SU983641A1 - Цифровой измеритель фронта и длительности импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении параметров импульсов, формируемых с помощью рысоковольтных импульсных генераторов , построенных на основеискусственных формирующих линий, где существует линейна  зависимость между напр жением на накопительных элементах генератора и. амплитудой формируемого импульса напр жени .

Известно устройстводл  автоматизированного измерени  параметров импульсов за счет того, что лини  задержки обеспечивает задержку измер емого импульса на врем , в течение которого с помощью запоминающего элемента создаютс  опорные напр жени , с уровн ми 0,1 и 0,9 от амплитудного значени , поступающие на входы дифференциальных усилителей. Выходы дифференциальных усилителей подключены к блоку совпадений, формирующему два импульса, соответствующих длительности переднего и заднего фронтов {1.

Недостатком итого устройства  вл етс  невозможность измерени  параметров однократных импульсов, формируемых с помощью высоковольтных генераторов.

Известно устройство, содержащее (Осциллограф с запоминающей электроннолучевой трубкой, элемент аналоговой пам ти, делитель напр жени , блок коммутации, блок управлени , которое позвол ет автоматически измер ть длительности однократного импульса

10 с инфранизкой частотой следовани  на любом уровне путем запоминани  формы импульса на экране осциллографа, а амплитуды импульса - на элементе аналоговой пам ти. При пересечении

15 считывающим лучом потенциального рельефа, соответствующего записанному импульсу, на заданном уровне формируетс  временной интервал, равный длительности импульса и регист20 рируемый измерительным приборе 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  сложность процесса измерени  при измерении длительности импульса на разных уровн х.

25

Наиболее близок по технической сущности к изобретению цифровой измеритель длительности фронта импульса , который содержит два цифровых задатчика, с помощью которых уста30 навливаетс  интервал напр жений, в

котором измер етс  фронт импульса, регулируемый источник опорного напр жени , блок формировани  опорных напр жений, два блока сравнени , формирователь временного интервала, генератор импульсов, цифровой индикатор- 3 .

Однако данное устройство не позвол ет производить точную установку заданного интервала напр жений без автоматического слежени  за изменением амплитуды измер емого импульса Поэтому невозможно точное измерение временных параметров однократных импульсов напр жени  при изменении их амплитуды. Кроме того, устройство позвол ет измер ть только длительность фронта импульсов.

Цель изобретени  расширение функциональных возможностей за счет возм .ожности измерени  длительности импульсов путем автоматизации процесса измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в цифровой изме лтель фронта и длительности импульсов, содержащий первый ,и второй блоки сравнени , первые входы которых подключены к первому входу устройства, а вторые входы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формировани  опорных напр жений, формирователь временных интервалов, первый и второй входы которого соединены соот-. ветственно с выходами первого и второго блоков сравнени , а первый выход подключен к входу первого счетчика импульса, выход которого соединен с входом первого цифрового, индикатора , генератор импульсов, выход которого соединен с третьим входом формировател  временных интервалов, введены преобразователь амплитуды импульса, блок управлени , третий блок сравнени , блок аналогового преобразовани , двухпороговый дис .криминатор , элемент индикацииf второй цифровой индикатор и второй счетчик , импульсов, причем первые входы блока управлени  и блока аналогового преобразовани  объединены и подключены к второму входу устройства, первый вход третьего блока сравнени  подключен к первому входу устройства и к первому входу преобразовател  амплитуды импульсов, выход которого соединен с первым входом двухпорогового дискриминатора, первый и второй выходы блока управлени  подключены к вторым входам соответственно блока аналогового преобразовани  и преобразовател  амплитуды импульсов, выход блока аналогового преобразовани  подключен к входу блока формировани  опорных напр жений и второму входу двухпорогового дискриминатора, выход которого соединен с входом элемента индикации, третий выход блока управлени   вл етс  выходом устройства, второй вход третьего блока сравнени  соединен с третьим выходом блока формировани  опорных напр жений, а выход подключен к четвертому входу формировател  временных интервалов, второй выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к входу второго цифрового индикатора.

