SU813275A1 - Измеритель флюктуаций импульсныхНАпР жЕНий - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки статистических характеристик флюктуаций амплитуд импульсов наносекундного диапазона.

Известно устройство для измерения перепадов амплитуды переменного напряжения, содержащее входной усилитель, к выходу которого подключены пиковые детекторы положительного и отрицательного импульсного напряжений, выходы которых через истоковые повторители подключены к нагрузке, с которой снимается напряжение, пропорциональное разности амплитуд положительных и отрицательных импульсов, которое через управляемый ключ и масштабный усилитель подается на аналого-цифровой преобразователь, к выходу которого присоединены сумматор и регистр, к которому присоединён блок управления £1].

Недостатком данного устройства является погрешность, возникающая при измерении амплитуд однополярных импульсов, а также то, что устройство не позволяет автоматически измерять среднеквадратическое отклонение ’флюктуаций амплитуд.

Наиболее близким по техническому решению к данном изобретению являг· ется цифровой измеритель приращений напряжений, содержащий последователь· 5 но включенные входной инвертирующий повторитель напряжения,делитель, диф· ференциальный усилитель, компаратор (нуль-орган), блок управления, компенсатор, блок перезаписи, второй 10 компенсатор, нормирующий делитель, другой вход которого через устройство нормализации диапазона соединен с вторым выходом блока' управления, а выход — непосредственно с опорным 15 входом дифференциального усилителя и через инвертор компенсирующего сигнала с выходом компенсатора и выходом устройства соответствия, другой выход которого соединен с циф20 ровым индикатором, а вход — с третьим выходом блока управления [2] .

Недостатками этого измерителя являются сложность его реализации, низкое быстродействие и то, что он 25 не позволяет автоматически измерять статистические характеристики флюктуаций импульсных напряжений наносекундного диапазона.

Цель изобретения — обеспечение 30 автоматизации процесса измерения флюктуации импульсных напряжений, повышение точности измерения и упрощение Инструкции измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель флюктуации импульсных напряжений, содержащий соединенный со входом устройства повторитель напряжения, а также блок управления, цифровой компаратор и блок цифровой индикации дополнительно введены триггер, амплитудно-временной преобразователь, генератор счетных импульсов, два трехвходовых логических элемента И, микропроцессор, причем к выходу повторителя напряжений присоединены входы триггера и амплитудно-временного преобразователя, прямой выход которого и выход генератора счетных импульсов пписоединены к соответствующим входам первого и второго логических элементов И, третий вход первого логического элемента И присоединен к прямому выходу триггера, инверсный выход которого присоединен к третьему входу второго логического элемента И, выходы первого и второго логических элементов И соединены со входами цифрового компаратора, выход которого соединен со входом микропроцессора, а выходы микропроцессора соединены со входами блока цифровой индикации, а вход синхронизации микропроцессора и установочный вход цифрового компаратора соединены с выходами блока управления, вход которого соединен с инверсным выходом амплитудно-временного преобразователя . '

На чертеже приведена блок-схема измерителя флюктуаций импульсных напряжений.

Входом измерителя является вход повторителя 1 напряжений, к выходу которого подключены вход триггера 2 и вход амплитудно-временного преобразователя 3, прямой выход которого и выход генератора 4 счетных импульсов подключены к соответствующим входам обоих трехвходовых логических элементов И 5 и 6. Третий вход первого логического элемента И 5 подключен к прямому выходу триггера 2, к инверсному выходу которого подключен третий вход второго логического элемента И 6. Выходы логических элементов И 5 и 6 соединены- с соответствующими Информационными входами цифрового компаратора 7, выход которого через микропроцессор 8 соединен с соответствующими входами блока 9 цифровой индикации. Вход синхронизации микропроцессора 8 присоединен к одному из выходов блока 10 управления, другой выход, которого соединен с установочным входом компаратора 7. Вход блока 10 управления присоединен к инверсному выходу амплитудно-времен· ного преобразователя 3.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемые импульсы с амплитудой через повторитель 1 напряжения подается на триггер 2 и амплитудновременной преобразователь 3. При поступлении импульсов на вход триггера 2 он устанавливается в единичное (нечетные импульсы) или нулевое (четные импульсы) состояние. При помощи амплитудно-временного преобразователя 3 амплитуда исследуемых импульсов преобразуется в импульсы длительностью Т_р :

Т_п ⁼Кп‘8|П) ( I ) где К_п - коэффициент преобразования.

