SU708245A1 - Устройство дл измерени амплитуд случайных импульсных сигналов - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике йэмёрения и контроля физических величин импульсного характера в невоспроизводящихся однократных процессах, таких как плазменные явления, астрофизические вспышки, взрывы и т. д.

Известны устройства для измерения амплитуд импульсов, например, импульсные вольтметры, которые позволяют получить высокую точность, но не обеспечивают возможности измерять однократные импульсные сигналы Г1].

Наиболее совершенным является устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее ₁₅ последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр.и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу гене2 ратора адресной серии, вход устройства соединен входом элемента совпадения, с первым входом блока управления, а через дискриминатор верхнего уровня - с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со входом управления линейных ворот, второй - с управляющим входом зарядно-разрядного блока, третий с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра соединены с i -тыми входами блока регистрации, а выход переполнение' адресного регистра — с четвертым входом блока управления [2].

Недостатком известных устройств является невозможность проведения точных измерений, если амплитуда импульса изменяется в широком динамическом диапазоне. Например, если устройство обеспечивает получение 10 тыс. каналов, то в динамическом диапазоне амплитуд импульсов О, относительная погрешность измерений составит 0,1%. Если же динамический диапазон по условиям измерений необходимо увеличить до 10^, то относительная погрешность измерений состоит уже 100%. Чтобы в последнем случае повысить точность измерений до 0,1%, необходимо увеличить число каналов преобразователя до 10 млн., что техничес- ¹ ки реализовать невозможно.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения амплитуды импульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличения чис- ¹ ла каналов аналого-цифрового преобразования. Для. этого в устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, диск- 2 риминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего ² уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу генератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадения, с первым входом блока уп- ³ равления, а через дискриминатор верхнего уровня - с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со вхо- ³ дом зарядно-разрядного блока, третий с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, ос> 4 новные выходы адресного регистра соединены с 1 -тыми входами блока регистрации, а выход 'переполнения адресного регистра - с четвертым входом блока управления, введены разветвитель, блок выбора коэффициента усиления и усилитель ⁴ с регулируемым коэффициентом усиления; причем вход разветвителя соединен входом элемента совпадения и является входом устройства, один выход разветвления соединен со входом линии задержки, $ а i-тые выходы с i-тыми входами блока выбора коэффициента усиления, ί -тые выходы которого связаны с i -тыми управляющими входами усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, с -f-ты- ⁵ ми входами блока управления и блока регистрации, вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с выходом линейных ворот, а выход - с входом дискриминатора нижнего уровня.

Изобретение поясняется чертежом, где приведена блок-схема устройства для измерения амплитуды.

Устройство содержит разветвитель 1, пинию 2 задержки, линейные ворота 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, дискриминаторы 5 и 6 нижнего и верхнего уровней, блок 7 выбора коэффициента усиления, элемент 8 совпадения, блок 9 управления, блок 10 регистрации, адресный регистр 11, зарядноразрядное устройство 12, генератор 13 адресной серии.

