SU691767A1 - Измеритель амплитуды импульсов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к областей электронной измерительной техники и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре дл  измерени  и исследовани  параметров электрических импульоных сигналов.

Известны измерители амплитуды импульсов , содержащие накопительный конденсатор с цеп ми зар да и разр да, согласующий и суммирующий элементы l.

Таким измерители амплитуды не позвол ют намер ть амплитуду импульсов в цеп х, не св занных с землей, измер ют пиковое значение импутпьсрв и не позвол ют намер ть значение импульсного сигнала в фиксированные моменты времени.

Наиболее совершенным  вл етс  нзмеритепь амплитуды импульсов, содержащий усилитель посто нного тока, инвертор, резисторы и накопительный конденсатор, одда обкладка которого соединена с нулевой щиной, а друга  подсоединена к выходам блоков зар да и разр да и через согласующий каскад и первый резистор

к первому входу усилител  посто нного тока, первый вход которого через второй и третий резисторы соединен соответст венно с выходом инвертора, и через четвертый резистор с вторьа входом усилител  посто нного тока 2}.

Такой измеритель имеет следующие недостатки.

Он измер ет только пиковое значен11е амплитуды импульсов, которое может быть результатом искажающего выброса на импульсе и не позвол ет измер ть мгновенное значение импульсного напр жени  в момент вролени, задаваемый стробирующим сигналом, св занным по фазе с исследуемым сигналом. Во-вторы он не позвол ет измера ть амплитуду обеих пол рностей двухпол рных импульсов.

Цель изобретени  заключаетс  в создании измерител  амплитуды импульсов, позвол ющего намер ть мгновенное значение обеих пол рностей двупол рных импульсов в момент действи  стробирующего сигнала, то «сть расширение функциональных возможностей измерител . Дл  этого в измеритель амплигуды импульсов, сопержаший усилитель посто нного тока, шшертор, резисторы и накопительный конденсатор, одна обкладка которого соединена с нулевой шиной , а друга  подсоединена к выходам блоков зар да и разрзада и через согласующий каскад и первый резистор - к первому входу усилител  посто ного тока, первый вход которого через второй и третий резисторы соединен соответственно с выходом инвертора, и через четвертый резистор - с вторым входом усилител  посто нного тока, дополнительно введены блок стробировани  и два стробируемых одновибратора, первые входы которых соединены с выходом блока стробировани , а вторые входы соединены с выходом усилител  посто нногч) тока, выход первого стробирув 4оГо одновибратора соединен с входом блока зар да и с первым входом блока стробировани , второй вход которого подключен к входу блока разр да и выходу второго стробируемого одновибратора , а вход инвертора подключен к выходу согласующего каскада.

На чертеже приведена функциональна  схема устройства.

Измеритель амплитуды импульсов согдержит резисторы 1, 2, 3, 4, 5 и 6, операционный усилитель 7, стробируемый одновибратор 8 с высоким входным порогом срабатывани , стробируемый одновибратор 9 с низким входным порогом срабатывани , блок стробировани  10, блок зар да 11, блок разр да 12, накопительный конденсатор 13, согласующий каскад 14, инвертор 15. Выход согласующего каскада 14  вл етс  выходом измерител  Устройство работает следующим o6piaзом ,

На входы измерител  подаютс  повтор ющиес  измер емые импульсы напр жени , а на вход стробировани  - стробирующие импульсы, синхронизированные с измер емыми. Подаваемые на вход измерител  положительные импульсы усиливаютс  операционным усилителем 7 и, когда на вход стробировани  подаетс  стробирующий импульс, запускаетс  одновибратор 8. За врем  длительности импульса одновибратора накопительный конденсатор 13 незначительно зар жаетс  через блок зар да 11. Конденсатор 13 многократно подзар жаетс  при воздействии, входных импульсов до тех пор, пока напр жение

на выходах согласующих каскада J4 и инвертора 15 возрастут настолько, что скомпенсируют действие входного импульса на входе операцио1шого усилител  в момент действи  стробируемого импульса на входе стробировани . Устанавливаетс  режим динамического равновеси , когда запуск одновибратора 8 приводит к увеличению напр жени  на накопительном конденсаторе 13, в свою очередь увеличение напр жени  на накопительном конденсаторе приводит к по влению низкого уровн  на выходе операционного усилител  7. Это ведет к срабатыванию одновибратора 9 в момент действи  стробирующего импульса и к разр5щу накопительного конденсатора 13 через блок разр да 12. Параметры блоков зар да, разр да и накопительного конденсатора выбираютс  так, чтобы в режиме динамического равновеси  на конденсаторе и на входе измерител  было практически посто нное напр жение с малыми пульсаци ми.

