomposition interval;
- тз г - kz g
1. f,- 1. f, -
с- к.с„s- ks
R.C,, R.C ,,
1; 2; 3) - посто нные времени. После разложени по степен м р one; 2; 3) - constant time. After decomposition in power
и(р) и, Zand (p) and, Z
Р Ль RL
(А)(BUT)
На чертеже представлена блок-схе Ю полиномов числител и знаменател ма высоковольтного генератора сте- выражени U(p) получают соотношение: пенной функции.The drawing shows a block diagram of the polynomials of the numerator and the denominator of the high-voltage generator U (p), which gives the ratio: foam function.
Предлагаемый генератор содержит параллельно включенные КС-цепи 1,-1 , разр дный рез истор 2, выполненный в 15 виде делител напр жени на резисторах 2, и 2, нагрузочный конденсатор 3 с емкостью С, высоковольтный ключThe proposed generator contains parallel KS circuits 1, -1, a discharge cutoff source 2, made in 15 types of voltage divider on resistors 2, and 2, load capacitor 3 with capacitance C, high-voltage switch
4, первый 5 и второй 6 ключи, эта-„ ..4, first 5 and second 6 keys, this- "..
„-. -.,, ливаетс при сравнении выражении (3)„-. -. ,, lays when comparing expression (3)
лонный конденсатор 7 и преобразова- /О ,, ч .. л i / ,lonny capacitor 7 and convert- / Oh ,, h .. l i /,
и (4). Полага 1 1 мкс (см. формулуand (4). Suppose 1 1 µs (see formula
Соответствие между заданными значени ми 0 ,The correspondence between the given values of 0,
1 и параметрами элект0 1 and parameters elekt0
рическои схемы f , и С устанавтель интервала времени в код 8. КС- цепи 1,1 KJ выполнены в виде последовательно включенных врем задающихa f circuit and C are a time interval setting in code 8. The KC circuit 1,1 KJ is made in the form of series-connected time specifying
резисторов 9,-9у и врем задаю1цих кон ,„.74 посто нных времени i. , Cl, С ,resistors 9, -9y and the time of a given con, ". 74 constant time i. , Cl, C,
денсаторов 10,-10,,, выполненных циф- . , , „,к„„, „„.,„„,.„ °„ роуправл емыми. Количество RC-цепей 1,-1 определ етс числом экспонент, аппроксимирующих требуемую функциюcapacitors 10, -10 ,,, performed digits. ,, ", To" "," ".," ",." ° "managed. The number of RC circuits 1, -1 is determined by the number of exponentials approximating the required function.
(в данном случае число аппроксимиру-(in this case, the number is approximated by
,х „qn мени в m раз, то необходимо, сохрающих экспонент N+1). Iенератор чмеет и г- I-uifR тр жр чн чрны гпггпптмппрний по-, x „qn change by m times, then it is necessary that preserve the exponents N + 1). Ienerator chen and g-I-uifR tr Zhr chn chrny ggggpptmpprnny-
вход 11 запуска, входы 12 и 13 задани режима работы, цифровой калибро (1) и сопоставл выражени (3) и (4), находим по известным из аппроксимации параметрам о к и значени start input 11, inputs 12 and 13 of the setting of the operation mode, digital caliber (1) and compared the expressions (3) and (4), we find from the approximation parameters σ k and the value
что позвол ет выбрать значени сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов . Если требуетс увеличить (уменьшить) значение посто нной вре-which allows selection of resistor and capacitor resistance values. If you want to increase (decrease) the value of the constant
нив те же значени сопротивлений резисторов , увеличить (уменьпшть) в m раз значени емкостей конденсаторов .The same resistance values of the resistors, increase (decrease) by m times the capacitance values of the capacitors.
вочный вход 14, аналоговый выход 15, цифровой выход 16 и шину 17 высокого напр жени .Auxiliary input 14, analogue output 15, digital output 16 and high voltage bus 17.
Генератор способен генерировать импульсы напр жени The generator is capable of generating voltage pulses.
