SU1698836A2

SU1698836A2 - Pulse length metering device

Info

Publication number: SU1698836A2
Application number: SU894732358A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Курдюмов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5554
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-12-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл измерени параметров видеоимпульсов и случайных процессов импульсного характера . Цель изобретени - повышение достоверности измерени амплитуды за счет синхронизации момента измерени амплитуды -достигаетс путем введени в устройство ключа 8, элемента ИЛИ-НЕ 9, трех компараторов 10,11,13, разр дного элемента 12, элемента И 14. Кроме того, устройство содержит источник 1 импульсов, две линии 2 и 3, блок 4 выборки-хранени , два.усили- тел 5 и 6, выпр митель 7. 2 ил.The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for measuring parameters of video pulses and random processes of a pulsed nature. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the amplitude measurement by synchronizing the amplitude measurement time-achieved by inserting the key 8, the element OR-NOT 9, the three comparators 10, 11, 13, the bit element 12, the element 14 into the device. In addition, the device contains a source of 1 pulses, two lines 2 and 3, a sampling-storage unit 4, two. amplifiers 5 and 6, a rectifier 7. 2 Il.

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электронным устройствам для измерения параметров (амплитуды и длительности) контролируемых видеоимпульсов в телевизионных, радиолокационных, измерительных и других системах, может быть использовано при исследованиях различных случайных процессов импульсного характера и является усовершенствованием известного устройства по авт, св. СССР № 1406529.The invention relates to measuring equipment, in particular to electronic devices for measuring the parameters (amplitude and duration) of controlled video pulses in television, radar, measuring and other systems, can be used in studies of various random processes of a pulsed nature and is an improvement of the known device by auto, sv . USSR No. 1406529.

Цель изобретения - повышение достоверности измерения амплитуды импульсов за счет синхронизации момента измерения амплитуды.The purpose of the invention is to increase the reliability of measuring the amplitude of the pulses due to the synchronization of the moment of measuring the amplitude.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения длительности импульса; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.In FIG. 1 shows a block diagram of a device for measuring pulse duration; figure 2 - timing diagrams of the operation of the device.

Устройство для измерения длительности импульса содержит источник 1 импульсов, первую 2 и вторую 3 линии задержки, блок 4 выборки-хранения, первый 5 и второй 6 усилители, выпрямитель 7, ключ 8, элемент ИЛИ-НЕ 9, первый 10 и второй 11 компараторы, разрядный элемент 12, третий компаратор 13, элемент И 14, преобразователь 15 временного интервала в код.A device for measuring the pulse duration contains a pulse source 1, a first 2 and a second 3 delay lines, a sample-storage unit 4, a first 5 and a second 6 amplifiers, a rectifier 7, a key 8, an OR-NOT 9 element, the first 10 and second 11 comparators, bit element 12, the third comparator 13, the element And 14, the Converter 15 time interval in the code.

