Устройство для определения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров импульсов. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит аттенюатор 1, пиковые детекторы 2, 4 и 6, дифференциатор 3, инвертирующий усилитель 5, компараторы 7.1,...,7.(2N - 1), 7.2N, элементы И 8.1,...,8.N, регулируемые усилители 9 - 11, компаратор 12, источники 13 эталонного и 14 опорных напряжений, регистр 15 последовательного приближения, генератор 16 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 17. Устройство позволяет использовать для измерений определенный линейный участок характеристики, что обеспечивает уменьшение погрешности выполняемых измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 29/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

4Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4434014/24-21 (22) 26.04.88 (46) 23,12.90; Бал. ¹ 47 (71) Ижевский механический институт (72) В.С.Поздеев (53) 621.317,73(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 155837, кл. G 01 R 29/02, 1963, Авторское свидетельство СССР

¹ 1242852, кл. G 01 R 29/02, 1986.

„„. 0„„1615643 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВРЕМЕНИ НАРАСТАНИЯ И СПАДА ФРОНТОВ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров импульсов, Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит аттенюатор 1, пиковые детекторы 2, 4 и 6, дифференциатор

1615643

$, инвертирующий усилитель 5, компаратоы 7,1...,,7.(2N-1), 7;2N. элементы И ,1„.„8,N, регулируемые усилители 9 — 11, омпаратор 12, источники 13 эталонного и l4 опорных напряжений, регистр 15 последовательного приближения, генератор 16

Изобретение относится к электроизмеительной технике и может быть использоано в измерителях параметров импульсов.

Цель изобретения — повышение точноти измерения, На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит аттенюатор 1, ервый пиковый детектор 2, дифференциаор 3, второй пиковый детектор 4, инвертирующий усилитель 5, третий пиковый етектор 6, компараторы 7-1, 7 — 2,.„7,2N1;7-2N, элементы И 8 — 1,8 — 2„„, 8-N, первый

9, второй 10 и третий 11 регулируемые уси:лители, компаратор 12, источники эталонното 13 и опорных 14 напряжений, регистр 15, последовательного приближения, генера,,тор II6 импульсов, цифроаналоговый преоб,разователь (ЦАП) 17.

Устройство для определения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов содержит аттенюатор 1, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входами первого пикового детектора 2 и дифференциатора 3, выход которого соединен с входами второго пикового детектора 4 и инвертирующего усилителя 5, выход которого соединен с входом третьего пикового детектора 6, вход сброса которого соединен с входами сброса перого 2 и вто-. рого 4 пиковых детекторов и является входом сброса устройства, а выход первого пикового детектора 2 соединен с входом первого регулйруемого усилителя.9, выход которого соединен с первым входом компаратора 12, второй вход которого соединен с вь1ходом источника 13 эталонного напряжения, а выход соединен с информационным входом регистра 15 последовательного приближения, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 16 импульсов, а выходы соединены с соответствующими вхоадми цифроаналогового преобразователя 17, выход которого соединен с управляющими входами первого 9, второго 10 и третьего 11 регулируемых усилителей,.входы второго 10 и третьего 11 регулируемых усилителей соединены с выходами второго

4 и третьего 6 пиковых детекторов, а выходы .оединены соответственно с первыми входами компараторов с номерами 1,2,5,6..., и

50 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 17. Устройство позволяет использовать для измерений определенный линейный участок характеристики, что обеспечивает уменьшение погрешности выполняемых измерений. 1 ил, 3,4,7,8„... вторые входы компараторов с номерами 1 и 3,2 и 4.5 и 7,... соединены между собой и подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, а выходы компараторов 7 — 1, 7 — 2, 7 — 3, 7-4,... соединены с соответствующими входами элементов И 8 — 1, 8 — 2, 8 — 3,..., выходы которых являются выходами устройствами, вход генератора ",6 импульсов подключен к шине запуска, Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал через аттенюатор

1 поступает на входы первого пикового детектора 2 и дифференциатора 3. Генератор

16 импульсов запускается одновременно с подачей исследуемого сигнала на вход устройства, Сигнал с выхода пикового детектора 2 поступает на вход первого регулируемого усилителя 9. При этом первый пиковый детектор 2 запоминает максимальную амплитудg входного импульса, ВыходнОе напряжение регулируемого усилителя 9 поступает на первый вход компаратора 12, на второй хвод которого поступает напряжение с выхода источника 13 эталонного напряжения, Если величина напряжения, поступающего на первый вход компаратора

12, меньше напряжения, поступающего на второй вход компаратора 12, то на выходе компаратора 12 формируется высокий уровень напряжения, поступающий на информационный вход регистра 15 последовательного приближения. Импульсы генератора 16 поступают на .управляющий вход регистра 15 последовательных приближений. С приходом каждого импульса состояние выходов регистра 15. меняется.

Выходной код регистра 15 поступает на входы ЦАП 17 и преобразуется последним в аналоговый сигнал, который поступает на управляющие входы регулируемых усилителей 9-11. Коэффициенты усиления последних изменяются под воздействием выходного напряжения ЦАП 17. Первоначально на выходе ЦАП 17 величина напряжения равна нулю и коэффициент усиления регулируемых усилителей 9-11 равен единице, Поэтому амплитуда входного импульса, которая хранится в первом пиковом

1615643

55 детекторе 2, беэ изменения поступает на первый вход компаратора 12, где сравниваетя с эталонным напряжением источника

13. Если напряжения на входах компаратора 12 не равны, то выходной код регистра 17 изменяется вновь, что приводит к изменению коэффициента усиления усилителя 11.

