SU1636801A1 - Устройство дл измерени длительности импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к электронным устройствам дл  измерени  длительности импульсов . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей - достигаетс  путем выполнени  измерений длительности импульсов на уровн х 0,1 и 0,9. Дл  этого в устройство дополнительно введены усилитель 5 с перестраиваемым коэффициентом усилени , два элемента И 8 и 11, дешифратор 9. элемент задержки 10, счетчик 12, формирователь 13 импульсов, регистр 14 и формирователь 15 логических уровней. Устройство также содержит источник 1 импульсов , две линии задержки 2 и 3, усилитель 6, блок 4 выборки-хранени , выпр митель 7 и блок 16 измерени  временных интервалов. 4 ил.

Description

со

с

о со о

00

о

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к электронным устройствам измерени  длительности видеоимпульсов в телевизионных,радиолокационных и других системах.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнени  измерений длительности видеоимпульсов на уровн х 0,1 и 0,9.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 - схема усилител ; на фиг. 4 - схема формировател  логических уровней.

Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 импульсов, первую линию 2 задержки, вторую линию 3 задержки, блок 4 выборки-хранени , усилитель 5 с перестраиваемым коэффициентом усилени , второй усилитель 6, выпр митель 7, первый элемент И 8, дешифратор 9, третью линию 10 задержки, второй элемент И 1 i, счетчик 12 импульсов, формирователь 13 импульсов, регистр 14, формирователь 15 логических уровней и блок 16 измерени  временных интервалов, При этом выход источника 1 импульсов соединен с управл ющим входом блока 4 выборки-хранени  и с входом линии 2 задержки , выход которой соединен с входом линии 3 задержки и с входом блока 4 выборки-хранени , выход которого подключен к второму входу усилител  5, первый вход усилител  5 соединен с выходом линии 3 задержки и с вторым входом усилител  6, первый вход которого подключен к выходу усилител  5, вход выпр мител  7 подключен к выходу усилител  6,.а выход выпр мител  7 - к входу блока 16 измерени  временных интервалов , выходы разр дов регистра 14 соединены с информационными входами счетчика 12, R-вход которого подключен к выходу формировател  13 импульсов, счетный вход - к выходу первого элемента И 8, а выходы разр дов соединены с соответствующими входами дешифратора 9, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к третьему, четвертому и п тому входам первого усилител  5, вход формировател  13 импульсов через третью линию 10 задержки соединен с выходом второго элемента И 11, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И 8, а первый вход - к третьему выходу дешифратора 9, выход источника 1 импульсов подключен к первому входу первого элемента И 8, второй вход которого соединен с входом предварительной записи счетчика 12 и с выходом формировател  15 логических уровней.

0

Врем  задержки гз видеоимпульсов линии 2 задержки имеет значение

7ф2 Тз Тл ,

где гф2 - длительность заднего фронта контролируемого видеоимпульса;

ГА - длительность плоской вершины контролируемого видеоимпульса.

Врем  задержки Тз видеоимпульсов линии 3 задержки имеет значение

Гф1 Г3 ТдиТз Т

где Гф1 - длительность переднего фронта контролируемого видеоимпульса;

тЈ- задержка распространени  сигнала

5 элементом И 8, счетчиком 12, дешифратором 9 и ключевыми элементами усилител  5.

Усилитель 5 с перестраиваемым коэффициентом усилени  (фиг. 3) содержит ре0 зисторы 17-21, ключевые элементы 22-25 и операционный усилитель 26, причем входы ключевых элементов объединены и соединены с первым входом усилител  5, управл ющие входы ключевых элементов

5 подключены соответственно к третьему, четвертому , п тому и n-входам усилител  5, а выходы клю- чевых элементов - соответственно к выводам резисторов 17-20, другие выводы которых объединены и соединены

0 с выводом резистора 21 и инвертирующим входом усилител  26, неинвертирующий вход которого подключен к второму входу усилител  5, а выход - к другому входу резистора 21 и выходу уси5 лител  5, причем коэффициент усилени  К усилител  5 составл ет: при открытом ключевом элементе ,11; при открытом ключевом элементе ,00; при открытом ключевомэлементе24К -9,10, асовокуп0 ность резистора 20 и ключевого элемента 25 показывает возможность наращивани  дискретных значений коэффициента усилени  усилител  5.

