Устройство для трансформации коротких временныхинтервалов

287552

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 74Ь, 8i05

Заявлено 21.IV.1969 (№ 1324964/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.XI.1970. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 14.1.1971

МПК Н 04Ь 7/18

УДК 621.3.077.4(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

H. А. Самоваров и В. М. Соколов

Заявитель

УСТРОИСТВО ДЛЯ ТРАНСФОРМАЦИИ КОРОТКИХ ВРЕМЕННЫХ

ИНТЕРВАЛОВ

Предлагаемое устройство относится к области радиоэлектроники и предназначено для преобразования однократных высокочастотных импульсных сигналов, несущих информацию в форме временных интервалов между импульсами, путем растяжения интервалов для передачи их по узкополосному телеметрическому каналу.

Кроме того, устройство для трансформации коротких временных интервалов может быть также использовано при непосредственном измерении временных интервалов наносекундной длительности.

Известны устройства для трансформации коротких временных интервалов, содержащие два генератора импульсов, схему совпадения, схему сравнения напряжений и цепи заряда интегрирующих конденсаторов.

В известных устройствах трансформация коротких временных интервалов производится с помощью преобразователей нониусного пли конденсаторного типов.

Однако известные конденсаторные трансформаторы обладают недостаточно высоким коэффициентом трансформации (порядка

1 — 2 10а), что не позволяет использовать узкополосный канал связи для измерения коротких временных интервалов, и малой разрешающей способностью, составляющей единицы микросекунд.

Основным недостатком нонпусных трансформаторов является то, что они имеют низкий коэффициент трансформации при сравнительно высокой разрешающей способности.

С целью повышения разрешающей способност прп одновременном повышении коэффициенты трансформации предлагаемое устройство содержит два трансформатора, один пз которых выполнен по нониусной схеме. дру1о гой — по конденсаторной. Кроме того. коэффициент трансформации конденсаторного трансформатора в предлагаемом устройстве увеличен за счет того, что зарядные цепи интегрирующих конденсаторов содержат в ка15 честве ключей динисторы, позволяющие пропускать большие зарядные токи.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема конденсатор20 ного трансформатора.

Устройство для трансформации коротки.. временных интервалов (см. фиг. 1) состоит пз (первого) нонпусного трансформатора, содержащего генераторы 1 и 2 импульсов, схем).

25 совпадения 3 и конденсаторного (второго) трансформатора 4. Генераторы 1, 2 ноппусного трансформатора выполнены по схеме с задерженной обратной связью и работают в ждущем режиме. Стартовые входы генератора 1 и ноЗп нпусный трансформатора 4 обединены и tlo3,287552 ключены к пусковому зажиму 5, а выход схемы совпадения 8 соединен со стоповым входом б конденсаторного трансформатора 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Стартовый импульс запускает генератор 1 первого трансформатора и одновременно включает на заряд первичный интегрирующий конденсатор второго трансформатора. После запуска стоповым импульсом генератора 2 через промежуток времени, определяемый коэффициентом трансформации нониусного трансформатора, произойдет первое совпадение импульсов обоих генераторов. В результате импульс, появившийся на выходе схемы совпадения 8, послужит стоповым сигналом для конденсаторного каскада трансформатора 4. Этот сигнал вызовет прекращение заряда первичного интегрирующего конденсатора и откроет цепь заряда вторичного конденсатора. Через промежуток времени, определяемый коэффициентом трансформации конденсаторного каскада трансформатор 4, на его выходе появится импульс, фиксирующий конец трансформированного интервала. Таким образом, общий коэффициент трансформации предлагаемого преобразователя равен произведению каскадных коэффициентов трансформации.

Конденсаторный каскад трансформатора (см. фиг. 2) состоит из зарядной цепи первичного интегрирующего конденсатора, включающей в себя ограничительный резистор 7, два последовательно соединенные динистора 8 и 9, выполняющих роль ключа, диод 10 и первичный конденсатор 11; цепи выключения зарядного тока первичного конденсатора, содержащей два динистора 12 и 18 и конденсатор 14; зарядной цепи вторичного конденсатора, составленной из ограничительного резистора 15, двух динисторов 16 и 17, диода 18 и конденсатора 19, и диодно-регенеративной схемы сравнения напряжений, состоящей из трансформатора 20, диода 21 и транзистора 22.