Введение в устройство блока аналогового преобразовани  позвол ет производить автоматическую установку необходимых уровней срабатывани  блоков сравнени  при различных амплитудах однократных импульсов, а введение преобразовател  амплитуды, двухпорогового дискриминатора и элемента индикации позвол ет произвести необходимую коррекцию коэффициента преобразовани  напр жени  на выходе блока аналогового преобразовани  с целью установлени  равенства между значением этого напр жени  и амплитудой измер емого импульса.

На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового.измерител  фронта и длительности импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Цифровой измеритель фронта и длительности содержит блок 1 управлени  блок 2 аналогового преобразовани , блок 3 формировани  опорных напр жений , преобразователь 4. амплитуды импульса , блоки 5-7 сравнени , двухпороговый дискриминатор 8, счетчики 9 и 10 импульсов, формирователь 11 временных интервалов, элемент 12 индикации , генератор 13 импульсов, цифровые индикаторы 14 и 15.

Устройство работает следующим образом .

На второй вход цифрового измерител  поступает напр жение й-)(фиг.2а) медленно измен ющеес  во времени, с генератора однократных импульсов (не показан),временные параметры которых подлежат измерению. К этому входу подключены первый вход блока 2 аналогового преобразовани  и вход блока 1 управлени  . Напр жение и линейно св зано с амплитудой формируемых генератором однократных импульсов . Така  линейна  зависимость имеет место в высоковольтных генераторах по схеме Аркадьева-Маркса ил с использованием искусственных формирующих линий и в некоторых других схемах. При достижении напр жением и, значений, определ емых блоком 1 управлени , последний формирует сигналы управлени  , fUynp (фиг. 2в,г,д). Блок 2 аналогового преобразовани  осуществл ет преобразование напр жени  и в напр жрHHeU ,j (фиг. 26), с помощью которого блок 3 формировани  опорных напр жений вьодает напр жени  на блоки 5-7 сравнени , соответствующие 0,1; О ,5; 0,9 от значени  ожидаемой амплитуды и измер емого импульса U(t). При по влении сигнала управлени  иупрч на втором входе блока 2 аналогового преобразовани  происходит запоминание преобразованного значени  напр жени  U элементом аналоговой пам ти, наход щимс  в этом же блоке. Через врем  t. 5 мкс, необходимое дл  срабатывани  электронного ключа элемента пам ти (на фиг. 1 не показан) после по влени  сигнала управлени  возникает сигнал управлени  Оч прэСфиг. 2-й) на третьем выходе блока управлени  1, св занного с выходом измерител . Исследуемый импульс U(t)(фиг. 2е) по вл етс  на первом входе устройства , к которому подключены преобразо ватель 4 амплитуды и блоки 5-7 сравнени , только при по влении на выходе устройства сигнала управлени  Напр жение U на выходе бло;ка 2 аналогового преобразовани  сохран етс  в течение длительности управл ющего сигнала U-.,npi(20 с) с целью осуществлени  Необходимой коррекции коэффициента преобразовани  напр жени  U, . Коррекци  осуществл етс  после определени  амплитуды первого исследуемого импульса U(t) .преобразовател  4 амплитуд импульса который осуществл ет двухступенчатое преобразование аг4плитуды импульса и в напр жение посто нного тока Uj. Перва  ступень с малой посто нной времени осуществл ет запоминание амплитудного значени  Uf импульса на врем  t-.2 мс (фиг. 2ж), втора  ступень осуществл ет долговременное запоминание (tA20 с) амплитудного значени  подачей управл ю1цего йигнала и-.прана второй вход преобразовател  4 амплитуды (фиг.2з с блока 1 упраЕ лени . Подстроечным элементом блока 2 аналогового преобразовани  обеспечиваетс  регулирование в определенных пределах коэффициента преобразований напр жени  Щ в напр жение Напр жение и с выхода преобразовател  4 амплитуды и UQ подаютс  на входы двухпорогового дискриминатора 8, выдающего сигнал управлени  элементом 12 индикации только в случае, если , где лОо допустимое в пределах заданной точности измерени  отклонение между U2 и Uj.

Таким образом, при равенстве и,иэ-сигнализирует элемент 12 индикации , что свидетельствует о необходимом соответствии между напр жени ми и., к Urn. Поэтому ълножество

всех других значений напр жений и уже с определенной точностью соответствуют ожидаемым амплитудным значени м однократньЬ: импульсов благодар  вЕдиеупом нутой линейной зависимости между этими двум  напр жени ми .

