Устройство для измерения амплитуд импульсов

Устройство для измерения амплитуд импульсов

Иллюстрации

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