Устройство для определения максимальной разности коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей

Устройство для определения максимальной разности коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советснни

Социалистических

Распубпик а

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28. 11. 79 (21) 2844483/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 071181. Бюллетень N9 41

Дата опубликования описания 071381 (51)М. Клэ

G 01 R 29/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. З17 (088. 8) (72) Автор изобретения

О.А.Бойцов (71) Заявитель! данного устройства определить неравенство коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей, если крутизна преобразования второго время-амплитудного преобразователя превышает крутизну первого время амплитудного преобра.зователя, но ничего нельзя сказать о расхождении их коэффициентов преобразования, -если коэффициент преобразования второго время-амплитудного преобразователя меньше, чем коэффициент первого время-амплитудного преобразователя.

Поэтому обычно используют устройства, работа которых основана или на последовательном измерении величины напряжений обоих время-амплитудных преобразователей, достигнутых ими за одинаковый временной интервал, или на измерении временных интервалов, при которых оба время-амплитудных преобразователя достигнут определенной величины напряжения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является. устройство для определения разности углов наклона двух линейно-изменяю30 щихся напряжений, содержащее компаИзобретение относится к электрои радиоизмерительной технике и может быть использовано для повышения точности создания и измерения временных интервалов.

Известно устройство для определения разности коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей, включающее два генератора: генератор отпирающего импульса и генератор задерживающего импульса с последующим объединением их выходов элементом И 1). Генератор отпирающего импульса обеспечивает отпирание элемента И в течение времени, равного определенному времени нарастания после того, как амплитуда поступающего сигнала достигла первого уровня, а генератор задерживающего импульса вырабатывает импульс, когда амплитуда сигнала превышает второй уровень и если схема И еще открыта в это время, то на его выходе появляется импульс, говорящий. о несоответствии крутизны время-амплитудного преобразователя установлен-. ному значению.

Установив уровни напряжения по. крутизне первого время-амплитудного преобразователя, можно с помощью (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ

РАЗНОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ДВУХ ВРЕМЯ-АМПЛИТУДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

879510

20 ратор, входы которого соединены с выходами двух время-амплитудных преобразователей, а выход подключен к первому входу электронно-лучевого индикатора, второй вход которого соединен с входной шиной, входом триггера и через первый элемент задержки с входом останова первого время-ам.плитудного преобразователя,.а также второй элемент задержки, выход которого соединен с входами двух из шести ключей, и третий элемент задержки (2).

В данном устройстве запускающий импульс производит запуск одного из двух (первого) время-амплитудного преобразователя с коэффициентом преобразования К1, по истечении какого-то заданнбго времени Т происходит останов первого время-амплитудного преобразователя и запоминание уровня напряжения, достигнутого им к этому времени. Одновременно по истечении времени Т или после какОЙто дополнительной определенной задержки происходит запуск второго вре" мя-амплитудного преобразователя с коэффициентом преобразования, например К2. В момент сравнения величины напряжения этого время-амплитудного преобразователя с уровнем напряжения, запомненного первым времяамплитудным преобразователем, вырабатывается импульс, наблюдаемый на экране, например, электронно-лучевого индикатора. Через какое-то время

Т д происходит сброс обоих времяамплитудных преобразователей в первоначальное состояние.

И теперь запускающий импульс производит запуск время-амплитудного преобразователя с коэффицентом

К2, по истечении временИ Т происходит останов время-амплитудного преобразователя и запоминание уровня напряжения, достигнутого время-амплитудным преобразователем, с коэффициентом преобразования К2.

По истечении времени Т (плюс дополнительная задержка, если она введена ) происходит запуск время-амплитудного преобразователя уже с коэффициентом преобразования К1, и в момент сравнения величины его напряжения с уровнем напряжения, запомненного время"амплитудным преобразователем с коэффициентом К2, также вырабатывается импульс, но этот импульс, при наличии неравенства коэффициентов преобразования KipK2, будет уже в другом месте на экране индикатора.

Теперь опять коммутируют входы и выходы время-амплитудных преобразователей и т.д.

При достаточной частоте повторения тактов на экране электронно-лучевого индикатора будут наблюдаться две отметки, временное расстояние

60 между которыми и говорит о .величине разности коэФфициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей. Для того, чтобы сделать

К1=K2„ необходимо регулировкой коэффициента преобразования одного из время-амплитудных. преобразователей совместить временные отметки друг с другом и мы получаем одинаковые коэффициенты преобразования двух времяамплитудных преобразователей для данной точки диапазона преобразования, однако ничего не можем сказать об идентичности кривых преобразования для всего диапазона. Чтобы это узнать, необходимо поочередно проделать измерения для всех точек диапазона преобразования, что является очень трудоемким процессом.