Следовательно, обеспечиваетс  ав-, тематическа  установка необходимых напр жений срабатываний блоков сравнени , на первые входь) которых поступают измер емые импульсы.

В момент достижени  измер емь1м импульсом значений, соответствующих 0,1; О,5; О,9 от амплитудного з на5 чени , блоки 5-7 сравнени  выдают импульсы с крутыми передними фронтами , поступающие на формирователь 11 временных интервалов. Началом отсчета  вл етс  фронт импульса, обраQ зованный блоком сравнени , срабатывающим при достижении-измер емым импульсом значени , соответствующего 0,1 о-т амплитудного значени . Интервал времени между 31тим фронтом , и фронтом импульса, образованного блоком сравнени , срабатывающим на уровне 0,9 от амплитудного значени , заполн етс  импульсами, прступающими cf генератора 13 импульсов, количество которлх, подсчитанное

0 счетчиком 9 импульсов, пропорционально длительности фронта измер емого импульса. Интервал времени между отсчетным фронтом и фронтом импульса, образованного блоком сравнени , 5 срабатывающим на уровне 0,5 амплитудного значени  на спаде измер емого импульса, также запо;;н етс  импульсами , поступающими с генератора 13 , импульсов, количество которых, подсчитанное счетчиком 10 импульсов, пропорционально длительности измер емого импульса.

Использование блока 2 аналогового преобразовани , преобразовател  4 5 амплитуды импульса, двухпорогового дискриминатора 8, элемента 12 индикации , позвол ет осуществить автоматизацию процесса измерени  временных параметров однократных импульсов, -л следующих с инфранизкой частотой, что приводит к сокращению времени и повышению точности измерени . В результате этого отпадает необходимость в применении запоминающих электронных осциллографов дл  измерений временных параметров однократных импульсов . Цифрова  информаци  о параметрах импульсов может быть выведена дл  обработки во внешние устройства .

Claims (3)

1. 60 Устройство позвол ет также выдавать информацию об амплитуде импульса благодар  наличию блока преобразовани  амплитуды, если подключить к последнему вольтметр посто нного 65 тока. Формула изобретени  Цифровой измеритель фронта и длительности импульсов, содержащий первый и второй блоки сравнени , первые входы которых подключены к первому входу устройства, а вторые входы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формировани  опорных напр жений формирователь временных интервалов, первый и второ входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков сравнени ,а первый выход подключен к вхо-ду первого счетчика импульса , йыход которого соединен с вхо дом первого цифрового индикатора,ген ратор импульсов, выход которого сс5единен с третьим входом формировател  временных интервалов, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет возможности измерени  длительности импульсов путем автоматизации процесса измерени , в него введены преобразователь амплитуды импульса, блок управлени , третий блок сравнени , блок аналогового преобразовани , двухпороговый дискриминатор элемент индикации, второй цифровой индикатор и второй счетчик импульсов, причем первые входы блока управлени  и блока аналогового преобразовани  объединены и подключены к второму входу устройства , первый вход третьего блока сравнени  подключен к первому входу устройства и к первому входу преобразовател  амплитуды импульсов, выход которого .соединен с первым входом двухпорогового дискриминатора, первУй и второй выходы блока управлени  подключены к вторым входам соответственно блока аналогового преобразовани  амплитуды импульсов, выход блока аналогового преобразовани  подключен к входу блока формировани  опорных напр жений и второму входу двухпорогового дискриминатора, выход которого еоединен с входом элемента индикации, третий выход блока управлени   вл етс  выходом устройства, второй вход третьего блока сравнени  соединен с третьим выходом блока формировани  опорных напр жений, а выход подключен к четвертому входу формировател  временных интервалов, второй выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов и ВЫХОД которого подключен к входу второго цифрового индикатору. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 653582, кл. G 04 F 10/04, 1979.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 666883, кл. G 04 F 10/04, 1979.
3. 3.Авторское свидетельство СССР -№ 647771, кл. G 04 F 10/04, 1978.

   /А

   ./