Выход источника 1 импульсов соединен с входом линии 2 задержки и управляющим входом блока 4 выборки-хранения.Выход линии 2 задержки соединен с входом линии 3 задержки и входом блока 4 выборки-хранения, первый выход которого подключен к второму входу усилителя 5, первый вход которого соединен с вторым входом усилителя б и выходом линии 3 задержки, Выход усилителя 5 подключен к первому входу усилителя 6, выход которого соединен с входом выпрямителя 7. Вход разрядного элемента 12 подключен к выходу ключа 8, сигнальный вход которого соединен с вторым выходом блока 4 выборки-хранения, а управляющий вход - с выходом элемента ИЛИ-НЕ 9 и первым входом элемента И 14, второй вход которого подключен к выходу компаратора 13, вход которого соединен с первым выходом блока 4 выборки-хранения, выходы линий 2 и 3 задержки подключены соответственно к входам компараторов 11 и 10. Выход компаратора 11 подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 9, второй вход которого соединен с выходом компаратора 10, Выход элемента И 14 соединен с входом преобразователя 15 временного интервала в код.The output of the pulse source 1 is connected to the input of the delay line 2 and the control input of the sample-storage unit 4. The output of the delay line 2 is connected to the input of the delay line 3 and the input of the sample-storage unit 4, the first output of which is connected to the second input of the amplifier 5, the first input of which connected to the second input of the amplifier b and the output of the delay line 3, the output of the amplifier 5 is connected to the first input of the amplifier 6, the output of which is connected to the input of the rectifier 7. The input of the discharge element 12 is connected to the output of the key 8, the signal input of which is connected to the second the output of the sample-storage unit 4, and the control input - with the output of the OR-NOT 9 element and the first input of the AND element 14, the second input of which is connected to the output of the comparator 13, the input of which is connected to the first output of the sample-storage unit 4, the outputs of lines 2 and 3 delays are connected respectively to the inputs of the comparators 11 and 10. The output of the comparator 11 is connected to the first input of the OR-NOT 9 element, the second input of which is connected to the output of the comparator 10, The output of the AND element 14 is connected to the input of the time interval converter 15 to the code.

Устройство для измерения длительности импульса работает следующим образом.A device for measuring the pulse duration works as follows.

В исходном состоянии операционные усилители блока 4, выпрямителя 7, усилителей 5 и 6 и компараторов 10,11 и 13 сбалансированы, отсутствуют импульсы на выходе генератора 1, линий 2 и 3 задержки, компараторов 10, 11 и 13, элемента И 14. При этом ключ блока 4 выборки-хранения закрыт, а ключ 8 открыт, поскольку на второй вход элемента 12 смещен в прямом направлении. В результате конденсатор блока 4 выборкихранения заряжен до значения V_np. Это определяет уровень ν_Πρ на втором и первом выходах блока 4 выборки-хранения и на выходе усилителя 5, что, в свою очередь, определяет уровень плюс V_H на выходе усилителя 6 и уровень 1 на выходе выпрямителя 7; исходное состояние преобразователя 15 временного интервала в код нулевое.In the initial state, the operational amplifiers of unit 4, rectifier 7, amplifiers 5 and 6, and comparators 10,11 and 13 are balanced, there are no pulses at the output of generator 1, delay lines 2 and 3, comparators 10, 11 and 13, element And 14. In this case the key of the sample-storage unit 4 is closed, and the key 8 is open, since the second input of the element 12 is shifted in the forward direction. As a result, the capacitor of the storage sample block 4 is charged to a value of V _n p. This determines the level ν _Π ρ at the second and first outputs of the sample-storage unit 4 and at the output of the amplifier 5, which, in turn, determines the level plus V _H at the output of the amplifier 6 and level 1 at the output of the rectifier 7; the initial state of the converter 15 time interval in the code is zero.

Импульс источника 1 (амплитудой V_c и длительностью на уровне 0,5 от амплитудного значения τ o.s) поступает на управляющий вход блока 4 выборки-хранения непосредственно, а на сигнальный вход блока 4 выборки-хранения -- через линию 2 задержки, запаздывание в которой составляет τ 1, что обеспечивает заряд конденсатора блока 4 выборки-хранения до значения Vc и запоминание этого значения после окончания импульса на управляющем входе блока 4 выборки-хранения. В процессе заряда, когда напряжение на конденсаторе достигает значения V_o, срабатывает компаратор 13, выходной импульс которого поступает на второй вход элемента И 14. Поскольку импульс с выхода линии 2 задержки действует и на входе компаратора 11, то выходной импульс компаратора 11 1, через элемент ИЛИ-НЕ 9 запрещает по первому входу элемента И 14 прохождение через него импульса компаратора 13 и одновременно закрывает ключ 8, исключая влияние разрядного элемента 12 на процесс заряда конденсатора блока 4 выборки-хранения.The source 1 pulse (with an amplitude of V _c and a duration of 0.5 of the amplitude value of τ os) is supplied directly to the control input of the sample-storage unit 4, and to the signal input of the sample-storage unit 4 through a delay line 2, the delay in which is τ 1, which provides a capacitor charge of the sample-storage unit 4 to the value Vc and storing this value after the end of the pulse at the control input of the sample-storage unit 4. In the process of charging, when the voltage across the capacitor reaches a value of V _o , the comparator 13 is activated, the output pulse of which is supplied to the second input of the element And 14. Since the pulse from the output of the delay line 2 acts at the input of the comparator 11, the output pulse of the comparator 11 1, through the OR-NOT element 9 prohibits the passage of the pulse of the comparator 13 through it at the first input of the element AND 14 and simultaneously closes the key 8, eliminating the influence of the discharge element 12 on the charge process of the capacitor of the sample-storage unit 4.

