SU1644049A1 - Способ измерени длительности импульсов - Google Patents

Description

1

(21)4644434/21

(22)30.01.89

(46)23.04.91. Бюл. N° 15

(72) В. Г. Чумаков, А. В. Белов и В. С, Гацев

(53)621.317.325(088.8)

(56)Патент США № 3553593, кл. 328-112, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 922660, кл. G 01 R 29/02. 1982.

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ

(57)Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении длительности случайных одиночных импульсов произвольной формы, а также при измерении длительности импульсов случайных и

/

регул рных потоков. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет моноимпульсного измерени  длительности как одиночных, периодических, так и непериодических случайных сигналов произвольной длительности и амплитуды - достигаетс  тем, что формируют масштабированную копию измер емого импульса в моменты равенства мгновенных значений напр жени  фронта измер емого импульса начальному и всем последующим значени м порогового напр жени , формируют последующие значени  порогового напр жени  как мгновенные значени  напр жени  фронта масштабированной копии импульса, измер ют временной интервал. Между моментом равенства импульсного и порогового напр жений, непосредственно

ON

fe

g ю

0

Фиа.1

предшествующим моменту достижени  максимума импульса, и моментом равенства напр жени  спада масштабированной копии импульса значению максимума измер емого импульса, определ ют интервал поправки в зависимости от вида функции, апроксимирующей фронт импульса на уровне измерени  длительности, а длительность

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении длительности случайных одиночных импульсов произвольной формы, а также при измерении дли- тельности импульсов случайных и регул рных потоков.

Цель изобретени  - расширение области применени  за счет моноимпульсного измерени  длительности как одиночных, периодических , так и непериодических случайных произвольной длительности и амплитуды.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства, реализующего способ измерени  длительности; на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие работу устройства, где I - измер емый импульс, II - сигнал на выходе масштабного усилител , III - сигнал на выходе блока определени  максимума.

Устройство содержит вход 1, схему 2 сброса, схему 3 установки порогового уровн , масштабный усилитель 4, блок 5 определени  максимума, блоки 6 и 7 сравнени , блок 8 регистрации и анализа результатов измерени , выход 9.

Способ реализуетс  следующим образом .

Входной сигнал с входа 1 (фиг. 1) поступает одновременно на схему 2 сброса, масштабный усилитель 4, блок 5 определени  максимума и первый вход блока 6 сравнени . При превышении входным сигналом напр жени  порога чувствительности Упч (фиг. 2а), на выходе схемы 2 сброса формируетс  импульс (фиг. 2г), передний фронт которого устанавливает в исходное состо ние блок 5 определени  максимума, схему 3 .установки порогового уровн  и блок 8 регистрации и анализа результатов измерени , при этом на выходе схемы 3 устанавливаетс  начальное значение порога Un.o., поступающее на второй вход блока 6 сравнени . В момент превышени  на первом входе блока б сравнени  уровнем входного сигнала порогового значени  Un.o. блок 6 сравнени  формирует в момент времени to на

импульса на заданном уровне определ ют из математического выражени . Устройство дл  реализации способа содержит вход 1, схему 2 сброса, схему 3 установки порогового уровн , масштабный усилитель 4, блок 5 определени  максимума, блоки 6 и 4 сравнени , блок 8 регистрации и анализа результатов измерени , выход 9. 1 з. п. ф-лы. 2 ил.

своем выходе короткий отсчетный импульс (фиг. 26), поступающий на второй вход схемы 3 и второй вход блока 8. Схема 3 при поступлении этого отсчетного импульса

обеспечивает установку на своем выходе нового значени  порога сравнени , устанавлива  его равным уровню входного сигнала , усиленного масштабным усилителем 4 в 1 /К раз, где К - уровень отсчета длительности входного импульса, и поступающего на третий вход схемы 3 в момент времени to, соответствующий переднему фронту отсчетного импульса. Таким образом, взаимодействие элементов устройства - блока 6,

схемы 3 и усилител  4 с указанными св з ми , обеспечивает при каждом превышении входного сигнала уровн  порога сравнени  формировани  схемой 3 нового значени  порога сравнени .

