SU732757A1

SU732757A1 - Autocomensation pulse voltmeter

Info

Publication number: SU732757A1
Application number: SU772537669A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Павлович Грязнов; Валерий Федорович Гурычев; Виктор Васильевич Шеховцев
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4097
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1980-05-05

Description

1one

Изобретение относитс к технике импульсных измерений и может быть использовано дл измерений амплитуды импульсов Б системах встроенного кон- j трол при наличии нестационарных шумовых и импульсных помех.The invention relates to the technique of pulse measurements and can be used to measure the amplitude of pulses in built-in remote control systems in the presence of transient noise and impulse noise.

Известны устройства дл измерени амплитуды импульсных сигналов, которые позвол ют проводить измерени д при наличии помех. Эта задача решаетс в двухканальных вольтметрах соответствуюишм выбором параметров зар дной и разр дной цепей накопительного конденсатора 1).Devices for measuring the amplitude of pulsed signals are known that allow measurements to be carried out in the presence of interference. This problem is solved in two-channel voltmeters corresponding to the choice of parameters of the charge and discharge circuits of the storage capacitor 1).

Однако такие вольтметры эффективно работают только при наличии помех стационарного типа, поскольку при изменении параметров помехи должны бЕЛть изменены и параметры зар дной и разр дной цепей.However, such voltmeters work effectively only in the presence of stationary type interference, since the parameters of the noise must be changed and the parameters of the charging and discharging circuits must be changed.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс импульсный автокомпенсадионный вольтметр, содержащий пороговый элемент и усилитель, а также логичес-2. кий блок, включающий в себ последовательно соединенные счетчик числа импульсов, переключатель к блок совпадени , и мультивибратор, вход которого подключен к выходу логичес-JO Closest to the present invention is a pulsed auto-compensated voltmeter containing a threshold element and an amplifier, as well as a logical-2. a cue block including a pulse number counter connected in series, a switch to the match block, and a multivibrator whose input is connected to the logic-JO output

кого блока, накопительный конденсатор и индикатор, соединенные в параллель , вход которых подключен к управл ющему входу порогового элемента, и цепь сброса счетчика 2.unit, storage capacitor and indicator connected in parallel, the input of which is connected to the control input of the threshold element, and the counter drop circuit 2.

Однако при измерении амплитуды заданной импульсной последовательности , поступающей на вход вольтметра, возникают большие погрешности измерени из-за мешающих помех.However, when measuring the amplitude of a given pulse sequence at the input of a voltmeter, large measurement errors occur due to interfering interference.

Цель изобретени - исключение вли ни нестационарных шумовых и импульсных помех на точность измерени амплитуды импульсов.The purpose of the invention is to eliminate the effect of unsteady noise and impulse noise on the accuracy of measuring the amplitude of pulses.