Формирователь 15 логических уровней

5 (фиг. 4) содержит переключатель 27, резисторы 28 и 29, элемент 2И-НЕ 30 и элемент 2И-НЕ 31, первый вход которого соединен с выходом элемента 2И-НЕ 30 и выходом блока 15, второй вход - с контактом переключа0 тел  27 и выводом резистора 29, а выход - с вторым входом элемента 2И-НЕ 30, первый вход которого соединен с выводом резистора 28 и другим контактом переключател  27, перекидной контакт которого подключен к

5 шине нулевого потенциала , другие выводы резисторов 28 и 29 объединены и соединены с шиной питани  элементов 2И-НЕ 30 и 31. При установке переключател  27 в положение А на выходе формировател  уровень

1, Б - на выходе формировател  уровень О.

На временных диаграммах, которые описывают цикл работы устройства, начина  с момента поступлени  второго видеоимпульса , представлены эпюры: а - видеоимпульсы на выходе источника 1 импульсов , б - видеоимпульсы на выходе линии 2 задержки, в - видеоимпульсы на выходе линии 3 задержки, г - сигнал на выходе блока 4 выборки-хранени , д - сигнал на выходе усилител  5, е - сигнал на выходе усилител  6, ж - сигнал на выходе выпр мител  7, з - импульсы на выходе элемента И 8, и - сигнал на третьем выходе дешифратора 9, к - импульс на выходе линии 10 задержки, л - импульс на выходе элемента И 11, м - импульс на выходе формировател  13 импульсов.

Устройство дл  измерени  длительности импульсов работает в двух режимах:

режим А (циклическое измерение длительности импульсов последовательно на уровн х 0,1; 0,5 и 0,9) обеспечиваетс  установкой в положение А переключател  27 формировател  15 логических уровней;

режим Б (измерение длительности импульсов на одном фиксированном уровне из набора 0,1; 0,5; 0,9) обеспечиваетс  установкой в положение Б переключател  27 формировател  15 логических уровней.

При работе устройства в режиме А в исходный момент времени разр ды счетчика 12 наход тс  в нулевом состо нии, на его управл ющем входе присутствует уровень 1, что определ ет работу счетчика 12 в режиме счета импульсов, отсутствует видеоимпульсы на выходах источника 1 импульсов , линий 2 и 3 задержки, также отсутствуют сигналы на выходах блока 4 выборки-хранени , усилителей 5 и 6, выпр мител  7, элемента И 8, дешифратора 9, линии 10 задержки, элемента И 11 и формировател  13 импульсов. На втором входе элемента И 8 присутствует уровень 1, а на первом входе элемента И 11 - уровень О. Исходное состо ние регистра 14 может быть любым .

С выхода источника 1 импульсов видеоимпульс , имеющий на уровне 0,1 значение длительности т , поступает на управл ющий вход блока 4 выборки-хранени  и на вход блока 4 выборки-хранени  через линию 2 задержки, значение времени задержки тз которой обеспечивает запоминание амплитуды видеоимпульса блоком 4 выборки-хранени  после сн ти  с его управл ющего входа видеоимпульса. Одновременно видеоимпульс через элемент И 8 поступает

0

на счетный вход счетчика 12 и передним фронтом записывает код 001, после чего на первом выходе дешифратора 9 устанавливаетс  управл ющий сигнал (уровень 1), который , поступа  на третий вход усилител  5 и открыва  ключевой элемент 22, устанавливает значение коэффициента усилени  усилител  5 минус 0,11.

