Оптоэлектронное устройство для измерения длительности импульсов

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для измерения параметров электрических и оптических сигналов. Цельповьшение точности измерения достигается введением в оптоэлектронное устройство для измерения длительности импульсов, содержащее элементы задержки 1, элемент совпадения 2, фотопри емник 3, дифференцирующей цепи 4, блока вьщеления импульса 5, счетчика 6 импульсов,Измеряемый световой импульс в виде коллимированного светового потока поступает на вход всех элементов задержки I, где происходит распределение энергии импульса между N оптическими волокнами. Поскольку дли на волокон отличается на кратную ве личину, то передний фронт каждого ,импульса появляется на входе фотопри емника 3 с интервалом. Фотоприемник 3 преобразует световой импульс в электрический эквивалент и передает на дифференцирующую цепь 4, которая преобразует ступени переднего и заднего фронтов сложного импульса в последовательность положительных и отрицательных импульсов, которые подг считываются счетчиком 6. 2 ил. § СЛ

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) (51) У С 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

ХРд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4190824/24-21 (22) 03.02.87 (46) 07.09.88. Вюл.У 33 (72) В.П.Молчанов, С.М.Огреб и В.В.Яичкин (53) 621.317.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11) 741196, кл. С 01 R 29/02, 1975. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для измерения параметров электрических и оптических сигналов. Цель-повышение точности измерения — достигается введением в оптоэлектронное устройство для измерения длительности импульсов, содержащее элементы задержки i, элемент совпадения 2, фотопри» емник 3, дифференцирующей цепи 4, бло.ка выделения импульса 5, счетчика 6 импульсов. Измеряемый световой импульс в виде коллимированного светового потока поступает на вход всех элементов задержки 1, где происходит распределение энергии импульса между N оптическими волокнами. Поскольку длина волокон отличается на кратную величину, то передний фронт каждого .импульса появляется на входе фотоприемника 3 с интервалом. Фотоприемник

3 преобразует световой импульс в электрический эквивалент и передает на дифференцирующую цепь 4, которая преобразует "ступени" переднего и. заднего фронтов сложного импульса в последовательность положительных и отрицательных импульсов, которые под считываются счетчиком 6. 2 ил.

1422188

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах измерения параметров электрических и оптических сигналов, устройствах приема и передачи информации, преобразующих устройствах систем контроля и управления.

Цель изобретения - повышение точности измерения. 10

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы работы устройства, Оптоэлектронное устройство для измерения длительности импульсов 15 содержит элементы 1 задержки, выполненные в виде оптических волокон различной длины, элемент 2 совпадения, фотоприемник 3, дифференцирующую цепь 4, блок 5 вьделения импульса, 20 счетчик .6 импульсов, выходы всех элементов 1 задержки объединены с оптическим входом фотоприемника 3, выход которого соедийен с входом дифференцирующей цепи 4, выход которой связан с первым входом элемента 2 совпадения и входом блока 5 выделения импульса, выход последнего соединен с вторым входом элемента 2 совпаденйя выход которого связан со счетным вхо- 30 дом счетчиком 6 импульсов, выход которого является выходом устройства, входы элементов задержки объединены и являются входом устройства. Элементы

1 задержки выполнены в виде онтичес- 35 ких волокон различной длины и одинакового сечения и предназначены для преобразования измеряемого импульса в импульс сложной формы (фиг.2к).

Входы и выходы элементов задержки 40 объединены, например, спайкой или в виде стекловолоконной шайбы. Длина волокон отличается на величину, кратную й1 (41 = const), вследствие чего времена задержки светового импульса для каждого элемента отличаются на величину, кратную g t (dt пропорционально и 1) .

Фотоприемник 3 предназначен для преобразования светового импульса сложной формы в электрический эквивалент. В качестве фотоприемника может быть использован обычный фотодиод.

Дифференцирующая цепь 4 предназначена для формирования последователь- 5 ности импульсов, число которых равно числу "ступеней" сложного импульса, поступающего на вход дифференцирующей цепи. Блок 5 вьделенля импульса. предназначен для выделения из последовательности раэнополярных импульсов первого отрицательного импульса и выдачи в этот момент сигнала для останова счетчика 6. Блок 5 может быть выполнен, например, на основе последовательно соединенных инвертора и триггера с соблюдением необходимой полярности и типа транзистора инвертора.

Счетчик 6 импульсов предназначен для подсчета только положительных импульсов, поступающих с выхода элемента совпадения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 6 обнулен, а с выхода блока вьделеиия импульса на второй вход элемента совпадения подают положительный потенциал. Измеряемый световой импульс в виде коллимированного светового потока с интенсивностью Х и длительностью < (фиг.2а) поступает на вход всех элементов I задержки, где происходит распределение энергии импульса между N оптическими волокнами. Таким образом, в каждом оптичес ком волокне появляется импульс света с интенсивностью r/N.

Поскольку длина волокон отличается на величину, кратную 6 1, передний фронт каждого импульса появляется на входе фотоприемника 3 с интервалом (фиг.2а-и).

Таким образом, на оптическом входе фотоприемника 3 формируется световой поток сложной формы (фиг,2к).

Фотоприемник 3 преобразует световой импульс в электрический эквивалент и передает его на вход дифференцирующей цепи 4 ° Последняя преобразу-. ет ступени" переднего и заднего фронтов сложного импульса в последовательность положительных к отрицательных импульсов (фиг.2л), которые поступают на первый вход элемента 2 совпадения и подсчитываются счетчиком 6.

При появлении на выходе дифференцирующей цепи 4 первого отрицательного импульса (фиг.2) срабатывает триггер блока выделения импульса, тем самым снимается единичный потенциал со второго схода элемента совпадения и на счетный вход счетчика остальные импульсы. последовательности не поступают. На выходе счетчика сформируется код, соответствующий числу положительных

1422188 д. импульсов в последовательности до первого отрицательного, что соответствует числу "ступеней" в переднем фронте сложного импульса. Число ступеней в переднем фронте сложного имх пульса соответствует числу n =dx

<и (фиг.2к), а отношение - = вЂ, т.е. г»

Ьх dt и

n вЂ, следовательно, <„ = п at.

Число и подсчитывается счетчиком

6, таким образом, код на выходе счетчика 6 соответствует длительности измеряемого импульса

Если величина д t, которая фиксированно задается разностью длин волокон, кратна величине „, вершина сложного импульса плоская и число и точно соответствует

Если d t не кратно с„, вершина импульса гребенчата (фиг.2к) и значение и отличается на величину +! от истинного значения. Условием нормального функционирования устройства является И a t > с,, в этом случае число "ступеней" в переднем фронте сложного импульса соответствует длительности измеряемого импульса.

Формула изобретения

Оптоэлектронное устройство дпя измерения длительности импульсов, содержащее элементы задержки, элемент совпадения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены фотоприемник, дифференцирующая цепь, блок выделения импульса, счетчик импульсов,а элементы задержки выполнены в виде оптических волокон различ ной длины, причем выходы всех элементов задержки объединены и соединены с оптическим входом фотоприемника, выход которого соединен с входом дифференцирующей цепи, выход которой соеди20 нен с первым входом элемента совпадения и с входом блока выделения импульса, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого соединен со счетным входом

25 счетчика импульсов, выход которого является выходом устройства, входы элементов задержки объединены и являются входом устройства.