U(t)U (t)
((
(1) 40(1) 40
где Т - посто нна времени;where T is a constant of time;
и - амплитуда генерируемых импульсов;and - the amplitude of the generated pulses;
п - показатель степени (п О). При размыкании высоковольтного ключа 4 на выходе генератора выраба- тьгоаетс импульс напр жени , равньй cvMMe экспонентn - exponent (p O). When the high-voltage switch 4 is opened at the generator output, a voltage pulse is generated, equal to the cvMMe
U(t) U(, Х .V, ехр (), U (t) U (, X .V, exp (),
k k
ИЛИ в операторной форме Лапласа;OR in Laplace operator form;
и, М . t -7(them . t -7 (
U(p) Pt /- U (p) Pt / -
-t- -- + р z-t- - + p z
и(р) и, Zand (p) and, Z
Р Ль RL
(А)(BUT)
Соответствие между заданными зна„ ..The correspondence between the given characters "..
чени ми 0 ,cheni mi 0
1 и параметрами элект0 1 and parameters elekt0
рическои схемы f , и С устанав (1) и сопоставл выражени (3) и (4), находим по известным из аппроксимации параметрам о к и значени the rational schemes of f, and C, by setting (1) and matching the expressions (3) and (4), we find from the approximation parameters known about k and the values
, , „,к„„, „„.,„„,.„ °„ ,, ", To" "," ".," ",." ° "
что позвол ет выбрать значени сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов . Если требуетс увеличить (уменьшить) значение посто нной вре-which allows selection of resistor and capacitor resistance values. If you want to increase (decrease) the value of the constant
uifR тр жр чн чрны гпггпптмппрний по-uifR tr zhr chn chrny ggggpptmpprny
нив те же значени сопротивлений резисторов , увеличить (уменьпшть) в m раз значени емкостей конденсаторов .The same resistance values of the resistors, increase (decrease) by m times the capacitance values of the capacitors.
Генератор имеет 2 режима: рабочий и калибровки.The generator has 2 modes: working and calibration.
Рабочий режим.Work mode.
Ключ 3 разомкнут, а ключ 6 замкнут . В исходном состо нии высоковольтный ключ 4 замкнут. С приходом импульса Старт по входу 11 размыкаетс ключ 4 и на выходе 15 формируетс напр жениеKey 3 is open, and key 6 is closed. In the initial state, the high-voltage switch 4 is closed. With the arrival of an impulse, Start at input 11 opens the key 4 and at output 15 a voltage is generated
N-11N-11
U(t)U (t)
kr kr
« ехр (-/ifct),"Exp (- / ifct),
(5)(five)
где N - число RC-цепей 1,-1„, 0 и /, - параметры переходного процесса .where N is the number of RC circuits 1, -1 „, 0 and /, are the parameters of the transient process.
Соответствие между параметрами d, Ь, и посто нными времени C,, (С, ,; , К,С„; „ R,C „ k 1,..,N) определ етс из соотношений (3) и (4), Функци (5) вл етс аппроксимирующей дл требуемой степенной функции.The correspondence between the parameters d, b, and time constants C ,, (C,,;, K, C ";" R, C "k 1, .., N) is determined from relations (3) and (4), Function (5) is approximation for the desired power function.
Режим калибровки.Calibration mode.
313706313706
Необходимость периодической калибровки св зана с температурным и временным дрейфом, а также с неконтролируемыми изменени ми внешних условий эксперимента. Например, значениеThe need for periodic calibration is associated with temperature and time drift, as well as uncontrolled changes in the external conditions of the experiment. For example, the value
параметра i зависит от входной емкости отклон ющих пластин электродинамического анализатора, котора известна лишь приблизительно и величина которой зависит от различных причин . Расчеты позвол ют сделать вьшод о значительной чувствительности формы генерируемой функции к изменению параметров f , Г и . Поэтому дол- говременна точность установки и поддержание в экспериментальных услови х необходимых значений посто нных времени вл етс определ ющей дл достоверности экспериментальных данных .The parameter i depends on the input capacitance of the deflection plates of the electrodynamic analyzer, which is known only approximately and the magnitude of which depends on various causes. Calculations make it possible to make an indication of the significant sensitivity of the form of the generated function to changes in the parameters f, G and. Therefore, the long-term accuracy of the setup and the maintenance under experimental conditions of the necessary values of the constant times is decisive for the reliability of the experimental data.