Указанна цель достигаетс тем, что в вольтметр содержащий последовательно соединенные пороговый элемент и усилитель, логический блок, включающий в себ последовательно соединенные счетчик числа импульсов, переключатель и блок совпадени , и мультивибратор, вход которого подключен к выходу логического блока, соединенные в параллель накопительный конденсатор и индикатор, вход которых подключен к управл ющему входу порогового элемента, .и цепь сброса счетчика, введены дополнительный логический блок, блок совпаде-: НИН, первый вход которого подключен к выходу усилител , второй вход соединен с шиной стробирующего сигнала а выход подключен к входу Логического блока, причем первый вход дополнительного логического блока- соединен с шиной стробирующего сигнала, другой вход подключен к выходу мульт вибратора, а выход соединен со вторы входом логического блока, причем выход мультивибратора через дополнительно введенный диод соединен со входом индикатора. Указанна цель достигаетс также и тем, что дополнительный логический блок включает в себ последовательно соединенные счетчик числа импульсов стробирующего сигнала, переключатель, блок совпадени , мул тивибратор и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен со вторым входом, а выход - с выходом дополнительного логического блока. На чертеже приведена структурна электрическа схема вольтметра, измер ющего амплитуду импульсов при наличии помех. . Импульсный автокомпенсационный вольхметр состоит из порогового эле мента 1, усилител 2, блока 3 совпа дени , логического блока 4, состо щего из счетчика 5 числа импульсов, переключател 6 и блока 7 совпадени , мультивибратора 8, разв зывающего диода 9, накопительного конденсатора 10, с которого снимает запирающее напр жение на пороговый элемент 1, индикатора 11, логическо го блока 12, состо щего из счетчика 13 числа импульсов стробирующего си нала, переключател 14, блока 15 со падени , мультивибратора 16 и элемента ИЛИ 17. Вольтметр работает следующим образом . При наличии на входе 18 вольтмет ра аддитивной смеси сигналов, состо щих из измер емой, последовательности импульсов, мешающих импульсных и шу мовых сигналов, а на шине 19 - стро рующего сигнала, представл ющего со бой последовательность стробирующих коротких импульсов, совпадающих по времени с импульсами измер емой последовательности , в первый момент вре мени амплитуда аддитивной смеси сигнала превышает напр жение порога порогового элемента 1 и на выходе усилител 2 по вл ютс усиленные видеоимпульсы измер емой импульсной после до.вательности, мешающих несинхронных импульсных сигналов и шумовых выбросов , которые поступают на один из входов блока 3 совпадени . На другой вход блока 3 совпадени с шины 19 стробирующего сигнала поступает последовательность -стробирующих импульсов , котора в результате совпадени с вид€юимпульсами измер емой импульсной последовательности пройдет на выход блока 3 совпадени . Затем с выхода блока 3 совпадени последовательность стробирующих ит шульсов поступает на вход логического блока 4, где вводитс счетчик 5 числа импульсов . Информаци о количестве сосчитанных импульсов непрерывно в виде двоичного параллельного кода через переключатель 6 поступает на входы блока 7 совпадени , который при одновременном нешичии на его входах сигналов с одина ковым уровнем измен ет уровень выходного напр жени . Требуемое число импульсов измер емой последовательности, при котором происходит изменение напр жени на выходе блока 7 совпадени , выбираетс путем подключени входов блока 7 совпадени через переключатель 6 к соответствующим выходам разр дов счетчика 5 числа импульсов, причем управление переключателем 6 осуществл етс путем ввода соответствующего кода п (где п - число импульсов накоплени ) на вход 20 управлени переключател 6. В результате перепада напр жени на выходе блока 7 совпадени или логического блока 4 происходит запуск мультивибратора 8. Аналогично происходит счет импульсов стробирующего сигнала, поступгиощих на вход логического блока 12, и выработка импульса на выходе мультивибратора 16 логического блока 12, причем на выходе блока 15 совпадени по вл етс перепад напр жени после накоштени m импульсов стробирующего сигнала. Поскольку величины m и п св заны между собой известным соотношением п к 1,, то во всех случа х m п и, следовательно, запуск мультивибратора 8 происходит раньше или в одно врем по отношению к запуску мультивибратора 16. На выходе мультивибратора 8 по вл етс длинный импульс положительной пол рности, который, поступа через разв зывсиощий диод 9 на накопительный конденсатор 10, вызывает по вление на нем приращени посто нного напр жени , которое в качестве напр жени порога вводитс в пороговый элемент 1. Одновременно импульс с выхода мультивибратора 8 поступает через элемент ИЛИ 17 логического блока 12 на входы 22 и 23 сброса счетчиков b,lJ и устанавливает их в нулевое состо ние. Таким образом, процесс счета импульсов стробирующего сигнала счетчикоу 13, э импульсов с выхода блока совпадени 3 - счетчиком 5 числа импульсов начинаетс сначала. В начале измерени , когда амплитуда измер емых импульсов на входе 18 вольтметра значительно превышает напр жение порога, что вызывает, в свою очередь, устойчивое превышение порога каждым входным импульсом, накопление п импульсов в счетчике 5 числа импульсов происхо71ит пт актически за первые п тактов, а так как п 1 т, то в счетчике 13 накопление числа импульсов стробирующего сигнала не происходит. По мере того как ргвеличиваетс напр жение порога порогового элемента, а также в зависимости от интенсивности помех врем накоплени п импульсов счетчиком 5 числа импульсов возрастает, достига в пределе времени, необходимого дл накоплени m импульсов стробирующег сигнала. Это приводит к тому, что период следовани импульсов на выход мультивибратора 8 постепенно увеличиваетс и рост напр жени на накопительном конденсаторе 10 замедл етс . При увеличении порога до величины, равной среднему значению амплитуды измерительных импульсов на выходе 18 врем , необходимое дл накоплени п импульсов счетчиком 5, становитс больше времени накоплени m импульсов стробирующего сигнала счетчиком 13, поскольку превышение напр жени порога осуществл етс только за счет вли ни помех на амплитуду входных импульсов и носит случайный харак .тер. В этом случае импульс, вырабатываемый на выходе мультивибратора 1 по окончании накоплени m импульсов стробирующего сигнала, через элемент ИЛИ 17 поступает на входы 22 и 23 сброса счётчиков 5,13 и переводит их в исходное состо ние. Если к моменту по влени импульса сброса в счетчике 5 числа импульсов не накопилось нужное число импульсов, то на выходе блока 7 совпадени изменение уровн напр жени , вызывающего запуск мультивибратора 8, не происходит , а следовательно, прекращаемс рост напр жени на накопительном конденсаторе 10. По мере разр да накопительного конденсатора 10 уменьшаетс напр жение порога в пороговом элементе 1, и процесс зар да начинаетс вновь. Таким образом, напр жение на накопительном конденсаторе 10 равно среднему значению амплитуды измер емых импульсов. Погрешность измерени определ етс величиной собственной чувствительности порогового элемента 1, а также погрешностью , вызываемой вли нием помех и выбранным временем накоплени . Отсчет производитс по индикатору 11 измер ющему посто нное напр жение на накопительном конденсаторе 10.This goal is achieved in that a voltmeter containing a series-connected threshold element and an amplifier, a logic unit