Цифровой измеритель параметров одиночных электрических импульсов

Цифровой измеритель параметров одиночных электрических импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Соцналнстмчесммк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ПЛЬСТВУ нн898330 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 200580 (21) 2926142/18-21 с присоединением заявки М(23) Приоритет— (51) м. кл.з

G 01 R 13/02

Государственнмй «оинтет

СССР по делай нзобретеннй н от«рытнй

Опубликовано 1501.82. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 150 L82 (53) УДК 681.142.9 (088. 8) С.Н. Неустроев, С.Н. Голенков, B. Ï. Луговой и B.È. Осадчий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ОДИНОЧНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудных и временных параметров импульсов и их формы в широком диапазоне длительностей и частот повторения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является циф. ровой измеритель параметров одиночного электрического импульса, содержащий стробоскопический блок выборки мгновенных значений исследуемого сигнала, выходы которого соединены с входами расширителей импульсов по длительности, выходами подключенных 15 к входу коммутатора, выход которого связан с входом блока цифровых индикаторов (lj.

Недостатком этого устройства является ограниченность функциональ- 2О ных возможностей, так как оно не обеспечивает цифрового измерения амплитудных и временных параметров импульсов и их формы, характеризуется сложной конструкцией. 25

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что цифровой измеритель. параметров одиночных электрических импульсов, содержа- 30 щий блок выборки мгновенных значений исследуемого сигнала, коьялутатор и блок цифровых индикаторов, причем блок выборки включает генератор стробимпульсов, рециркулятор и линейный ключ, выход которого соединен со вторым входом генератора стробимпульсов, первый вход — с выходом генератора стробимпульсов, а второй вход — с выходом рециркулятора, вход которого подключен к шине исследуемого сигнала и первому входу генератора стробимпульсов, снабжен амплитудно-цифровым преобразователем, блоком запоминающих элементов, блоком микропроцессоров и микропроцессорным блоком управления, включающим генератОр опросных импульсов, микропроцессор и формирователь стопимпульсов, вход которого связан с индикаторным выходом микропроцессора, а выход — с установочнЫм входом генератора опросных импульсов, запускающий вход которого соединен с шиной сигнала опроса, а выход — с управляющими входами микропроцессора и блока микропроцессоров и вторым входа коммутатора, выход которого подключен ко входу блока запоминающих элементов, а первый вход — к выходу ам89.8330 где чо

ТЭ„тэ1длительнОсть исследуемого импульса по нулевому уровню; период следования стробирующих импульсов; задержка исследуемого импульса в рециркуляторе 3 за время Т9„ .

LIT э ТЭ ТЭ

Амплитуда импульсов на выходе ключа 4 равна мгновенному значению напряжения исследуемого импульса в точке стробирования, а длительность длительности стробирующих импульсов .генератора 2.

Число сделанных выборок мгновенных значений напряжений регистрируется микропроцессором 12 блока 10 управления. На информационном выходе микропроцессора 12 формируется числовой код, значение которого соответствует длительности исследуемого импульса по нулевому уровню

= (n-1) ° д T чо, э

Амплитуды импульсов, Формируемых на выходе ключа 4 преобразуются,с помощью амплитудно-цифрового преобразователя 5 в цифровые коды, которые через коммутатор б подаются в блок 7 запоминающих элементов и запи сываются в .его ячейки памяти. Инфорплитудно-цифрового преобразователя, вход которого связан с выходом линейного ключа и информационным входом микропроцессора, информационным выходом соединенного со вторым информационным входом блока микропроцессоров, выход которого подключен ко входу блока цифровых индикаторов, а первый информационный вход - к выходу блока запоминающих элементов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из блока 1 выборки мгновенных значений исследуемого сигнала, включающего генератор

2 стробимпульсов, рециркулятор 3 и линейный ключ 4, амплитудно-цифрового преобразователя 5, коммутатора б, блока 7 запоминающих элементов, блока 8 микропроцессоров, блока 9 цифровых индикаторов и микропроцессорного блока 10 управления, включающего генератор 11 опросных импульсов, микропроцессор 12 и формирователь 13 стопимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый импульс подается на вход рециркулятора 3 и первый вход генератора 2 стробимпульсов. На выходе ключа 4 формируется пачка им пульсов, число которых определяется из отношения.

65 цательном — узлом вычисления длительности среза.

Алгоритм вычисления временных параметров +,i„z, аналогичен вычислению санчо, т.е. K< ††(n -l)-4ТЭ,где п ° — число опросных имйульсов, под,мация о мгновенных значениях напря" жений выборок в блоке 7 запоминающих элементов сохраняется до поступления опросных импульсов.

По сигналу Опрос запускается генератор 11 опросных импульсов °

Импульсы с выхода генератора 11 опросных импульсов с периодом Т Т, поступают на управляющий вход микропроцессора 12 и последовательно уменьшают записанное в нем число и до нуля.

