SU1446574A1 - Устройство дл измерени амплитуды импульсного сигнала - Google Patents

Abstract

Устройство предназначено дл  измерени  амплитуды детерминированных во времени импульсов напр жений . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цеш достигаетс  за счет исключени  из устройства элементов аналоговой пам ти, хран щих информацию в тече- ние цикла измерени 4 Устройство содержит пусковой блок 1 блок 2 выборки - хранени , блок 3 обнаружени  зкстремумов, одновибратор 4, счетчик 5, регистр 6. Пусковой блок 1 вырабатывает сигнал Начало измерени , устанавливающий счетчик 5 в начальное состо ние и запускающий одновибратор 4. По сигналу одновибратора 4 входное напр жение запоминаетс  в блоке 2 выборки хранени  и затем поступает на первый вход дифференциального усилител  11, на второй вход которого поступает текущее значение входного напр жени . Величина разниш 1 зтих напр жений сравниваетс  на компараторах 12 и 13 с положительньад и отрицательным уровн ми опорного напр жени . При превышении заданного уровн  на -любом из компараторов элемент ЙЩ 14 вырабатывает сигнал, переэапуска« ф)й одновибратор 4. При это блок 2 var борки - хранени  запом1шает иовое значение входного напр ж и , а к содержимс 1у счетчика 5 нрибавл етс  единица. Триггер 10 по смене знака приращений фиксирует моменты прохождени  и характер экстремума (м1ши- мум, максимум). По окончании измерени  пусковой блок 1 выраба-ш- вает сигнал Конец измерени , по которое содержимое счетчику 5 и значение сигнала с выхода Q триггера 10 4 1ксируетс  в регистре 6. 2 ил. г (/)

Description

Mr.

JlawMvjft

п-Лвнеивзн.

Изобретение относитс  к приборостроению и предназначено дл  измерени  детерминированных во времени импульсных напр жений,

Цель изобретени  - повьшение точ ности измерени  за счет исключенш элементов запоминани  аналоговых напр жений.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства на фиг.2 временные диаграммы работы блоков устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) пус козой блок 1, блок 2 выборки-хранв ни , блок 3 обнаружени  экстремумов , одновибратор 4J счетчик 5 и регистр 6. Входной сигнал подаетс  иа вход блока 2 выборки хранени  и первый вход блока 3 обнаружени  экстремумов. Блок 2 выборки-хранени  состоит из ключа 7j выкод которого соединен с конденсатором 8 и высоко омным повторителем 9. Блок 3 обнаружени  экстремумов содержит триггер to, дифференциальный усилитель Из, выход которого соединен с неинвеу- тирующим входом компаратора 12 и ШЕ- вертирующим входом компаратора 13. Инвертируюпсий вход компаратора 12 соединен с положительным полюсом источника (не показан) опорного напр жени  (+ Ецст.)}. а неинвертирующий вход компаратора 13 соединен с от рицательным полюсом (Е цст.) источника опорного напр жени . Выходы компараторов 12 и 13 соединены с элементом ИЛИ 14 и триггером 10. Выход элемента ИЛИ 1А соединен с.тактовым входом счетчика 5 и входом од- новибратора 4. Инверсный выход триггера 10 и выходы счетчика 5 соединены с информационными входами ре гистра 6, Выходна  шина регистра 6  вл етс  выходом устройства. Управление блоком 2 выборки-хранени  осу ществл етс  по сигналам от одновиб- ратора 4.

Устройство работает следующим образом .

Перед по влением исследуемого сигнала пусковой блок 1 вьщает сигнал Начало измерени  % поступающий ка одновибратор 4, Последний управл ет работой ключа 7 и переводит его в состо ние проводимости на BI5eм -itJ необходимое дл  окончани  процесса зар да конденсатора 8 блока 2 выборки-хранени  до уровн  входного

сигнала. Одновременно сигнал пускового блока 1 поступает на установочный вход счетчика 5 и переводит его

в исходное состо ние. Текущее значение входного сигнала непрерывно сравниваетс  с уровнем выходного напр жени  блока 2 выборки-хранени . Усиленна  разность этих величин с

