Способ измерения длительности интервала интегрирования аналогового интегратора

Патент 1024940

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИНТЕРВАЛА ИНТЕГРИРОи ВАНИЯ АНАЛОГОВОГО ИНТЕГРАТОРА, основанный на сравнении длительностей измеряемого интервала и компенсаиио. кого интервала, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения длительности интервала интегрирования, интегрируют много фатно гармонический сигнал с регулируемой частотой в течение измеряемого интервала интегрирования, распола гаемого случайно по отношению к гармонического сигнала, етфеаеляют величину разброса амплитусщых значе НИИ выходного сигнала аналогового интегратора и по полученному результату изменяют частоту га рмонического сигнала в сторону увеличения, начиная с ее нулевого значения при достижении минимальной величины разброса амйт туоных значений выходйого сигнала аналогового интегратора измеряют частоту гармонического сигнала и по иэ меренному значению частоты гармонии ческого сигнала определяют длительность интервала интегрирования аналогового интегратора как величину периода иэ меренного значения частоты гармонического сигнала. to | со 4ik

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

„„SU„„1024940

ЗСМ) G 06 G 7/18 С 04 Р 10/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ H ОТКРЫТИЙ

I. с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3. : Б „,, Ю (21) 3352667/18-24 (22) 17. 1 1.81 (46) 23,06.83. Бюл. М 23 (72) В. В. Данилевич, В. Г. Кваченок, В. В. Ревинский и А, Ф. Чернявский (71) Научна исслецовательский институт прнклацнык физическнк проблем нм. акая. А,Н. Севченко прн Белорусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете нм. В.И. Ленина (53) 681.335 (088.8) (56) 1. Прагер И. Л. Электронные аналоговые вычислительные машины, М., Машиностроение", 1979, с. 71-74.

2. Авторское свицетельство СССР

М 560202, кл. Q 04 Г 10/04, 1974.

3. Авторское свицетельство СССР

Ии 542169; кл. Q 04 F 10/04, 1975 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИ»

ТЕЛЬНОСТИ ИНТЕРВАЛА ИНТЕГРИРО

ВАНИЯ АНАЛОГОВОГО ИНТЕГРАТОРА,. основанный на сравнении длительностей измеряемого интервала и компенсацион-. ного интервала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения цлительности интервала интегрирования, интегрируют многократно гармонический сигнал с регулируемой частотой в течение измеряемоrо интервала интегрирования, располагаемого случайно по отношению к фазе гармонического сигнала, опрецеляют величину разброса амплитуцных значе с ний выхоцного сигнала аналогового ин тегратора и по полученному результату изменяют частоту гармонического

-сигнала в сторону увеличения, начиная с ее нулевого значения при цостижвнии минимальной величины разброса ампли туцных значений выхоцного сигнала аналогового интегратора измеряют час тоту гармонического сигнала и по из меренному значению частоты гармони ческого сигнала опрецеляют цлитепьиость интервала интегрирования аналоГового интегратора как величину периоца из»меренного значения частоты гармонического сигнала.

1024940 вала, интегрируют многократно гармонический сигнал с регулируемой частотой в течение измеряемого интервапа интегрирования, располагаемого случайно сигнала, определяют величину разброса амплитуцных значений выходного сигнала аналогового интегратора и по полученному результату изменяют чаототу гармонического сигнала в сторону увеличения, начиная с ее нулевого значения, при цостижении минимальной величины разброса амплитуцных значений выхоцного сигнала аналогового . интегратора измеряют частоту гармонического сит нала и по измеренному зна» чению частоты гармонического сигнала опрецеляют цпитепьность интервала интегрирования аналогового интегратора как величину периоца измеренного значения частоты гармонического сигнала.

Прецпоженныйспособ основан на том, что аналоговый интегратор эквивалентен фильтру высших частот с норми« рованнойчастотной характеристикой вица 1т 2ii Tg дл гце Ти - истинное значение цлитепьнос ти интервала интегрирования аналогового интегратора..

Из этого выражения спецует, что при частоте 1о:, удовлетворяющей

1 равенству о = вЂ”, коэффициент перецачи аналогового интегратора k (fo)=0, поскольку числитель выражения .(1) тожцественно обращается в нупь.

Согласно предложенному способу на испытуемый интегратор поцается гармонический вхоцной сигнал, а частота его поцбирается путем регулировки таким образом, чтобы величина периоца входного гармонического сигнала равнялась истинному значению цпитепьнооти интервала интегрирования. Равенст во обнаруживается по минимальному (близкому к нулю) разбросу амплитуцных значений выхоцного сигнала аналогового интегратора при случайном раоположении интервалов интегрирования по отношению к фазе вхоцного сигнапа. Поскольку выхоцной сигнал аналогового интегратора в кажцом цикле ийтегрирования равен алгебраической (с учетом знака) ппощаци 5 вхоцноFo сигнала в течение цлитепьности

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерениям временных интервалов.