Когда код на индикаторном выходе микропроцессора 12 становится равным нулю, формирователь 13 стопимпульсов, подключенный к этому выхо15 ду; вырабатывает сигнал, с помощью которого генератор 11 опросных импульсов устанавливается в исходное состояние.

Опросные импульсы с выхода генера20 тора 11 поступают на управляющий вход (вход разрешения приема информации) блока 8.микропроцессоров и на второй вход коммутатора б.

Под действием опросных импульсов

25 коды мгновенных значений напряжений с выхода блока 7 запоминающих элементов подаются на первый информационный вход блока 8 микропроцессоров в той последовательности, в которой они записывались с выхода амплитудно-цифрового преобразователя 5 в блок 7 запоминающих элементов.

Блок 8 микропроцессоров вычисляет амплитудные и временные параметРы исследУемых импУльсов 74,, т ч, Г

i, О„,, aU где Ф- длительность фронта; 7чб — длительность вершины; с — длительность среза; „ — длительность импульса по половинному уровню амплитуды; о — амплитуда;ь0, - спад

40 амплитуды к концу вершины импульса.

По совокупности отношений этих параметров блок 8 вычисляет форму импульсов. Для этого в блоке 8 микропроцессоров определяется знак произ45 водной (приращений) последовательности поступающих кодов. Положительному значению производной соответствует фронт сигнала, отрицательному срез, а нулевому (или близкому к нулю) — вершина (амплитуда и спад амплитуды) .

При положительном значении производной опросные импульсы, поступающие на блок 8 микропроцессоров, подсчитываются в нем узлом вычисления длительности фронта, при значении производной, близком к нулю (нулевом значении) опросные импульсы подсчитывамтся узлом вычисления длительности вершины импульса, а при отри898330 считанное соответствующим узлом вычисления. Длительность исследуемых импульсов по половинному уровню сигнала вычисляется в блоке 8 микропроцессоров путем определения отношения

"H = 2 ("ио "иЕ где v — мгновенное значение кода, "»»1 поступающего с блока 7 запоминающих элементов после кода ч „

n — число опросных импульсов, 6 определяющих длительность вершины импульсов.

Форма исследуемых импульсов оценивается узлом вычисления формы путем определения отношений

40 на основе которых рассчитывается ко-эффициент формы импульса К .

Значения вычисленных параметров исследуемых импульсов отображаются блоком 9 цифровых индикаторов. 45

Устройство обеспечивает длительное хранение информации о параметрах одиночных импульсов и цифровое автоматическое измерение всех основных параметров импульсов.

Устройство может быть применено для исследования как импульсов наносекундного диапазона (при стробскопическом блоке выборки), так и для исследования импульсов большой длиЧисловой код Т „ определяется в микропроцессоре 12 блока 10 управления и поступает на второй информационный вход блока 8 микропроцессоров.

За амплитудное значение исследуемых импульсов тт„, принимается код мгновенного значения напряжения, поступающий с блока 7 запоминающих элементов в блок 8 микропроцессоров, со- »5 ответствующих начальному нулевому значению производной последовательности поступающих кодов (после положительного значения) . Значение этого кода (кода v ) записывается в регистр па- 20 мяти узла вычисления амплитуды блока 8 микропроцессоров.

Параметр ьч,„определяется узлом вычисления спада амплитуды, в котором реализуется соотношение 25 тельности (миллисекундного диапазонапри обычном блоке выборки, реализуемом без элементов рециркуляции) °

Формула изобретения

Цифровой измеритель параметров одиночных электрических импульсов, содержащий блок выборки мгновенных значений исследуемого сигнала, коммутатор и блок цифровых индикаторов, причем блок выборки включает генератор стробимпульсов, рециркулятор и линейный ключ, выход которого соединен со вторым входом генератора стробимпульсов, первый вход — с выходом генератора стробимпульсов, а второй вход - с выходом рециркулятора, вход которого подключен к шине исследуемого сигнала и первом, входу генератора стробимпульсов, о т л ичающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен амплитудно-цифровым преобразователем, блоком запоминающих элементов, блоком микропроцессоров и микропроцессорным блоком управления, включающим генератор опросных импульсов, микропроцессор и формирователь стопимпульсов, вход которого связан с индикаторным выходом микропроцессора, а выход — с установочным входом генератора опросны>: импульсов, запускающий вход которого соединен с шиной сигнала опроса, а выход — с управляющими входами микропроцессора и блока микропроцессоров и вторым входом коммутатора, выход которого подключен ко входу блока запоминающих элементов, а первый вход — к выходу амплитудно-цифрового преобразователя, вход которого связан с выходом линейного ключа и информационным входом микропроцессора, информационным выходом соединенного со вторым информационным входом бло) ка микропроцессоров, выход которого подключен ко входу блока цифровых индикаторов, а первый. информационный вход — к выходу блока запоминающих элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Найденов А.И. Трансформация спектра наносекундных импульсов. M.„ Советское радио, 1973, с. 134 (прототип).

898330

1 ®

Составитель В. Лившиц

Техред Ж. Кастелевич Корректор М, Коста

Редактор М. Йиткина

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11941/61

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4