Выходной сигнал блока 4 выборки-хранения (с первого выхода) поступает на второй вход усилителя 5, а выходной импульс линии 2 задержки поступает на первый вход усилителя 5 через линию 3 задержки, запаздывание в которой составляет т 2, что позволяет усилителю 5 обеспечить инверсию импульса линии 3 задержки относительно уровня V_c без искажений его переднего фронта.The output signal of the sample-storage unit 4 (from the first output) is supplied to the second input of the amplifier 5, and the output pulse of the delay line 2 is supplied to the first input of the amplifier 5 through the delay line 3, the delay in which is t 2, which allows the amplifier 5 to provide pulse inversion delay lines 3 with respect to the level of V _c without distortion of its leading edge.

Выходной сигнал усилителя 5 и выходной импульс линии 3 задержки поступают соответственно на первый и второй входы усилителя 6. где происходит их сравнение.The output signal of the amplifier 5 and the output pulse of the delay line 3 are respectively supplied to the first and second inputs of the amplifier 6. where they are compared.

Причем в момент времени, совпадающий с появлением сигнала на выходе усилителя 5, происходит переключение усилителя 6 из состояния плюс V_H в состояние минус V_H, в момент времени, когда по переднему фронту выходной импульс линии 3 задержки достигнет 0,5 амплитудного значения, переключение усилителя 6 из состояния минус V_H в состояние плюс V_H и в момент времени, когда по заднему фронту выходной импульс линии 3 задержки падает до 0,5 амплитудного значения, - переключение усилителя 6 из состояния плюс Vh в состояние минус Vh.Moreover, at the time coinciding with the appearance of the signal at the output of the amplifier 5, the amplifier 6 switches from the state plus V _H to the state minus V _H , at the time when the output pulse of the delay line 3 reaches 0.5 amplitude values along the rising edge, switching amplifier 6 from the state minus V _H to the state plus V _H and at the time when, on the trailing edge, the output pulse of the delay line 3 drops to 0.5 of the amplitude value, the amplifier 6 is switched from the state plus Vh to the state minus Vh.

Выходной сигнал усилителя 6 подается на выпрямитель 7, на выходе которого формируется последовательность импульсов. Причем импульс последовательности, стоящий по времени первым после начала выходного импульса линии 3 задержки,имеет значение длительности То,5. Длительность το,5 выходного импульса выпрямителя 7 измеряют известным способом, например методом дискретного счета.The output signal of the amplifier 6 is supplied to the rectifier 7, the output of which is formed by a sequence of pulses. Moreover, the pulse of the sequence, standing in time first after the start of the output pulse of the delay line 3, has a value of duration To, 5. The duration το, 5 of the output pulse of the rectifier 7 is measured in a known manner, for example, by a discrete counting method.