including a series-connected pulse number counter, a switch and a matching unit, and a multivibrator, whose input is connected to the output of the logic unit, are connected in parallel to a storage capacitor and the indicator, whose input is connected to the control input of the threshold element. And the counter reset circuit, an additional logic block is entered, the block coincides: NIN, the first input of which connected to the output of the amplifier, the second input is connected to the gate signal bus and the output is connected to the input of the logic unit, the first input of the additional logic unit is connected to the gate of the gate signal, another input is connected to the output of the vibrator cartoon, and the output is connected to the input of the logic unit , and the output of the multivibrator through the additionally inserted diode is connected to the input of the indicator. This goal is also achieved by the fact that the additional logical block includes a serially connected counter for the number of pulses of the strobe signal, a switch, a matching block, a multivibrator and an OR element, the other input of which is connected to the second input and the output to the output of the additional logical block. The drawing shows a structural electrical circuit of a voltmeter measuring the amplitude of pulses in the presence of interference. . Pulsed autocompensation volhmeter consists of threshold element 1, amplifier 2, coincidence unit 3, logic unit 4, consisting of a pulse number counter 5, switch 6 and coincidence unit 7, multivibrator 8, a decoupling diode 9, a storage capacitor 10, sec which removes the blocking voltage on the threshold element 1, indicator 11, logic block 12, consisting of the counter 13 of the number of pulses of the strobe signal, switch 14, block 15 falling, multivibrator 16 and element OR 17. The voltmeter operates as follows m manner. When the 18 voltmeter has an additive mixture of signals, consisting of a measured, sequence of pulses that interfere with pulsed and noise signals, and on bus 19, there is a building signal that represents a sequence of gating short pulses coinciding in time with the pulses the measured sequence, at the first moment of time, the amplitude of the additive signal mixture exceeds the threshold voltage of threshold element 1 and amplified video pulses of the measured pulse after do.va appear at the output of amplifier 2 after elnosti, preventing asynchronous pulse signals and noise emission, which are applied to one input of block matcher 3. A sequence of gating pulses is fed to the other input of the coincidence unit 3 from the gate signal bus 19, which, as a result of coincidence with the type of pulses of the measured pulse sequence, passes to the output of the coincidence unit 3. Then, from the output of block 3, the sequence of gating pulses is fed to the input of logic block 4, where the counter 5 of the number of pulses is entered. Information about the number of counted pulses continuously in the form of a binary parallel code through a switch 6 is fed to the inputs of a coincidence unit 7, which, while the inputs at its inputs are not equal, changes the level of the output voltage. The required number of pulses of the measured sequence, at which the voltage changes at the output of the matching unit 7, is selected by connecting the inputs of the matching unit 7 through switch 6 to the corresponding outputs of the bits of the counter 5 of the number of pulses, and the switch 6 is controlled by entering the corresponding code n (where n is the number of accumulation pulses) to the input 20 of the control of the switch 6. As a result of the voltage drop at the output of the coincidence unit 7 or the logic unit 4, the animation starts 8. Similarly, the vibrator occurs account strobe signal pulses postupgioschih input to logic block 12 and the output pulse of the multivibrator 16 at the output of logic block 12, the output of the coincidence unit 15 is a differential voltage after nakoshteni m strobe signal pulses. Since the values m and n are related to each other by the known ratio n to 1, then in all cases m n and, therefore, the launch of the multivibrator 8 occurs earlier or at the same time in relation to the launch of the multivibrator 16. At the output of the multivibrator 8, a long pulse of positive polarity, which, entering through the spreading diode 9 to the storage capacitor 10, causes the appearance of a DC voltage increment on it, which is introduced into the threshold element 1 as the threshold voltage. Simultaneously, the output pulse is multi vibrator 8 is supplied through an OR gate 17 of logic unit 12 to inputs 22 and reset counters 23 b, lJ, and sets them in the null state. Thus, the counting process of the pulses of the strobe signal by the counter 13, e of the pulses from the output of the coincidence block 3, the counter 5 of the number of pulses starts from the beginning. At the beginning of the measurement, when the amplitude of the measured pulses at the input of the 18 voltmeter significantly exceeds the threshold voltage, which in turn causes a steady excess of the threshold by each input pulse, the accumulation of n pulses in the counter 5 of the number of pulses occurs during the first n cycles, and since n 1 t, then in the counter 13 the accumulation of the number of pulses of the strobe signal does not occur. As the threshold voltage of the threshold element increases, and also, depending on the intensity of interference, the accumulation time n of pulses by the counter 5 of the number of pulses increases, reaching in the limit of time required for the accumulation of m strobe pulses. This leads to the fact that the period of the pulses at the output of the multivibrator 8 gradually increases and the voltage growth at the storage capacitor 10 slows down. When the threshold is increased to a value equal to the average amplitude of the measuring pulses at the output 18, the time required for accumulation of n pulses by the counter 5 becomes longer than the accumulation time m of the gate signal pulses by the counter 13, since the threshold voltage is exceeded only due to the influence of interference on the amplitude of the input pulses and wears a random character. ter. In this case, the pulse generated at the output of the multivibrator 1 after the accumulation of m pulses of the strobe signal, through the OR element 17, goes to the inputs 22 and 23 of the counter reset 5,13 and brings them to the initial state. If at the moment of appearance of the reset pulse in the counter 5 of the number of pulses the necessary number of pulses did not accumulate, then the output of block 7 does not coincide with a change in the voltage level causing the start of the multivibrator 8, and therefore the voltage on the storage capacitor 10 stops. As the storage capacitor 10 is discharged, the threshold voltage in threshold element 1 decreases, and the charging process starts again. Thus, the voltage on the storage capacitor 10 is equal to the average value of the amplitude of the measured pulses. The measurement error is determined by the intrinsic sensitivity of the threshold element 1, as well as the error caused by interference and the selected accumulation time. The readout is based on the indicator 11 measuring a constant voltage on the storage capacitor 10.