Целью изобретения является ускоре. ние процесса определения максимальной разности коэффициентов преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения максимальной разности коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей, содержащее компаратор, входы которого соединены с выходами время-амплитудных преобразователей, а выход подключен к первому входу электронно-лучевого индикатора, второй вход которого соединен с входной шиной, входом триггера и через первый элемент задержки с входом останова первого времяамплитудного преобразователя, а также второй элемент задержки, выход которого соединен с входом первого ключа, и второй ключ, дополнительно введены генератор импульсов„ два триггера, элемент ИЛИ, счетчик и формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, а выход подключен ко входам сброса время-амплитудных преобразователей, первого дополнительного триггера и счетчика, счетный вход которого соединен с другим входом первого дополнительного триггера и через элемент

ИЛИ с выходами ключей, а выход счетчика подключен к входу запуска второго время-амплитудного преобРазователя, при этом выход первого дополнительного триггера соединен с входом останова первого время-амплитудного преобразователя, а первый вход второго дополнительного триггера подключен к первому входу основного триггера, выход которого соединен со вторым входом первого ключа, выход которого подключен ко второму входу второго дополнительного триггера, выход которого соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов и входу второго элемента задержки, а выход второго

879510 ключа соединен со вторым входом основного триггера.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит кварцевый генератор 1, первый элемент 2 задержки, первый ключ 3, второй ключ 4, триггеры 5,б,7, элемент ИЛИ 8, первый время-амплитудный преобразователь 9, второй время-амплитудный преобразователь 10, второй элемент 11 задержки, счетчик 12, компаратор 13, формирователь 14 сброса, вход 15, электронно-лучевой индикатор 1б.

Устройство работает следующим образом.

Запускающий импульс с входа 15 поступает на приоритетные входы управления триггеров 5,б и устанавливает их в состояния, реализующие прохож- 20 дение импульсов через ключи 3,4. Первый же импульс с выхода одного из ключей, например 3, устанавливает триггер 5 в положение, запрещающее проход импульсов через другой ключ

4, и через элемент ИЛИ 8 на вход счетчика поступают импульсы только с выхода ключа 3. Импульсы на ключ 3 поступают непосредственно с кварцевого генератора 1, а на ключ 4 — через элемент задержки с электрической длиной, равной половине периода. Если временное положение импульса с входа 15 совпадает с временным положением одного из импульсов, поступаю- З5 щих, например, на ключ 3, тогда на вход счетчика будут поступать импульсы с выхода ключа 4, и наоборот. Таким образом устраняются возможные сбои в работе устройства при совпадении во времени запускающего импульса с входа 15 с импульсами непрерывной опорной последовательности (фиг.2а).

Первый же импульс с выхода элемента ИЛИ 8 опрокидывает триггер 7 и запускает первый время-амплитудный пре- 45 образователь 9.

В данном устройстве формируют первую опорную последовательность импульсов (фиг.2а) с периодом повторения Т (с выходом кварцевого генератора 1), также формируют вторую после довательность импульсов (фиг.26) сО значительно большим периодом повторения, поступающих. с входа 15. Одним из импульсов первой опорной последовательности (ближайшим опережающим по отношению к импульсу второй последовательности ) запускают первый время-амплитудный преобразователь с коэффициентом преобразования K1, ос-. танавливаемый импульсом второй по- 60 следовательности. Напряжение первого. время-амплитудного преобразователя, достигнутое им к этОму моменту, запоминают. Я-ым импульсом первой опорной последовательности запускают второй время-амплитудный преобразователь, останавливаемый в момент сравнения его величины напряжения с величиной напряжения, запомненного первым время-амплитудным преобразователем (точки A на фиг .2в), формируют в этот момент времени временную отметку(фнг.2r) и измеряют временной интервал между импульсом б, останавливающим первый время-амплитудный преобразовательн временной отметкой г.

Как видно из временной диаграммы (фиг.2a) < этот временной интервал всегда равен

T = Р h,,)+(N-1)Ttь1„=ит (при равенстве коэффициентов преобразования обоих время-амплитудных преобразователей для рассматриваемой точки диапазона) .