Поскольку выходной импульс линии 3 задержки действует также и на входе компаратора 10 через элемент ИЛИ-НЕ 9 подтверждает закрытое состояние ключа 8 и запрещенное состояние элемента И 14. В момент времени, совпадающий с задним фронтом импульса компаратора 10, когда процесс измерения длительности 0,5 завершен, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 устанавливается уровень 1, который разрешает прохождение через элемент И 14 импульса компаратора 13 и переводит ключ 8 в открытое состояние.Since the output pulse of the delay line 3 also acts on the input of the comparator 10 through the OR-NOT 9 element, it confirms the closed state of the key 8 and the forbidden state of the element And 14. At the point in time coinciding with the trailing edge of the pulse of the comparator 10, when the measurement process lasts 0.5 completed, at the output of the OR-NOT 9 element, level 1 is set, which allows the pulse of the comparator 13 to pass through the And element 14 and puts the key 8 in the open state.

Открытый ключ 8 подключает разрядный элемент 12 к второму выходу блока 4 выборки-хранения (в этот момент времени диод разрядного элемента 12 смещен в обратном направлении), что определяет начало процесса разряда конденсатора блока 4 выборки-хранения, а конец процесса - смещение диода разрядного элемента Непрямом направлении. Причем в процессе разряда, когда напряжение на конденсаторе достигает значения Vo, происходит выключение компаратора 13 и завершение формирования на выходе элемента И 14 им пульса длительностью г _с. Поскольку разряд конденсатора происходит по экспоненциальному закону (начальный участок экспоненты имеет линейный характер) и должен бы происходить без учета ограничивающего действия диода разрядного элемента 12 до значения V, значительно превышающего значение V_c, то указанный участок процесса разряда конденсатора носит практически линейный характер, т.е. в данном случае значение г_с прямо пропорционально значению Vc, причем постоянная времени цепи разряда определяется значением емкости конденсатора блока 4 выборки-хранения и значением входного сопротивления разрядного элемента 12.The public key 8 connects the discharge element 12 to the second output of the sample-storage unit 4 (at this point in time, the diode of the discharge element 12 is shifted in the opposite direction), which determines the beginning of the discharge process of the capacitor of the sample-storage unit 4, and the end of the process determines the displacement of the discharge element diode Indirect direction. Moreover, in the discharge process, when the voltage across the capacitor reaches a value of Vo, the comparator 13 is turned off and the formation of a pulse of duration g _s at the output of element And 14 is completed. Since the discharge of the capacitor occurs exponentially (the initial portion of the exponent is linear in nature) and should occur without taking into account the limiting action of the diode of the discharge element 12 to a value of V that significantly exceeds the value of V _c , this section of the capacitor discharge process is almost linear, t. e. in this case, the value of c _{with is} directly proportional to the value of Vc, and the time constant of the discharge circuit is determined by the value of the capacitance of the capacitor of the sample-storage unit 4 and the value of the input resistance of the discharge element 12.

Выходной импульс элемента И 14 поступает на вход преобразователя 15 временного интервала в код, где происходит измерение длительности этого импульса. Причем код, зафиксированный в преобразователе 15, есть результат выполнения измерений амплитуды V_c импульса источника 1 контролируемых импульсов.The output pulse of the element And 14 is fed to the input of the Converter 15 time interval in the code, where the measurement of the duration of this pulse. Moreover, the code recorded in the Converter 15 is the result of measurements of the amplitude V _{c of the} pulse source 1 of the controlled pulses.

Claims

Claim

A device for measuring the pulse duration according to ed. St. No. 1406529, characterized in that, in order to increase reliability by synchronizing the moment of amplitude measurement, a bit element, a key, an OR-NOT element, an AND element, three comparators and a time interval to code converter are introduced into it, and the input of the bit element is connected to the key output, the control input of which is connected to the output of the OR-NOT element and the first input of the And element, and the signal input - to the second output of the fetch-storage unit, the first output of which is connected to the input of the third comparator, the output of which is connected to the second at the input of the And element, the outputs of the second and first delay lines are connected respectively to the inputs of the first and second comparators, the output of the second comparator is connected to the first input of the OR-NOT element, the second input of which is connected to the output of the first comparator, the output of the And element is connected to the input of the time interval converter into the code.