выхода дифференциального усилител  11 поступает на вход аналоговых компараторов 12 и 13. При возрастании сигнала на выходе усилител  11 до уровн  +Е „ст. срабатывает компаратор

f2. Сигнал с выхода компаратора 12 поступает на S-вход триггера 10 и одновременно через элемент ИЛИ 14 - иа вход счетчика 5 и одновибратора 4, Последний формирует импульс, открывающий ключ 7 на врем  t. Конденсатор 8 оказываетс  снова подключен- к входной цепи и блок 2 выборки- хранени  запоминает новый уровень сигнала. Процесс повтор етс  до техпор , пока входной сигнал не достигнет своего максимального значени . Счетчик 5 осуществл ет подсчет количества шаговых приращений сигнала Величина одного шагового приращеки  ли равна UU i2L

К

где К

5

5

0

5

коэффициент-передачи дифференциального усилител  11 Е , - напр жение источника опорного напр жени , определ ющее уровень компарировани .

При уменьшении сигнала, когда последовательные приращени  приобре тают отрицательное значение, срабатывает компаратор 13, переводит триггер 10 в единичное состо ние (по выходу Q) и работа устройства продолжаетс  аналогичным образом. Счетчик 5 продолжает подсчет количества шаговых приращений входного сигнала N., соответствующих изменению входного сигнала на величину Е. Счет заканч шаетс , когда приращение сигнала становитс  меньще величины iU. После окончани  сигнала пусковой блок 1 формирует импульс Конец измерени , поступающий на вход Запись , по которому информаци  из счетчика 5 передаетс  в регистр 6. Устройство готово к прин тию следующего импульса.

Число N, записанное в регистре 6, св зано с измер емой величиной амплитуды импульса Ef следующим соотношением:

+ EZ bU(N, + N2)

2

UU

N,

Величину

AL

2

легко можно подобрать такой, чтобы число5 записанное в регистре 6, отображало бы искомую величину Ef, в стандартных единицах напр жени .

Характер экстремума сигнала фиксируетс  с помощью триггера 10. Вы сокий уровень напр жени , зафиксированный на Q - выходе триггера, соответствует максимуму, низкий уровень минимуму. Характер экстремума, зафиксированный триггером 10, определ етс  последовательностью работы компараторов 12 и 13: при максимуме первым запускае-. с  и работает компаратор 12, затем 13, при минимуме - наоборот.

Пусковой блок 1 вырабатывает сигналы Начало измерени  и Конец измерени  соответственно в моменты возникновени  и окончани  ш-тульса входного напр жени , что подразумевает детерминацию их во времени.

Методическа  погрешность измерени  амплитуды импульсного сигнала не превышает величины двух шаговых приращений (2- UU).

Динамическа  погрешность, вызванна  изменением входного сигнала за врем  ut, мала вследствие небольшой скорости изменени  входного сигнала и малости величины времени ut выборки сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   да

   Устройство дл  измерени  амплиту- импульсного сигнала, содержащее

   1A46574

   пусковой блок, блок выборки-хранени , блок обнаружени  экстремумов, первый вход которого соединен с входом блока выборки-хранени  и с входом устройства , отличающеес 

   5

   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены одновибра- тор, счетчик, регистр, устанавливающий вход счетчика и первый вход одно- вибратора соединены с выходом Начало измерени  пускового блока, вход Запись регистра соединен с выходом Конец измерени  пускового блока, выход одновибратора соединен с управ- л ющ11м входом блока выборки-хранени , выход которого соединен с вторым входом блока обнаружени  экстремумов, второй вход одновибратора соединен с первым выходом блока обнаружени  экстремумов и тактовым входом счетчика , выходы которого соединены с первыми информационными входами ре- , гистра, второй информационный вход которого соединен с вторым выходом блока обнаружени  экстремумов, а выход  вл етс  выходом устройства, а блок обнаружени  экстремумов содержит согласующий операционный усилитель , пр мой и инверсный входы которого  вл ютс  соответственно первым и вторым входами блока обнаружени  экстремумов, элемент ИЛИ, RS-триггер, два компаратора, первые входы которых соединены с выходом согласующего усилител S а вторые входы соединены с соответствующими ВЕЛходами источника опорных напр жений, выходы компараторов соединены соответственно с

   входами элемента ИЛИ и RS-триггера, выход которого  вл етс  вторым выходом блока обнаружени  экстремумов, а выход элемента ИЛИ  вл етс  первым выходом блока обнаружени  экстремуMOB .

   5х

   .г

   W

   ttut

   Ml

   iMi 11 i- част

   ..

   Г. - fi)

   l

   част

   - fi)

   J j j

   М шло am.

   0&e.t