Любое значение посто нных времени Oj может быть представлено линейной комбинацией двоично-взвешенных разр дных весов вида:Any value of constant time Oj can be represented by a linear combination of binary-weighted bit-weights of the form:
1 S л 1 . - . , ,1 S l 1. -. ,,
О где IK - i-й разр дный вес k О, 1,...,N.O where IK is the i-th bit weight k O, 1, ..., N.
Калибровка проводитс раздельно дл каждого значени к, т.е. при измерении С ключи всех остальных цифроуправл емых конденсаторов 10,- 10 N КС-цепей l,-,, кроме k-x, отключены . Измерение посто нных времени переходных процессов осуществл етс подачей импульса запуска на вход 1I, При этом размыкаетс высоковольтный ключ 4, запускаетс преобразователь 8 времени в код и генерируетс экспоненциально спадающий переходный процесс, посто нна времени которого измер етс преобразователем 8.Calibration is performed separately for each k value, i.e. when measuring C, the keys of all other digitally-controlled capacitors 10, - 10 N of the KS-circuits l, - ,, except k-x, are disconnected. Measuring the transient time constants is performed by applying a start pulse to input 1I. In this case the high-voltage switch 4 is opened, the time converter 8 is started into the code and an exponentially falling transition is generated, the time constant of which is measured by converter 8.
Калибровка осуществл етс следующим образом.Calibration is carried out as follows.
I. Определ етс значение t° разности между значением эталонной по-I. The value t ° of the difference between the value of the reference value
сто нной времени величиной Ij,-,by the time Ij, -,
и максимальнойand maximum
. -. -
Эта оценка производитс по результатам двух измерений. Первое измере- ние - измерение значени про- изводитс при замкнутом ключе 5, разомкнутом ключе 6 и нулевом входном коде, подаваемом на цифроуправл емыйThis estimate is made from two measurements. The first measurement is the measurement of the value is performed with the key 5 closed, the key open 6 and the zero input code supplied to the digitally controlled
конденсатор k-й калибруемой КС-цепи It (все ключи разомкнуты). Второе измерение - измерение полной суммы - производитс при разомкнутых ключах 5 и 6 и максимальном входном коде по входу 14.the capacitor of the k-th calibrated KS circuit It (all keys are open). The second measurement, the measurement of the total amount, is made with open keys 5 and 6 and the maximum input code at input 14.
2. Определ етс значение t разности старшего разр дного веса и суммы всех меньших разр дньсх весов:2. Determine the value t of the difference of the most significant bit weight and the sum of all smaller bit sizes:
1 г21 r2
Эта оценка производитс также по результатам двух измерений. Первое измерение при входном коде 100...00 по входу 14, второе измерение при входном коде 011 ... II по этому же входу.This estimate is also made from two measurements. The first measurement is for input code 100 ... 00 at input 14, the second measurement for input code is 011 ... II via the same input.
Далее определ ют значение t разности следующего веса и суммы всех меньших разр дных весов по результатам двух измерений при входных кодах 010...00 и 001...II соответственно по входу 14. Затем определ ютNext, the value t of the difference between the next weight and the sum of all smaller bit weights is determined from the results of two measurements with input codes 010 ... 00 and 001 ... II, respectively, at input 14. Then,
значение третьей разности tthe value of the third difference t
потомthen
30thirty
t и т.д. до t 7 ние 1-й разностиt etc. up to t 7 of the 1st difference
Причем определеAnd some
3535
производитс по результатам двух измерений при входных кодах 00... ОIО... 00 (единица стоит на 1-м месте слова) и ОО...ООК..1 1.is made according to the results of two measurements with input codes 00 ... OIO ... 00 (the unit is in the 1st place of the word) and OO ... OOK. 1.1.