Применение дополнительного блока совпадени и дополнительного логического блока, позвол ющих образовать бинарный накопитель п из m импульсов , выгодно отличает предлагаемый импульсный вольтметр от известного, так как позвол ет измер ть амплитуду импульсов, при наличии нестационар ных помех. Возможность измен ть число импульсов mпозвол ет измен ть скорость и точность измерени амплитуды импульсов.The use of an additional coincidence unit and an additional logic unit, which make it possible to form a binary accumulator n of m pulses, favorably distinguishes the proposed pulsed voltmeter from the known one, since it allows one to measure the amplitude of the pulses in the presence of non-stationary interference. The ability to vary the number of pulses m makes it possible to vary the speed and accuracy of measuring the amplitude of the pulses.

Claims

1. An impulse autocompensation voltmeter containing a series-connected threshold element and an amplifier, as well as a logic unit including a series-connected counter of the number of pulses, a switch and a matching unit, a multivibrator whose input is connected

An accumulative capacitor and an indicator connected in parallel to the control input of the threshold element, characterized in that, in order to eliminate the influence of non-stationary noise and impulse noise on the accuracy of measuring the amplitude of the pulses, an additional logic block is introduced into it block

coincidence, the first input of which is connected to the output of the amplifier, the second input is connected to the gate signal bus, and the output is connected to the input of the logic unit, the first input

an additional logic unit is connected to the gate signal bus, another input is connected to the output of the multivibrator, and the output is connected to the second input of the logic unit, and the output of the multivibrator is connected via an additionally input diode to the indicator input.

2. A voltmeter as defined in claim 1, wherein the additional logic unit includes a serially connected counter for the number of pulses of the strobe signal, a switch, a matching unit, a multivibrator and an OR element, whose other input is connected to the second input and the output to the output additional logical block.

Sources of information taken into account in the examination

1. Author's certificate of the USSR 432401, cl. G 01 R 19/04, 07.07.72.

2. USSR author's certificate №440353, cl. G 01 R, 07.09.66.