Регистрируемый Импульс поступает на вход разветвителя 1, а также на вход элемента 8 совпадения, на первый вход блока 9 управления и через дискриминатор 6 - на второй вход блока управления. Выходной импульс с первого выхода разветвителя 1, повторяющий входной импульс, поступает через линию 2 задержки, где он задерживается на время, большее, чем время достижения импульсом максимума, на вход нормально закрытых линейных ворот 3. Выходные импульсы с других выходов разветвителя 1 поступают на входы блока 7 выбора коэффициента усиления. Число входов блока 7 выбора коэффициента усилителя равно числу порядков величины амплитуды регистрируемых импульсов. Импупьс, сформированный по амплитуде и длительности, появляется на одном из выходов блока 7 выбора коэффициента усиления в зависимости от порядка величины амплитуды регистрируемого импульса. Этот импульс поступает на соответствующий управляющий вход блока 10 регистрации, где он включает нужный коэффициент усиления или ослабления, блок 9 управления и усилитель 4, включая нужный разряд запятой. Далее через блок 9 управления он поступает на линейные ворота 3, которые открываются и пропускают задержанный входной импульс на усилитель 4 с необходимым коэффициентом усиления или ослабления. При этом параметры пинии задержки подбираются таким образом, чтобы линейные ворота 3 были открыты в момент достижения импульсом максимума. Затем производится серия операций, связанная с преобразованием вырезанного участка входного импульса, в цифровой код (десятичный), поступающий в адресный регистр 11.· Цифровое значение из708245 меренной амплитуды регистрируется блоком 10 регистрации.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к технике ЙЭ мёрени  и контрол  физических величин импульсного характера в невоспроизвод щихс  однократных процессах, таких как плазменные  влени , астрофизические вспышки, взрывы и т. д. Известны устройства дл  измерени  амплитуд импульсов, например, импульсные вольтметры, которые позвол ют полу чить высокую точность, но не обеспечива ют возможности измер ть однократные импульсные сигналы fl. Наиболее совершенным  вл етс  устройство дл  измерени  амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминато ры верхнего и нижнего уровней, элемент совпадени , блок управлени , зар дно-раа р дный блок, генератор адресной серии, адресный регистр.и блок регистрации, вы ход дискриминатора нижнего уровн  соединен с входом зар дно-разр дного блока ыход которого подключен к входу гене- ратора адресной серии, вход устройства соединен входом элемента совпадени , с первым входом блока управлени , а через дискримина-Юр верхнего уровн  - с вторым входом блока управлени , эле1мента совпадени  соединен с третьим входом блока управлени , первый выход которого соединен со входом управлени  ттнейных ворот, второй - с управл ющим входом зар дно-разр дного блока, третий с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра .соединены с i -тыми входами блока регистрации, а выход переполнение адресного регистра-с четвертым входом блока управлени  2. Недостатком известных устройств  вл етс  невозможность проведени  точных измерений, если амплитуда импульса измен етс  в широком динамическом диапазоне . Например, если устройство обеспечивает получение 10 тыс. каналов, то в динамическом диапазоне амплитуд импуль сов , относительна  погрешность измерений составит 0,1%. Если же динамический диапазон по услови м изме рений необходимо увеличить до 10 , то относительна  погрешность измерений сос тоит уже 1ОО%. Чтобы в последнем случае пошзюить точность измерений до 0,1% необходимо увеличить число каналов преобразовател  до 1О млн., что технически реализовать невозможно. Целью изобретени   вл етс  уменьшение погрешности измерени  амплитуды им пульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличени  чис ла каналов аналого-цифрового преобразов , ни . Дл . этого в устройство дл  измерени  амплитуд случайных импульсных сигналов содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадени , блок управлени , зар дно-разр дный блок, генератор адресной серии, адресный регистр, и блок регистрации , выход дискриминатора нижнего уровн  соединен с входом зар дно-разр дного блока, выход которого подключен к входу генератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадени , с первым входом блока управлени , а через дискриминатор верхнего уровн  - с вторым входом блока управлени , выход элемента совпадени  сое динен с третьим входом блока управлени  первый выход которого соединен со входом зар дно-разр дного блока, третий с первым входом адресного регистра, вто рой вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра соединены с 1 -тыми входами блока регистрации , а выход переполнени  адресного регистра - с четвертым входом блока управлени , введены разветвитель, блок выбора коэффициента усилени  и усилитель с регулируемым коэффициентом усилени ; причем вход разветвител  соединен входом элемента совпадени  и  вл етс  входом устройства, один выход разветвлени  соединен со входом линии задержки, а -тые выходы с д-тыми входами блока выбора коэффициента усилени , i-ты выходы которого св заны с i -тыми управл юшими входами усилител  с регуггируемым коэффициентом усилени , с -f-тыми вхо.