Устройство для измерения амплитуд импульсов

Иллюстрации

Устройство для измерения амплитуд импульсов (патент 291154)
Устройство для измерения амплитуд импульсов (патент 291154)
Устройство для измерения амплитуд импульсов (патент 291154)
Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свита Соввтскик

Социалистическик

Республик

Зависимое от гвт. свидетельства №

Заявлено 20.ХII.1968 (№ 1299263/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 18.11.1971

МПК G 01r 19/04

Комитет по дел м ивобретеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 621.317.726(088.8) Авторы изобретения

Л, Н, Карпиловский и Л. Г. Альянова

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСОВ

Изобретение может быть использовано для измерения серий импульсных сигналов с постоянной амплитудой в течение времени измерения или для измерения одиночного импульса,при условии, что время его присутствия на входе достаточно для проведения процесса уравновешивания.

Известные приборы для измерения амплитуд импульсов делятся в основном на две группы: приборы, осуществляющие прямое измерение амплитуд импульсов, и приборы, основанные на использовании комленсационных методов.

В компенсационных приборах в качестве нуль-органа используются схемы сравнения на трансформаторе или электроннолучевом нуле-индикаторе.

Основным недостатком прибора со сравниBBIoIgHì элементом на трансформаторе является сильная зависимость точности измерения от крутизны фронтов измеряемых им.пульсов и сравнительно низкая чувствительность, обусловленная тем, что на вход трансформатора поступает уже,разность амплитуд измеряемого и компенсирующего напряжений, что создает ряд трудностей, связанных с реализацией этой разности в системе управления (требование высокочувствительных усилителей с большим коэффициентом усиления и высокостабильных пороговых устройств) .

Кроме того, сугубо индуктивный характер сравнивающего устройства на трансформаторе ограничивает быстродействие устройства, а следовательно, и частоту следования измеряемых импульсов.

Основным недостатком устройства с ис,пользованием электроннолучевого нуль-органа (ЭЛНО) является сравнительно невысокая разрешающая способность, что ограничивает возможность уменьшения погрешности измепения.

В предлагаемом устройстве сравнивающий элемент выполнен в виде полупроводниковой емкости p — n-перехода, например .варикапа, включенной в задающий контур перестраиваемого генератора, один электрод которой подключен к источнику измеряемого напряькения, а другой — к выходу делителя компенсирующего напряжения постоянного тока, управляемого блоком управления через схему. совпадения и пороговое устройство частотного дискриминатора.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения амплитуды импульсов, так как использует амплитудно-частотное преобразование измеряемого сигнала в сочетании с компенсационным методом. Амплитудно-частотное преобразование дает возмож30 ность индицировать разность частот с очень

291154

50 высокой степенью точности с помощью частотного дискриминатора.

Результат измерения не зависит от крутизны фронтов импульсов, так как благодаря применению несложных логических элементов (дифференцирующих устройств и схем совпадения) .процесс измерения происходит только при присутствии квазиплоской части вершины импульса.

Высокая чувствительность предлагаемого устройства обеспечена так, что рабочая точка емкости р — n-перехода, включенной в контур перестраиваемого генератора, может быть выбрана с помощью смещения на участке характеристики, обладающей высокой крутизной так, что,при необходимости можно выбрать режим, когда любое незначительное приращение напряжения на р — n-переходе будет,вызывать значительное изменение частоты коле:аний перестраиваемого генератора, На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

На один из электродов управляемой полупроводниковой емкости, например варикапа (, подается измеряемое импульсное напряжение U, которое вызывает отклонение Л) частоты,перестраиваемого генератора 2 от номинала f, „,. Это отклонение вызывает,появление сигнала рассогласования ЛУ на выходе дискриминатора 8, который постоянно сравнивает между собой частоту опорного (например, кварцевого) генератора 4 с частотой перестраиваемого генератора 2. Сигнал рассогласования AU с дискриминатора 8 через пороговое устройство 5 подается на схему 6 совпадения, откуда поступает на схему 7 управления. Последняя обеспечивает регулирование компенсирующего напряжения,постоянного тока U от источника опорного напряжения постоянного тока до тех пор, пока комгенсирующее напряжение У„поступающее на электрод управляемой полупроводниковой емкости, не станет разным напряжению U (точки а и б станут эквипотенциальными). Это произойдет в тот момент, когда частота перестраиваемого генератора 2 будет равна своему прежнему значению /„.„, и сигнал рассогласования на выходе дискриминатора 8 станет меньше порога чувствительности порогового устр ой ств а 5.

Схема совпадения при измерении коротких импульсов обеспечивает, предотвращение процесса уравновешивания в интервалах между импульсами.

В связи с тем, что компенсирующее напряние U< поступает от источника 8 опорного напряжения через управляемый дискретный делитель 9, то .после индицирования равенства

U = U<. напряжение U, ìîæåò сохраняться как угодно долго. Это обеспечивает возможность измерения напряжения постоянного тока U, либо вольтметром 10 постоянного тока более высокой точности, чем проектируемое устройство, либо при введении в схему дополнительно деши фратора 11 и отсчетного устройства 12 обеспечить возможность цифрового отсчета напряжения U„, а следовательно, и измеряемого U.;. ,В устройстве может быть предусмотрено либо .дополнительное кольцо автоподстройкч частоты, либо ручной подстроечный конден-атор, которые в промежутках между циклами измерений могут .подстраивать перестраиваемый генератор 2 под частоту опорного генератора 4 с целью обеспечения постоянства /.; герестраиваемого генератора перед началом каждого измерения, т. е.,для обеспечения нулевой линии отсчета.

Следует также отметить, что напряжения

U и U могут подаваться не только на разные электроды полулроводниковой емкости, но и на один и тот же электрод. В этом случае напряжения должны быть, разных полярностей.

Предмет изобретения

Устройство для измерения амплитуд импульсов, содержащее сравнивающий элемент, перестраиваемый и опорный генераторы, частотный дискриминатор, пороговое устройство, схему совпадения, схему управления, источник эталонного напряжения постоянного тока, дискретный делитель и измеритель напряжения постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью, повышения точности и чувствительности измерения, сравнивающий элемент,выполнен .в виде полупроводниковой емкости р — n-перехода, например варикапа, включенной в задающий контур перестраиваемого генератора, один электрод которой подключен к источнику измеряемого напряжения, а другой — к выходу делителя компенсирующего напряжения постоянного тока, управляемого блоком управления через схему совпадения и пороговое устройство частотного дискриминатора.

2."1 51

Составитель Н. Степанов

Редактор Т. В. Иванова Техред А. А. Камышникова Корректор Л. А. Царькова

Изд. ¹ 143 Заказ 265/16 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2