Цифровой измеритель энергии одиночных импульсов оптических квантовых генераторов

Цифровой измеритель энергии одиночных импульсов оптических квантовых генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеав Советских

«i>676939

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Ресиублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 468173 (22) Заявлено 07.04.77 (21) 2475260/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет —. (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 01.08.79 (51) М.Кл.g О Я Р 21/00

Государствеиимк комитет

СССР (53) УДК 62il.397 (088.8)ие делам извбретеиий и аткрытий (72) Автор изобретения

А. H. Зюбан (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОИ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ

ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ ОПТИЧЕСКИХ

КВАНТОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к измерительной технике, может найти применение в автономных измерительных устройствах и в датчиках для автоматического контроля параметров импульсных генераторов.

Известен цифровой измеритель энергии одиночных импульсов оптических квантовых генераторов (ОКГ) по основному авт. св. № 468173, содержащий пиродетектор, линию задержки, магнитный гистерезисный элемент (МГЭ), считывающий одновибратор и счетчик импульсов, подсоединенный через выходной ключ, управляемый магнитным гистерезисным элементом, к генератору счетных импульсов 11).

Основным узлом устройства является магнитный гистерезисный элемент, который непосрвдственно преобразует энергию входного .видеоимпульса произвольной формы в длительность выходного прямоугольного импульса. Длительность последнего электронно-счетным методом преобразуется в числовой эквивалент, пропорциональный энергии измеряемого импульса ОКГ.

Для контроля выходных параметров импульсных ОКГ необходимы,не только измерители энергии одиночных импульсов, но также,и измерители мощности излучаемых

1импульсов. Это вызывает увеличение объема измерительных устройств и значительное удорожание процесса контроля импульсяых ОКГ в целом.

Цель изобретения — обеспечение одновремен ного измерения энергии, длитель:ности и мощности импульса.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель энергии одиночных импульсов ОКГ, содержащий пиродетектор, линию задержки, магнитный гистерезисный элемент (МГЭ), считывающий одновибратор и счетчвк импульсов, подсоединенный через выходной ключ, управляемый мапнитным гистерезисным элементом, к генератору счетных импульсов, введены преобразователь отношения количества импульсов, вспомогательный магнитный гистерезисный элемент, дополнительный и выходной ключи. При этом записывающая об.мотка вспомогательнзго МГЭ соединена с выходом дополнительного ключа, один вход которого подключен к пиродстектору, а другой вход — к шине эталонного напряжен1 я. Считывающая обмотка вспомога"5 тельного МГЭ подключена к выходу одно вибратора, сигнальный, вход выходного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу вспомогательного МГЭ, подсоединен к генератору счетных и., пуль— сов, а входы преобразователя отношений

676939

/ ах в:,<а

U.,dt =-= B, /

Ц а, (3)

5 zr ., в<

ГДЕ 2/ 2 — «ÅIÑ. Io мотки МГЭ 2.

Дл и те ль>н ость

МГЭ 2 может бы ний (1) и (3) / — U,(t)dt . вы» Ц >/

0 ва

В 0+ «< I(t)dt >

$ QJ

p(t)dt = — Р,.„

0 (7) количества импульсо в — к выходам управляемого и выходного ключей.

Такое техническое решение дополнительно позволяет получать на выходе преобразователя отношения количества импульсов величину, пропорциональную мощности из меряемого одиночного импульса, а на HbIходе вспомогательного выходного ключа—

>величину пропорциональную длительности измеряемого импульса.

На чертеже представлена функциональ>ная электрическая схема устройства.

Цифровой измеритель энергии одиночных импульсов OKI содержит пиродетектор 1, ocHQIBной магнит<ный гистерезисный элемент 2, линию 3 задержки, одновибратор 4, генератор б счетных импульсов, управляемый ключ б, счетчик 7 импульсов, дополнительный ключ 8, вспомогательный

МГЭ 9, выходной ключ 10, связанный с выходом 11 и преобразователем 12 отношения количества .импульсов. Каждый МГЭ имеет записывающую, считывающую и выходную о бмо г:ку.

В исходном состоянии сердечники МГЭ

2 и 9 полезностью перемагничены предшествующим импульсом считывания от одновибратора 4, генератор б импульсов раоотает s непрерывном режиме, ключи б, 8 и

10 закрыты, счетчик 7 л преобразователь

12 отношения количества импульсов уста<новлены на нуль.