Известен способ измерения цлительности интервала, основанный на поцсче- 5 по отношению к фазе гармонического те числа импульсов эталонной частоты за промежуток времени, равный длитель-: ности исслецуемого интервала (1

Точность измерения этим способом ограничена разрешающей способностью счетчика импульсов.

Известен способ измерения цлитепьности временного интервала путем сравнения опорного импульсного напряжения и мгновенных значений возрастиь1 щей и убывающей частей исслецуемого импульса $2(Точность этого способа ограничена точностью амппитуцной дискриминации.

Наиболее близким .по технической сушности к предложенному является способ измерения длительности временного интервала, основанный на сравнении ллительности измеряемого интервала и компенсационного импульса, согласно 25 которому определяют разность и знак рассогласования межцу цлитепьностью

| измеряемого интервала и цпитепьностью компенсационного .импульса и изменяют длительность компенсационного импупь- 30 са пропорционально знаку рассогпасования (3)

Недостатком известного метоца является низкая точность измерении, обусловленная тем, что он не позволяет экспериментально оценивать возникающее в ключевом элементе интегратора различие истинного времени интегрирования и цпитепьности коммутирующего импульса. При мапых временах интегрирования (1 мкс и меньше) погрешность опрецепения его истинного значения может цостигать нескольких процентов, что .препятствует построению абсолютной перецаточной характеристики 45 интегратора, а также соэцанию многоканальных интегрирующих преобразоватепей с ицентичными характеристиками канапов.

Цель изобретения - повышение точности измерения длительности интервапа интегрирования аналогового интегратора.

Укаэанная цепь достигается тем, что, согласно способу измерения цлитепьности интервала интегрирования анало55 гового интегратора, основанному на сравнении цлитепьностей измеряемого интервала и компенсационного интеристинного интервала интегрирования,. то при условии 4-fo = 1(ТО. и . Ти

5 = J. ь нфй Мрjdt = J sin(2Q вЂ” ф) йнО, д независимо от значения фазы (, Таким образом, экспериментальное нахожцение и измерение частоты fo ïoý воляет определить истинное значение t0 цпительности интервала интегрирования Ти, не прибегая к непосрецствен» ному измерению цпительности коммутирующего импульса и величины зацержки ключевого элемента интегратора.

На фиг. 1 а .привецена иллюстрация к процессу интегрирования при 7„ =(/j на фиг. 1б - нормированная частотная

О характеристика(К(9)аналогового интегра тора; на фиг. 2 - вариант структурной схемы устройства, реализующего прецпоженный способ измерения цлительнооти интервала интегрирования аналогово

ro интегратора.

Устройство соцержит генератор 1 гармонического-сигнала с регулируемой частотой, электронно-счетный часто. томер 2, испытуемый аналоговый интегратор 3, генератор 4 импульсов запуска аналогового интегратора, мно30 гоканальный амплитуцный анализатор 5. (Прецложенный способ измерения цлительности интервала интегрирования аналогового интегратора отличается

m известного значительным (на поря- . д5 цок и более) повышением точности опрецеления его истинного значения, 1024940 4

I так как измеряемая величина (частота) оцнозначно опрецеляет именно иотинное значение времени интегрирования, а время срабатывания ключевого элемента интегратора не влияет на. результаты измерений. Установка значения частоты, соответствующего "нулю перецаточной функции аналогового интегра тора, может быть выполнена с точностью цо сотых цолей процента, так как цина» мический циапаэон соВременных ампли» туцных анализаторов цостигает 10 .

При статистической обработке регистрируемых амплитуцным анализатором гистограмм точность установки частоты может быть повышена еще на поряцок.

Измерение установленного значения частоты электронно-счетным частотомером обеспечивает относительную погрешность 10 и лучше. Таким образом, результирующая погрешность измерения времени интегрирования цля прецлагаемого способа составляет

-0,01",:.Слелует отметить,что результат измерения получается статистически усрецненным по.большому числу циклов интегрировання, что снимает влияние случайных внешних факторов, а также собственных шумов схемы аналогового интегратора на точность результата измерений. При трациционном способе измерения наличие неконтролируемых зацержек срабатывания ключевого элемента интегратора уже при времени интегрирования 1 мкс не позволяет оценивать его истинное значение с по» грешностью,лучше О, 2-0,57.

1 024940

Составитель С. Белан

Техреп О. Неце Коррек оу В. Гирняк

Редактор А. Koaopes

Филиаи ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4397/46 . Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3.13035, Москва, Ж35, Раушская наб., д 4/6