дами блока управлени  и блока регистрации , вход усилител  с регулируемым коэффи1шентом усилени  соединен с 7 54 выходом линейных ворот, а выход - с входом дискриминатора нижнего уровт  . Изобретение по сн етс  чертежом, где приведена блок-схема устройства дл  измерени  амплитуды. Устройство содержит разветвитель 1, линию 2 задержки, линейные ворота 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усилени , дискриминаторы 5 и 6 нижнего и верхнего уровней, блок 7 выбора коэффициента усилени , элемент 8 совпадени , блок 9 управлени , блок 10 регистрации , адресный регистр 11, зар дноразр дное устройство 12, генератор 13 адресной серии Регистрируемый Импульс поступает на вход разветвител  1, а также на вход элемента 8 совпадени , на первый вход блока 9 управлени  и через дискриминатор 6 - на второй вход блока управлени . Выходной импульс с первого выхода разветвител  1, повтор ющий входной импульс , поступает через линию 2 задержки , где он задерживаетс  на врем , большее , чем врем  достижени  импульсом максимума, на вход нормально закрытых линейных ворот 3. Выходные импульсы с других выходов разветвител  1 поступаЮт на входы блока 7 выбора коэффициента усилени . Число входов блока 7 выбора коэффициента усилител  равно числу пор дков величины амплитуды регистрируемых импульсов. Импульс, сформированный по амплитуде и длительности, по Е1л етс  на одном из выходов блока 7 выбора коэффициента усилени  в зависимости от п-ор дка величины амплитуды регистрируемого импульса. Этот импульс поступает на соответствующий управл ющий вход блока 10 регистрации, где он включает нужный коэффициент усилени  или ослаблени , блок 9 управлени  и усилитель 4, включа  нужный разр д зап той . Далее через блок 9 управлени  он поступает на линейные ворота 3, которые открываютс  и пропускают задержанный входной импульс на усилитель 4 с необходимым коэффициентом усилени  или ослаблени . При этом параметры линии задержки подбираютс  таким образом, чтобы линейные ворота 3 были открыты в момент достижени  импульсом максимума . Затем производитс  сери  операций, св занна  с преобразованием вырезанного участка входного импульса, в цифровой код (дес тичный), поступающий в адресный регистр 11.- Цифровое значение измеренной амплитуды регистрируетс  бпоком Ю регистрации. Формула изобретени  Устройство дп  измерени  амплитуд Случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемен совпадени , блок управлени , зар дно-раэ р дный блок, генератор адресной серга, адресный регистр и блок регистрации, вы ход дискриминатора нижнего уровн  соединен с входом зар дно-разр дного блока , выход которого подключен к входу ге нератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадени  с первым входом блока упраьпени , а через дискриминатор верхнего уровн  с вторым входом блока управлени , выход элемента совпадени  соединен с третьим входом блока управлени , первый выход которого соединен со входом управлени  линейных ворот, второй - с управл ющим входом зар дно-разр дного блока, третий с первым входом адресного регистра, вто рой вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистрасоединены с i -тыми входами блока регистрации , а выход переполнение адресного регистра - с четвертым входом блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  погрешности измерени  амплитуды импульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличени  числа каналов аналого-цифрового преобразовани  в него введены разветвитель, блок выбора коэффициента усилени  и усилитель с регулируемым коэффициентом усилени , причем вход разветвител  соединен с входом элемента совпадени  и  вл етс  входом устройства, один выход разветвител  соединен со входом линии задержки, а i тые выходы - с i-тыми входами блока выбора коэффициента усилени , i -тые выходы которого св заны с i -тыми уп- равл5тащими входами усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , с iтыми входами блока управлени  и блока регистрации, вход усилител  с регулируемым коэффициентом усилени  соединен с выходом линейных ворот, а выход - с входом дискриминатора нижнего уровн . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Описание серийного импульсного вольтметра ВК7-1ОА.
2. 2.Металин Л. А. и др. Эгтектронные методы  дерной физики М,,Атомиздат,