Положительные импульсы длительностью Т_п подаются на входы логических элементов И 5 и 6. Когда на соответствующих входах логических элементов И 5 и б одновременно действуют. положительные импульсы с выхода триггера 2 и с прямого выхода амплитудно-временного преобразователя 3, через них проходят счетные импульсы с периодом Т_о, вырабатываемые генератором 4.

Таким образом, через логический элемент И 5 проходят на один из входов компаратора 7 серии счетных импульсов, соответствующие поступлению на вход измерителя нечетных импульсов, а через логический элемент И 6 — на другой вход компаратора 7 серии счетных импульсов, соответствующие поступлению на вход измерителя счетных импульсов.

Число счетных импульсов в сериях определяется выражением

N = yj - N_OU^X _W , (2)

К где Np = — числовой эквивалент ⁰ импульсного напряжения.

На выходе цифрового компаратора 7 вырабатывается код, пропорциональный флюктуации импульсного напряжения между парой соседних нечетных и четных импульсов исследуемой входной последовательности:

ΔΝ = Ν₀(ΐ4;- U^X _m^) = No-AUU3)

После завершения числа преобразования очередного импульса на инверсном выходе амплитудно-временного преобразователя 3 формируется единичный уровень напряжения, синхронизирующий блок 10 управления. После каждого второго сигнала, поступающего с амплитудно-временного преобразователя 3, блок 10 управления вырабатывает импульс синхронизации для микропроцессора 8 и импульс установки в нулевое состояние цифройого компаратора 7 (с временной задержкой импульсов установки нуля относительно импульсов синхронизации на время, достаточное для передачи кода δ-N с вы5 хода компаратора 7 в микропроцессор 8) .

Микропроцессор 8 обрабатывает входную информацию, и на его выходах формируются цифровые .коды, пропорциональные значению флюктуации импульсных напряжений ди_ти ее статистическим характеристикам за η циклов измерения: математическому ожиданию М (ли_т) и среднеквадратическому отклонению Т( ди^). Эти коды отображают- . ся блоком^ 9 цифровой, индикации. ’

Использование предлагаемого измерителя флюктуаций импульсных напряжений позволяет автоматизировать процесс измерения и повысить точность измерения по сравнению с существующими из- ¹ мерителями.

Claims (2)