Таким образом, на второй вход усилите0 л  5 с выхода блока 4 выборки-хранени  поступает квазипосто нное напр жение, значение которого равно амплитуде видеоимпульса (Uvi), на первый вход усилител  5 поступает видеоимпульс с выхода линии 3

5 задержки, значение времени задержки т3 которой обеспечивает в выходном сигнале усилител  5 сохранение длительности переднего фронта видеоимпульса Тф- , а на выходе усилител  5 действует сигнал, в котором расположен проинвертированный относительно уровн  0,11 Uvi выходной видеоимпульс линии 3 задержки с амплитудой, равной также значению 0,11 Uvi- Выходной

с сигнал усилител Ъ и видеоимпульс с выхода линии 3 задержки поступают соответственно на инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилител  6, работающего в режиме компаратора, который осу0 ществл ет их сравнение. В результате сравнени  усилитель 6 формирует на своем выходе пр моугольный двухполупериодный сигнал, длительность положительной полуволны которого равна длительности ri из5 мер емого видеоимпульса на уровне 0,1, а амплитуда положительной и отрицательной полуволн равна напр жению насыщени  операционного усилител . Этот сигнал поступает на вход выпр мител  7, который выQ дел ет положительную полуволну из выходного сигнала усилител  6 и подает этот выделенный импульс на вход блока 16 измерени  временных интервалов, где происходит измерение длительности этого им5 пульса. Показание блока 16 есть результат измерени  длительности т первого видеоимпульса на уровне 0,1.

Дл  второго видеоимпульса источника 1 импульсов, имеющего на уровне 0,5 значе0 ние длительности Г2 и значение амплитуды Uv2. процесс измерени  длительности аналогичен , за исключением моментов:

выходной импульс элемента И 8 передним фронтом по счетному входу записыва5 ет в счетчик 12 код 010, что определ ет установку на втором выходе дешифратора 9 (на первом и третьем выходах уровень О) уровн  1, который, открыва  ключевой элемент 23, устанавливает значение коэффициента усилени  усилител  5 минус 1,00;

в выходном сигнале усилител  5 расположен проинвертированный относительно уровн  1 Uv2 выходной видеоимпульс линии 3 задержки с амплитудой, равной также значению 1Uv2 .

в выходном сигнале усилител  6 длительность положительной полуволны равна длительности тг видеоимпульса на уровне 0,5;

показание блока 16 есть результат измерени  длительности Т2 второго видеоимпульса на уровне 0,5.

Дл  третьего видеоимпульса источника 1 импульсов, имеющего на уровне 0,9 значение длительности Тз и значение амплитуды Uva. процесс измерени  длительности также аналогичен, за исключением моментов:

выходной импульс элемента И 8 передним фронтом по счетному входу записывает в стчетчик 12 код 011, что определ ет установку на третьем выходе дешифратора 9 уровн  1 (на первом и втором выходах уровень О), который, открыва  ключевой элемент 24, устанавливает значение коэффициента усилени  усилител  5 минус 9, 10;

а выходном сигнале усилител  5 расположен проинвертированный относительно уровн  9,1 Uv3 выходной видеоимпульс линии 3 задержки с амплитудой, равной также значению 9,1 Uvai

в выходном сигнале усилител  6 длительность положительной полуволны равна длительности Тз видеоимпульса на уровне 0,9;

показание блока 16 есть результат измерени  длительности гз третьего видеоимпульса на уровне 0,9;

установка уровн  1 на третьем выходе дешифратора 9 приводит к по влению уровн  1 на первом входе элемента И 11, разреша  прохождение через него выходного импульса элемента И 8, выходной импульс элемента И 11 через линию 10 задержки поступает на вход формировател  13 импульсов , который по заднему фронту входного сигнала формирует импульс, соответствующий по времени моменту завершени  процесса сравнени  сигналов усилителем 6 и устанавливающий по R-вхо- ду разр ды счетчика 12 в нулевое состо ние, перевод  тем самым устройство в исходное состо ние.

На этом цикл работы устройства дл  измерени  длительности импульсов завершен . Такой цикл работы повтор етс  дл  каждых трех последующих видеоимпульсов источника 1 импульсов.