Используя вторую последовательность импульсов, несинхронную с первой опорной последовательностью, образуют разные временные положения импульсов второй последовательности относительно импульсов первой последовательности и, соответственно, разные величины напряжений, запоминаемые первым время-амплитудным преобразователем (разные точки преобразуемого диапазона ).

Так как наблюдаемая временная отметка при равенстве кээффициентов преобразования обоих время-амплитудных преобразователей во всем диапазоне преобразования всегда одинаково удалена относительно импульса (фИг.26) на величину f4T, то, наблюдая верменную.отметку, например, на экране электронно-лучевой трубки и добившись органом регулировки величины коэффициента преобразования одного из время-амплитудных преобразователей минимально возможной нестабильности изображения временной отметки, по величине этой нестабильности судят о максимальном неравенстве величин коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей во всем диапазоне преобразования, величина которого определяется периодом следования Т импульсов первой опорной последовательности. Останов первого время-амплитудного преобразователя производится запускающим импульсом с входа

15, прошедшим элемент задержки 11 с величиной задержки, равной периоду повторения импульсов с выхода элемента ИЛИ 8. Величина напряжения, достигнутая к моменту остановки времяамплитудного преобразователя 9, запоминается. Время-амплитудный преобразователь 10 запускается И-ым импульсом с выхода счетчика. В момент сравнения величины напряжения этого время-амплитудного преобразователя с уровнем напряжения, запомненного

879510

Формула изобретения время-амплитудным преобразователем

9, срабатывает компаратор 13 и вырабатывается импульс, наблюдаемый на экране, например, электронно-луче. ььго индикатора 16. Через какое-то время происходит сброс обоих времяамплитудных преобразователей и других необходимых узлов устройства в первоначальное положение.

Следующий запускающий импульс с входа 15 может иметь другое временное положение относительно импульсов кварцевого генератора 1 и величина напряжения, запомненная время-ампли- тудным преобразователем 9, будет другой, однако, если коэффициенты преобразования время-амплитудных . 5 преобразователей 9 и 10 равны, то импульс с выхода компаратора 13 наблюдается на том же месте экрана индикатора 16. При неравенстве коэффициентов преобразования он будет в 2Q другом месте.

При достаточной частоте следования запускающих импульсов на экране электронно-лучевого индикатора наблюдается последовательность импульсов, д максимальная величина временного расстояния на экране индикатора 16 между определенными точками которых и говорит о разности коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей по всему диапазону..

В современных электронно-лучевых индикаторах получают длительность раз. вертки порядка 0,1 нс/см, что позволяет различить по экрану временной интервал порядка 3-10 нс. При длительности интервала преобразования в 100 нс относительная погрешность измерения уже составит величину 10

3,10 .

Устройство для определения максимальной разности коэффициентов преобразования двух время-амплитудных преобразователей, содержащее компаратор, входы которого соединены с выходами время-амплитудных преобразователей, а выход подключен к первому входу электронно-лучевого индикатора, второй вход которого соединен с входной шиной, входом триггера и через первый элемент задержки с входом останова первого время-амплитудного преобразователя, второй элемент задержки, выход которого соединен с входом первого ключа, и второй ключ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса определения максимальной разности коэффициентов преобразования, в него дополнительно введены генератор импульсов, два триггера, элемент HJIH, счетчик и формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, а выход подключен к входам сброса время-амплитудных преобразователей, первого дополнительного триггера и счетчика, счетный вход которого соединен с другим входом первого дополнительного триггера и через элемент ИЛИ с выходами ключей, а выход счетчика подключен к входу запуска второго время-амплитудного преобразователя, причем выход первого дополнительного триггера соединен с входом останова первого время-амплитудного преобразователя, а первый вход второго дополнительного триггера подключен к первому входу основного триггера, выход которого соединен со вторым входом первого ключа, выход последнего подключен ко второму входу второго дополнительного триггера, выход которого соединен с первым входом второго ключа, второй вход последнего подключен к выходу генератора импульсов и входу второго элемента задержки, а выход второго ключа соединен со вторым входом основного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3543152, кл. 504 F 9/00, опублик. 1968.

2. Заявка Р 2404365/18-21, кл. 01 29/00, 1976 (прототип).

Щ /

А

Составитель В. Потапов

Редактор И.Марголис Техред T.Ìàòo÷êà Корректор A. Ференц

Заказ 9713/16 Тираж .735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛЛ "Патент", r.Óærîðîö, ул .Проектная,4