При поступлении от GKI на вход пиродетектора 1 одиночного импульса, послед>ний преобразуется в энергию видеоимпульса, который поступает на обмотку записи

МГЭ 2 и переводит его сердечник (магнитопровод) из исходного состояния полного насыщения в некоторое промежуточное, OIIределяемое магнитнoi". индукцией В I, где В, — магнитная индукция сердечника

МГЭ 2 в исходном состоянии;

5 — площадь сечения сердечника

МГЭ 2; сю, — число витков записывающей оомотки МГЭ 2;

UI(t) — напряжение входного видеоимпульса; т „— длительность входного видеонмпульса.

Одновремен>но входной видеоимпульс на время т,„открывает ключ 8 и в течение длительности импульса т,, под действием жалонного,напряжения U „, поступающего на вход ключа 8, аналогично происходит перемагничивание сердечника (магнитопровода) МГЭ 9 из исходного состояния в промежуточное, определяемое магнитной индукцией: ва

B(В0+ — „-„- U It)dt

5" ю"

0 где В0, S", ю> — параметры магнитопровода МГЭ 9.

Одновременно с «прямы м» перемагничиванием сердечников МГЭ 2 и 9 входной видеоимпульс, задержанный линией 8 на время, не менее т,„, поступает на вход одв><»а><с

15 новибратора 4, который вырабатывает импульс считывания с параметрами У0, т2.

Последний, поступая на входы считывающих обмоток МГЭ 2 и 9, обусловливает появление на выходах обоих МГЭ прямо20 угольных видеоимпульсов длительностью

, „„и т,"„„соответственно.

В процессе обратного перемагничивания сердечника МГЭ 2 его инду>кция принимает .исходное значение В, 25 витков с- итывающей обвыходного видеоимпульса ть определена из выражеПоскольку видеосигнал на выходе пиродетектора имеет вид

Ul(t) =ll" p(t3 () то длительность выходного импульса МГЭ 2 пропорциональна энергии импульса ОКГ в>< (t)dt — — У, (6)

0 где К вЂ” коэффициент пропорциональности преобразования пиродетектора;

К вЂ” коэффициент пропорциональности преобразования МГЭ 2

1{ 2

W — энергия импульса ОКГ где р() — мгновенное значение мощности излучения в импульсе ОКГ;

P — среднее значение мощности импульса.

Аналогично может быть получено выражение, определяющее длительность выходного импульса МГЭ 9, В течение времени существования выходных импульсов "c, „и т",„, от генератора

5 через ключи б и 10 на входы преобразователя 12 поступают счетные .импульсы, количество которых пропорционально энергии и длительности импульса ОКГ соответственно

+ = f твых

= f ° живых >

N й, .К., з дуэт (9) Использование двух МГЭ выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет измерить сразу три параметра контролируемого импульса: энвргию, фиксируемую счетчиком 7, длительность импульса (на выходе 11 устройгде / — частота следования счетных импульсов.

На выходе преобразователя 12 образуется сигнал, пропорциональный среднему значению мощности импульса ОКГ, ства) и мощность импульса. Сущвспвенным достоинством устройства является независимость параметров выходного сигнала преобразователя 12 (канала измерения мощности импульса) от нестабильности параметров импульса считывания, вырабатываемого одновибратором 4.

Формула изобретения

Цифровой измеритель энергии одиночных импульсов оптических квантовых генераторов по авт. св. № 468173, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения од15 новременного измерения энергии, длительности и мощности импульса, в него введены преобразователь отношения количества импульсов, вспомогательный магнитный гистерезисный элемент (МГЭ), дополнитель20 ный и выходной ключи, при этом записыв ающая обмотка вспомогательного МГЭ соединена с выходом до полнительного ключа, один вход которого подсоединен к пиродетектору, а другой вход подключен к шине эталонного напряжения, считывающая обмотка вспомогательного МГЭ подключена к выходу одновибратора, сигнальный вход выходного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу вспомогаз0 тельного МГЭ, подсоединен к генератору счетных импульсов, а входы преобразователя отношений количества импульсов подключены к выходам управляемого и выходного ключей.

Источник информации, принятый во

BiHHMBние при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 468173,,кл. G 01 R 21/ОО, 1972.

Редактор Е. Караулова

Сеставитель Г. Смелова

Техред Е. Жаворонкова

Корректор С. Файн

Заказ 696/939 Изд. ¹ 445 Тираж 1090 Подписное

ЕПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и огкрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»