Таким образом осуществляется последовательное приближение сравниваемых компаратором 12 напряжений, По окончании последнего цикла приближений, число которых определяется разрядностью регистра 15, последующие импульсы генератора 16 не изменяют состояние выходов регистра 15. Имеется лишь постоянное изменение с одного логического уровня на другой самого младшего разряда регистра 15, который не вносит существенного влияния в величину коэффициента. Одновременно импульс с выхода аттенюатора 1 поступает на входдифференциатора 3, с выхода которого поступает на вход второго пикового детектора 4 и через инвертирующий усилитель 5 на вход третьего пикового детектора 6. Амплитуда положительных импульсов запоминается вторым пиковым детектором, а амплитуда отрицательных импульсов — третьим пиковым детектором. Амплитуда положительных и отрицательных импульсов при заданной величине амплитуды исследуемого сигнала пропорциональна его длительности времени нарастания и спада. С выходов второго 4 и третьего 6 пиковых детекторов напряжение поступает соответственно на входы второго 10 и третьего 11 регулируемых усилителей. При изменении коэффициента усиления регулируемого усилителя 9 одновременно меняются коэффициенты усиления регулируемых усилителей 10 и 11 и соответственно амплитуда .напряжения на выходе последних. С выхода второго 10 и третьего 11 пиковых детекторов напряжение поступает соответственно на первые входы компараторов 7 — 1, 7 — 2, 7 — 5,7-6,... и

7 — 3, 7 — 4, 7 — 7, 7 — 8,..... На вторые входы компараторов 7-1, 7-2, 7-5, 7-6,... поступает опорное напряжение с соответствующих выходов источника 14. При этом напряжение на выходе компараторов 7 — 1, 7 — 3,... формируетсч, если напряжение на первом входе больше напряжения на втором входе, а на выходе KQMflBpBTopoB 7 — 2, 7 — 4...,. — наоборот.

Диапазон изменения опорного напряжения выбирается исходя из заданного диапозона измерения времени нарастания и спада, а шаг напряжений — исходя из требуемой точности измерения времени нарастания и спада. При появлении напряжения на

45 выходах компараторов 7-1 и 7-2, 7-3 и 74,... на выходах соответствующих элементов

И 8-1, 8-42,...,8-2N и, соответственно, выходах устройства формируется высокий уровень напряжения. При этом на нечетных выходах устройства 1,3,5,7„.. контоолируется время нарастания, а на четных 2,4,6,8,... — время спада импульсных сигналов, Если при измерении времени нарастания и спада напряжение появляется на группе нечетных или четных выходов, то время нарастания или спада определяется по максимальному номеру выхода, на котором появилось напряжение.

Установка пиковых детекторов 2, 4, 6 и регистра 15 последовательного приближения в исходное состояние осущетсвляется импульсом, поступающим на вход сброса устройства.

Таким образом, пропорциональное изменение амплитуды исследуемого и дифференцированных импульсов до равенства амплитуды исследуемого импульса амплитуде эталонного напряжения, осуществляемое при помощи цепочки, состоящей из регулируемых усилителей, компаратора, источника порогового напряжения, регистра последовательного приближения, генератора импульсов и цифроаналогового преобразователя, позволяет использовать для измерения определенный линейный участок характеристики устройства. тем самым уменьшив погрешность измерения.

Формула изобретения

Устройство для определения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов, содержащее аттенюатор, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом первого пикового детектора, дифференциатор, выход которого соединен с входами второго пикового детектора и инвертирующего усилителя, выход которого соединен с входом третьего пикового детектора, вход сброса которого соединен с входами сбросов первого и второго пиковых детекторов и является входом сброса устройства, первые входы первого, второго, пятого и шестого до 2N-2 компараторов соединены между собой и первые входы третьего, четвертого, седьмого и восьмого до 2N компараторов соединены между собой, вторые входы первого и третьего, второго и четвертого, пятого и седьмого до 2N-2 и 2N компараторов соединены между собой, а выходы компараторов соединены с соответствующими входами элементов

И, выходы которых являются выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в

1615643

Составитель Л. Стройкова

Техред M.Mopãåèòçë Корректор А. Обручар

".ÿ-::êàç 3984 Тираж 556 Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

П зо.».:- водп -:Gi: î-изва ельск ilë::, мбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 него введены три регулируемых усилителя, дополнительный компаратор, источники, зталонного и опорных напряжений, регистр последовательного приближения, генератор импульсов и цифроаналоговый преобра- 5 зователь, причем информационный вход

nepaoro регулируемого усилителя соединен с выходом первого пикового детектора, а выход соединен с первым входом дополни тельного компаратора, второй вход которо- 10 го соединен с выходом источника зталонного напряжения, а выход соединен (с информационным входом регистра после

; довательного приближения, управляющий ,,вход которого соединен с выходом гене- 15, ратора импульсов, а выходы соединены с

I,".,оответствуюш,ими входами цифроаналоговая о преобразователя, выход которого сое, AH dv с управляющими входами первого, второго и третьего регулируемых усилите- 20, лей., вход второго регулируемого усилителя

) соединен с выходом второго пикового детектора, а выход соединен с первыми входами первого, второго, пятого, шестого до

2N-2 компараторов, вход третьего регулируемого усилителя соединен с выходом третьего пикового детектора, а выход соединен с первыми входами третьего, четвертого, седьмого, восьмого до 2N компараторов, выходы источника опорных напряжений с нечетными номерами соединены с вторыми входами соответствующих дву С компараторов с нечетными номерами, а выходы источника опорных напряжений с четными номерами соединены с вторыми входами соответствующих двух компараторов с четными номерами, вход дифференциатора соединен с выходом аттенюатора, вход регистра последовательного приближения подключен к входу сброса устройства. а вход генератора импульсов — с шиной запуC KB.