1. флюктуации импульсных напр жений, по вышение точности измерени  и упрощение инструкции измерител . Поставленна  цель достигаетс  тем что в измеритель флюктуации импульсных напр жений, содержащий соединенный -со входом устройства повторитель напр жени , а также блок управлени , цифровой компаратор и блок цифровой индикации дополнительно введены триг гер, амплитудно-временной преобразователь , генератор счетных импульсов, два трехвходовых логических элемента И, микропроцессор, причем к выходу повторител  напр жений присоединены входы триггера и амплитудно-вре менного преобразовател , пр мой выход которого и выход генератора счет ных импульсов ппнсоединены к соответствующим входам первого и второго логических элементов И, третий вход первого логического элемента И присоединен к пр мому выходу триггера, инверсный выход которого присоединен к третьему входу второго логического элемента И, выходы первого и второго логических элементов И соединены со входами цифрового компаратора, выход которого соединен со входом микропроцессора , а выходы микропроцессора соединены со входами блока цифровой индикации, а вход синхронизации микропроцессора и установочный вход цифрового компаратора соединены с выходами блока управлени , вход кото рого соединен с инверсным выходом амплитудно-временного преобразовател . На чертеже приведена блок-схема измерител  флюктуации импульсных напр жений . Входом измерител   вл етс  вход повторител  1 напр жений, к выходу которого подключены вход триггера 2 и вход амплитудно-временного преобразовател  3, пр мой выход которого и выход генератора 4 счетных импульсов подключены к соответствующим вхо дам обоих трехвходовых логических элементов И 5 и 6. Третий вход первого логического элемента И 5 подклю чен к пр мому выходу триггера 2, к инверсному выходу которого подключен третий вход второго логического элемента и 6. Выходы логических элементов И 5 и б соединены- с соответствую щими информационными входами цифрового компаратора 7, выход которого через микропроцессор 8 соединен с соответствующими входами блока 9 циф ровой индикации. Вход синхронизации микропроцессора В присоединен к одному из выходов блока 10 управлени , другой выход, которого соединен с установочным входом компаратора 7. Вход блока 10 управлени  присоединэн к инверсному выходу амплитудно-време него преобразовател  3. Устройство работает следующим образом . Исследуемые импульсы с амплитудой и через повторитель 1 напр жени  подаетс  на триггер 2 и амплитудновременной преобразователь 3. При поступлении импульсов на вход триггера 2 он устанавливаетс  в единичное (нечетные импульсы) или нулевое (четные импульсы) состо ние. При помощи амплитудно-временного преобразовател  3 амплитуда исследуемых импульсов преобразуетс  в импульсы длительностью Т . т Кп- , (I) где коэффициент преобразовани . Положительные импульсы длительностью Тп подаютс  на входы логических элементов И 5 и 6. Когда на соответствующих входах логических элементов И 5 и б одновременно действуют , положительные импульсы с выхода триггера 2 и с пр мого выхода амплитудно-временного преобразовател  3, через них проход т счетные импульсы с периодом TO, вырабатываемые генератором 4. Таким образом, через логический элемент И 5 проход т на один из входов компаратора 7 серии счетных импульсов , соответствующие поступлению на вход измерител  нечетных импульсов , а через логический элемент И 6 - на другой вход компаратора 7 серии счетных импульсов, соответствующие поступлению на вход измерител  счетных импульсов. Число счетных импульсов в сери х определ етс  выражением 1й TO где N, IB - числовой эквивалент О импульсного напр жени . На выходе цифрового компаратора 7 вырабатываетс  код, пропорциональный флюктуации импульсного напр жени  между парой соседних нечетных и четных импульсов исследуемой входной последовательности: .X ) NO- д ) No(Urt,i- Urt,,. После заверщени  числа преобразовани  очередного импульса на инверсном выходе амплитудно-временного преобразовател  3 формируетс  единичный уровень напр жени , синхронизирующий блок 10 управлени . После каждого второго сигнала, поступающего с амплитудно-временного преобразовател  3, блок 10 управлени  вырабатывает импульс синхронизации дл  микропроцессора 8 и импульс установки в нулевое состо ние цифройого компаратора 7 (с временной задержкой импульсов установки нул  относительно импульсов синхронизации на врем , достаточное дл  передачи кода a.N с выхода компаратора 7 в микропроцессор 8) . Микропроцессор В обр абатывает входную информацию, и на его выходах формируютс  цифровые .коды, пропорцио нальные значению флюктуации импульсных напр жений лит и ее статистичесКИМ характеристикам за п циклов измерени : математическому ожиданию М () и среднеквадратическому отклонению Г(ди . Эти коды отображают с  блоком 9 цифровой, индикации. Использование предлагаемого измер тел  флюктуации импульсных напр жени позвол ет автоматизировать процесс измерени  и повысить точность измере ни  по сравнению с существующими измерител ми . Формула изобретени  Измеритель флюктуации импульсных напр жений, содержащий соединенный со входом устройства повторитель напр жени , а также блок управлени , цифровой компаратор и блок цифровой индикации, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  автоматизации процесса измерени  флюктуа ции импульсных напр жений, повышени  точности измерени  и уп хэщени  конструкции, дополнительно введены триггер, амплитудно-Временной .образователь , генератор счетных импульсов , два трехвходовых логических элемента И, микропроцессор, причем к выходу, повторител  напр жений присоединены входы триггера и амплитудновременного преобразовател , пр мой выход которого и выход генератора счетных импульсов присоединены к соответствующим входам первого и второго логических элементов И, третий вход первого логического элемента И присоединен к пр мому выходу триггера , инверсный выход которого присоединен к третьему входу второго логического элемента И, выходы первого и второго логических элементов И соединены со входами цифрового компаратора , выход которого соединен со входом микропроцессора, а выходы микропроцессора соединены со входами блока цифровой индикации, а вход синхронизации микропроцессора и установочный вход цифрового компаратора соединены с выходами блока управлени , вход которого соединен с инверсным выходом амплитудно-временного преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 569958, кл. G 01 R 27/18, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 219009, кл. G 01 R 19/12, 1967.

   вжо