Если на вход измерител  подаютс  повтор ющиес  отрицательные импульсы, то в момент стробировани  запускаетс  одновибратор 9 и накопительный конденсатор 13 разр жаетс  через блок разр да 12. Разр д накопительного конденсатора 13 будет многократно происходить при воздействии входных импульсов до установлени  режима динамического равновеси , когда запуск одновибратора 9 будет приводить к уменьшению напр жени  на конденсаторе 13, в свою очередь уменьшение напр жени  будет приводить к запуску одновибратора 8 и к увеличе «ию напр жени  на накопительном конденсаторе 13.

Каждый стробирующий импульс может запустить лишь один из одновибраторов, в зависимости от напр жени  на выходе операционного усилител  7.

Посто нное напр жение на выходе согласующего каскада будет пропорционально мгновенному значению измер емого импульса в момент действи  стробирующего импульса, а его пол рность будет совпадать с пол рностью входного импульса на входе измерител . Операционный усилитель 7 в измерителе работает в нелинейном режиме компаратора, что позвол ет примен ть любые типы усилителей без корректирующих цепей.

Таким образом, по пол рности и величине выходного напр жени  на выходе измерител  можно однозначно судить о пол рности и мгновенном значении импупьcnoi-o измер емого сигнала в момент поступлени  строб1фующего импупьса. Напр жение на выходе инвертора 15 равно по величине, но противоположно по пол рности относительно выхода измерите л . Резисторы 1, 3, 4, 6 соединены с резисторами 2, 5 таким образом, что имеетс  возможность проводить игмлерени  как в цеп х, св заных с обшей землей , так и изолированных от нее. Блок стробировани  10 использован дл  сокращени  эффективной длительирсти стробимпульса на входах одновибраторов 8 и 9. Использование блока стробировани  позвол ет повысить точность измерени  и снизить требовагш  к длительности и стабильность строб1фующих импульсов . Когда на вход стробировани  поступает стробиругощий импульс, он проходит блок стробировани  10 и запускает один из одновибраторов 8 или 9. Выходной сигнал одновибратора 8 или 9 воздействует на запрещающий вход блока стробировани  10 и прекращает воздействие стробирующего импульса на входы одновибраторюв. Таким обра тим, обеспечиваетс  надежный запуск одцого из одновибраторов при минимальной эффективной длительности импульса стробировани , равной сумме времени задеркки блока стробировани  и одновибратора. Повышение точности измерени  за счет введени  блока стробировани  особенно ощутимо при коротких измер емых сигналах , длительность которых соизмерима с длительностью стробирующего импзтьса. Ф о рмула изобретени  Измеритель амплитуды ш пульсов, со держащий усилитель посто нного тока, ин вертор, резисторы, накопительный ковденсатор , одна обкладка которого соединена с нулевой шиной, а друга  подсоединена к выходам блоков зар да и разр да, а через согласующий каскад и первый резистор - к первому входу усилител  посто нного тока, первый вход которого через второй и третий резисторы соединен соответственно с выходом инвертора, и через четвертый резистор - с вторым входом усилител  посто нного тока, отличающийс  т&л, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены блок стробировани  и два стробируемых одновибратора, первые входы которых соединены с выходом блока стробировани , а вторые входы соединены с выходом усилител  посто нного тока, выход первого стробируемого одновибратора соединен с входом блока зар1ща и с первым входом блока стробировани , второй вход которого подключен к входу блока разр да и выходу второго стробируемого одновибратора, а вход инвертора подключен к выходу согласующего каскада. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Анализ схем амплитудных детекторов на операционных усилител х.- Электроника (США), русск. перевод,№ 23, 1974, с. 69-74. 2, Авторское свидетельство СССР 527669, кл. G01 R 19/О4.