При работе устройства в режиме Б в исходном состо нии отсутствуют видеоимпульсы на выходах источника 1 импульсов, линий 2 и 3 задержкии, отсутствуют сигналы на выходах блока 4 выборки-хранени , усилителей 5 и 6, отсутствуют импульсы на выходах выпр мител  7, элемента И 8, линии 10 задержки, элемента И 11 и формировател  13 импульсов, присутствует уровень логического О на втором входе элемента И 8, а также на входе предварительной записи

0 счетчика 12, что определ ет его работу в режиме записи по информационным входам параллельного кода из регистра 14. причем в регистре 14 записан или код 001, или код 010, или код 011, что и определ ет нали5 чие управл ющему сигнала (уровень 1) соответственно или на первом, или на втором. или на третьем выходах дешифратора 9, что в свою очередь за счет открыти  соответственно ключевых элементов 22, 23 и 24 опре0 дел ет установку значени  коэффициента усилени  усилител  5 либо минус 0,11, либо минус 1,00, либо минус 9,10,которое обеспечивает измерение устройством длительности импульсов соответственно на уровне 0,1

5 или на уровне 0,5, или на уровне 0,9

Процесс измерени  длительности импульсов устройством в режиме Б аналогичен процессу измерени  в режиме А, за исключением того обсто тельства, что при любом

0 значении уровн , на котором происход т измерени  длительности, в течение всеТо процесса отсутствуют импульсы на выходах элемента И 8, линии 10 задержки, элемента И 11 и формировател  13 импульсов.

5 Дл  режимов А и Б работы устройства в случае, если напр жение насыщени  операционного усилител , на котором реализован усилитель 6, превышает предельно допустимое значение дифференциального сигнала

0 дл  операционного усилител , на базе которого реализован выпр митель 7, то выходной сигнал усилител  6 ограничиваетс  до необходимого уровн . Кроме того, уровень ограниченного сигнала усилител  6 не дол5 жен превышать значени  предельно допустимого уровн  входного сигнала дл  блока 16 измерени  временных интервалов

Устройство позвол ет выполн ть измерени  длительности как одиночных,так и

0 периодических видеоимпульсов, причем точность измерени  не зависит от амплитуды видеоимпульсов. Кроме того, наращива  разр дность регистра 14, счетчика 12, дешифратора 9 и обеспечива  соответствую5 щее наращивание дискретных значений коэффициента усилени  усилител  5 в диапазоне от минус 0,11 до минус 0,91, можно обеспечить измерение длительности импульсов на любом необходимом уровне от 0-1 до 0,9.

Использование в предлагаемом устройстве усилител  с перестраиваемым коэффициентом усилени  и других элементов и св зей, совокупность которых представл ет собой по сути блок управлени , обеспечивает выполнение измерени  длительности импульсов на любом уровне.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  длительности импульсов, содержащее последовательно соединенные источник импульсов и две линии задержки, а также блок выборки-хранени  и последовательно соединенные усилитель , выпр митель и блок измерени  временных интервалов, причем выход второй линии задержки соединен с вторым входом усилител , выход первой линии задержки соединен с входом блока выборки-хранени , управл ющий вход которого подключен к выходу источника импульсов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введены усилитель с перестраиваемым коэффициентом усилени , два

   держки, счетчик, формирователь импульсов, регистр и формирователь логических уровней , причем выходы разр дов регистра соединены с информационными входами

   счетчика, R-вход которого подключен к выходу формирователи импульсов, счетный вход - к выходу первого элемента И, а выходы разр дов соединены с соответствующими входами дешифратора, первый, второй и

   третий выходы которого подключены соответственно к третьему, четвертому и п тому входам усилител  с перестраиваемым коэффициентом усилени , первый и второй входы которого соединены соответственно с

   выходами второй линии задержки и блока выборки-хранени , а выход - с первым входом усилител , вход формировател  импульсов через третью линию задержки соединен с выходом второго элемента И,

   второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а первый вход- к третьему выходу дешифратора, выход источника импульсов подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с входом предварительной записи счетчика и с выходом формировател  логи