3. Вычисл ют истинные значени разр дных весов Г согласно рекуррентному соотношению:3. Calculate the true values of bit balances G according to the recurrence relation:
(. - (. -
Ч 2 кH 2 to
+ t+ t
- t- t
ыs
),),
5050
причем вычислени производ тс с определени величины старшего разр дного веса, которую определ ют по ле:moreover, calculations are made from the determination of the magnitude of the highest bit weight, which is determined after:
о s ( л + t 1 2 3 fabout s (l + t 1 2 3 f
tp.tp.
и переход т к меньшим разр дным весам. Указанную процедуру выполн ют дл всех КС-цепей I,-1 и цепи 2-3 (Ro - Со).and the transition to smaller scale weights. This procedure is carried out for all KS chains I, -1 and chains 2-3 (Ro - Co).
Результаты измерений поступают через выход 16 генератора на вычислИ - тельное устройство, которое осуществл ет управление процессом калибровки и вычисление истинных значений разр дных весов.The measurement results are fed through an output 16 of the generator to a calculating device, which controls the calibration process and calculates the true values of the discharge weights.
Интегральна нелинейность ui воспроизведени О оцениваетс соотношением:The integral nonlinearity ui of reproduction O is evaluated by the relation:
&г (п + )/5t,& g (n +) / 5t,
где 51 - максимальна ошибка измерений t where 51 is the maximum measurement error t
п - количество калибруемых разр дных весов.n is the number of calibrated discharge weights.
Дл измерени посто нных времени экспонент дл данного генератора использован преобразователь времени в код с интегральной нелинейностью 10 . В этом случае ошибка t составл ет дес тые доли наносекунд. Таким образом , при числе калибруемых весов п To measure the time constant of the exponentials for this generator, a time converter in the code with an integral nonlinearity of 10 was used. In this case, the error t is tenths of nanoseconds. Thus, when the number of calibrated weights p
JO жени , а управл ющий вход вл етс входом запуска генератора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, он содержит первый и второй ключи, эталонный кон-JO, and the control input is the generator start input, characterized in that, in order to improve accuracy, it contains the first and second keys, the reference point
)5 денсатор и преобразователь интервала времени в код, вход запуска которого соединен с входом запуска генератора, . а выход вл етс его цифровым выходом , разр дный резистор выполнен в) 5 sensor and time interval converter to the code, the start input of which is connected to the generator start input,. and the output is its digital output, the discharge resistor is made in
20 виде делител напр жени , средний вывод которого соединен с информационным входом преобразовател интервала времени в код и через первый ключ подключен к одной из обкладок эталон 10 ошибка интегральной нелинейности 25 ного конденсатора, подсоединенного составл ет л il нсек.20 is a voltage divider type, the average output of which is connected to the information input of the time interval converter in the code and connected to one of the plates through the first key, standard 10 integral nonlinearity error of the 25 capacitor connected is l il nsec.