Блок 5 определени  максимума запоминает максимальное значение напр жени  входного сигнала и выдает его на первый вход блока 7 сравнени  и третий вход блока 8.

Усиленный в 1/К раз входной сигнал с

выхода масштабного усилител  4 поступает на второй вход блока 7 сравнени , где на спаде входного сигнала в момент равенства уровней на первом и втором входах блока 7

сравнени  формируетс  в момент времени IN последний отсчетный импульс (фиг. 2в), поступающий на четвертый вход блока 8.

В блоке 8 измер етс  интервал времени At (фиг. 2) между последними двум  отсчетными импульсами, сформированными блоком 6 сравнени  за врем  нарастани  уровн  входного сигнала и поступающими на его второй вход. Кроме того, блок 8 измер ет также интервал времени Д (фиг. 2)

между последним отсчетным импульсом, сформированным блоком 6 сравнени , и последним отсчетным импульсом сформированным блоком 7 сравнени , предшествующим заднему фронту сигнала

5 с выхода схемы 2 сброса.

По значени м этих интервалов времени , а также по значени м последнего установленного порогового уровн  Un(N-1) (фиг. 2а), поступающего на п тый вход блока 8 с блока 3, и максимальному значению сигнала , поступающему на третий вход блока 8 с блока 5, блок 8 вычисл ет поправку ДД и окончательное значение длительности Д:

Д Д + ДД.

Дл  линейной апроксимации поправка имеет следующее значение: AU

Un(N-1)-/Wc Un(N-1)-U,(N-1)-K

. , (2)

1

At,

Un(N-1) (1-K) где Амакс максимальное значение сигнала;

К - относительный уровень отсчета длительности сигнала;

Un(N-1) - последнее значение напр жени  порогового уровн  на выходе блока 3.

При измерении длительности сигнала на уровне 0,5 значение длительности сигнала определ етс  следующим образом:

Д Д + 2 AtПравильный выбор апроксимирующей функции позвол ет значительно уменьшить , а дл  определенных классов сигналов полностью исключить ошибку в определении длительности импульса на заданном относительном уровне. Так при линейной апроксимации дл  сигналов с линейным фронтом на уровне относительного отсчета длительности трапецеидальных, треугольных , пр моугольных импульсов сам способ не дает погрешности, а при использовании в качестве апроксимирующей функции полинома 2-й, 3-й и т. п. степени значительно уменьшает ошибку и дл  других форм импульса синусоидальной, колоколообразной и т. п.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ измерени  длительности импульсов , заключающийс  в том, что определ ют максимальное значение импульсного напр жени , сравнивают мгновенные значени  импульсного напр жени  с пороговым уровнем напр жени , измен емым по заданному закону, и регистрируют результаты измерений, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени , формируют масштабированную с коэф- фициентом 1/К копию измер емого импульса, где К - уровень отсчета длительности импульса, в моменты равенства мгновенных значений напр жени  фронта измер емого импульса начальному и всем последующим значени м порогового напр жени  формируют последующие значени  порогового напр жени  как мгновенные значени  напр жени  фронта

   масштабированной копии импульса, измер ют временной интервал Д1 между моментом равенства импульсного и порогового напр жений, непосредственно предшествующим моменту достижени  максимума

   импульса, и моментом равенства напр жени  спада масштабированной копии импульса значению максимума измер емого импульса, определ ют интервал поправки АД в зависимости от вида функции, апроксимирующей фронт импульса на уровне измерени  длительности, а длительность Д импульса на заданном уровне определ ют в соответствии с выражением Д Д1 + Д Д.
2. 2. Способ по п. 1., о т л и ч а ю щ и и с  

   тем, что при линейной функции, аппроксимирующей фронт измер емого импульса, измер ют интервал времени At между двум  моментами равенства импульсного и порогового напр жений, непосредственно предшествующих моменту достижени  максимума импульса, запоминают значение порогового уровн  ип(М-1), формированное непосредственно перед максимумом измер емого импульса, а интервал поправки АД определ ют в соответствии с выражением

   Д дUn (n - 1) Амакс

   Un(N- 1)-Un(N- 1) К

   At,

   где Амакс - максимальное значение импульсного напр жени .

   Фиг. 2