другой обкладкой к шине нулевого потенциала , врем задающие конденсаторы RC-цепей и нагрузочный конденсатор выполнены цифроуправл емыми и под- Высоковольтный генератор cTei шой 30 ключены управл ющими входами к цифФормула изобретениThe other plate to the zero-potential bus, the time specifying the capacitors of the RC circuits and the load capacitor, are made digitally-controlled and the sub-high voltage generator cTei Shoy 30 is connected by control inputs to the formula of the invention
функции, содержащий N параллельно включенных КС-цепей, кажда из которых вьтолнена в виде последовательно соединенных врем задающего резистора и врем задающего конденсатора, разр дный резистор, включенный параллель- но RC-цеп м, нагрузочный конденсатор, перва обкладка которого соединена сfunctions, containing N parallel KS circuits, each of which is filled in series in the time of the master resistor and the master capacitor time, the discharge resistor connected in parallel to the RC circuit, the load capacitor, the first plate of which is connected to
аналоговым выходом генератора, а втора обкладка подключена к шине нулевого потенциала и объединенным обкладкам врем задающих конденсаторовthe analog output of the generator, and the second plate is connected to the zero potential bus and the combined plates of the time of the driving capacitors
КС-цепей, и высоковольтный ключ, два информационных вывода которого соединены соответственно с объединенными выводами врем задающих резисторов RC-цепей и шиной высокого напр -KS circuits, and a high-voltage switch, two information outputs of which are connected respectively to the combined terminals of the time of the driving resistors of the RC circuits and the high voltage bus
жени , а управл ющий вход вл етс входом запуска генератора, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, он содержит первый и второй ключи, эталонный кон-and the control input is the generator start input, characterized in that, in order to increase accuracy, it contains the first and second keys, the reference point
денсатор и преобразователь интервала времени в код, вход запуска которого соединен с входом запуска генератора, . а выход вл етс его цифровым выходом , разр дный резистор выполнен вThe sensor and the time interval converter to the code whose start input is connected to the generator start input,. and the output is its digital output, the discharge resistor is made in
виде делител напр жени , средний вывод которого соединен с информационным входом преобразовател интервала времени в код и через первый ключ подключен к одной из обкладок эталонровому калибровочному входу генератора , второй ключ включен между объединенными выводами врем задающих резисторов RC-цепей и аналоговым вы- ходом генератора, а управл ющие входы первого и второго ключей соответствуют входам задани режимов работы генератора .As a voltage divider, the middle output of which is connected to the information input of the time interval converter in the code and connected to one of the plates of the generator calibration reference input through the first switch, the second switch is connected between the combined outputs of the time of the driving resistors of the RC circuits and the analog output of the generator, and the control inputs of the first and second keys correspond to the inputs for setting the operating modes of the generator.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864076371A SU1370657A1 (en) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | High-voltage generator of raising-to-power function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864076371A SU1370657A1 (en) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | High-voltage generator of raising-to-power function |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1370657A1 true SU1370657A1 (en) | 1988-01-30 |
Family
ID=21240986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864076371A SU1370657A1 (en) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | High-voltage generator of raising-to-power function |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1370657A1 (en) |
-
1986
- 1986-06-16 SU SU864076371A patent/SU1370657A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Алексеев Г. И. Воспроизведение функций средствами цифроаналоговой вычиcJ7Итeльнoй техники. - Минск: Наука и техника, 1976, с. 179. J. Phys, Е. Sci, Inst., 1980, Vol. IS, p. I099-1105. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3876933A (en) | Resistance measuring instrument with linearized digital readout | |
SU1370657A1 (en) | High-voltage generator of raising-to-power function | |
US2901699A (en) | Frequency measuring instrument | |
SU907402A1 (en) | Device for measuring temperature | |
RU2231077C2 (en) | Device for measurement of frequency of electric signals | |
SU300856A1 (en) | DIGITAL FREQUENCY METER, TWO RELATIONS | |
SU1506297A1 (en) | Device for measuring temperature | |
SU1374143A1 (en) | Meter of electric properties of rock and ores | |
SU756299A1 (en) | Digital voltmeter | |
SU696488A2 (en) | Device for measuring correlation ratio of two random processes | |
SU1358093A1 (en) | Stochastic voltage converter | |
SU928289A1 (en) | Device for nuclear geophysical analysis of complex ores | |
SU1093990A1 (en) | Automatic phase increment calibrator | |
SU656018A1 (en) | Arrangement for measuring pulse duration with random recurrence period | |
SU731578A1 (en) | Stochastic voltmeter | |
SU529440A1 (en) | Device for measuring group time delay | |
SU868514A1 (en) | Device for measuring electrothermal non-linearity coefficient | |
SU1608428A1 (en) | Radioisotope thickness-gauge of coatings | |
SU1117592A1 (en) | Device for checking measuring equipment metrological characteristics | |
SU316032A1 (en) | DIGITAL DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF COMPLEX RESISTANCE | |
SU556392A1 (en) | Ring meter dynamic parameters of logic elements | |
SU761925A1 (en) | Apparatus for measuring selective-voltmeter input signal frequency | |
SU566195A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU641663A1 (en) | Arrangement for automatic calibration | |
RU2074416C1 (en) | Device which provides linear characteristics of transducers |