Цепь выключения зарядного тока первичного конденсатора с одной стороны подключена к точке, соединяющей выводы анода динистора 8 и резистора 7, а с другой — к источнику отрицательного напряжения, превышающего по своей абсолютной величине положительное напряжение зарядного источника. Положительные обкладки обоих интегрирующих конденсаторов 11 и 19 соединены со входами схемы сравнения напряжения.

Конденсаторный каскад трансформатора работает следующим образом.

В исходном состоянии все динисторы ток не проводят, так как суммарное напряжение пробоя пар динисторов 8 и 9, 16 и 17, 12 и 18 выбирается таким, чтобы опо по своей вели нше превышало напряжение источников питания.

Напряжение на обоих интегрирующих конденсаторах П и 19 в исходном положении отсутствует. Для предотвращения накопления на них заряда на аноды диодов 10 и!8 подано не5

15 г0

З5

65 большое отрицательное напряжение — Г; через резисторы 28 и 24.

Стартовый импульс отрицательной полярности, поданный в среднюю точку ilHpbl динис оров 8 и 9, вызовет перенапряжение на динпстор0 8, что приведет к его включешцо. В результате к дпнпстору 9 прикладывается напряжение + Ui, превышающее по своей ве;шчине напряжение пробоя динистора 9. Последний вследствие этого окажется включенным и обеспечит прохождение тока на заряд конденсатора 11.

Стоповый импульс подается одновременно па включение динисторов 12 и 18, обеспечивающих замыкание цепи выключения зарядного тока первичного конденсатора, и па включение динисторов 16 и 17, обеспечиваюцшх замыкание зарядной цепи вторичного конденсатора

19. В результате подачи отрицательного напряжения — U> навстречу положительному напряжению зарядного источника —, Ui произойдет запирание диода 10, и накопление заряда на конденсаторе 11 прекратиться. Одновременно с этого момента начнется накопление заряда на конденсаторе 19. Диод 21 схемы сравнения запирается напряжением конденсатора 11 до тех пор, пока уровень этого напряжения пе превзойдет напряжение конденсатора 19. В момент равенства напряжений на обоих конденсаторах 11 и 19 диод 21 станет проводящим, что приведет к срабатыванию схемы сравнения и появлению на выходе конденсаторного каскада импульса, фиксирующего конец трансформированного интервала.

Динисторы в импульсном режиме обеспечивают пропускание токов в единицы ампер. Использование их в качестве ключей, управляющих зарядом конденсаторов, дает возможность значительно увеличить емкость первичного конденсатора, а следовательно, и время хранения на нем того уровня напряжения, до которого он заряжается в течение измеряемого интервала. Последнее B свою очередь позволяет увеличить постоянную времени зарядной цепи вторичного конденсатора, что эквивалентно повышению коэффициента трансформации данного каскада.

Если принять средний зарядный ток первичного конденсатора равным 1 а, то за время

1 10 < свк можно зарядить конденсатор емкостью в 0,1 якф до напряжения 10 в, при этом за время трансформации напряжение на первичном конденсаторе не дол кно снизиться болсе чем на 1 /о. Тогда при сопротивлении утечки первичного конденсатора в 100 ол и чувствительности схемы сравнения порядка 10—

50-10 з в можно получить коэффициент трансформации конденсаторного каскада, равным 10 .

Для нониусного каскада коэффициент трансформации может достигать 10>. Однако чтобы обеспечить преобразование с точностью 1 о/о, достаточно взять значение, равным 100, тогда общий максимальный коэффициент трансфор287552

4гЪг 2

Составитель Э. Рапопорт

Редактор T. И. Морозова Техред Л. В. Куклина Корректор Т. А. Уманец

Заказ 3894. 5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытии ири Совете М!шистров CCCP

Москва, Ж-35, Ратшская иаб., д. 4 5

Типография, lip. Сапунова, 2!

I!a!I!I!I двук!(11скяднОГО тр я!!сфор мяторов составит величину, порядка 1 — 10 10".

В предлагаемом конденсаторном каскаде диписторы работают только на включение, благодаря чему длительность фронтов импульсов тока определяется временем включения динисторов, которое составляет десятки наносекунд.

Предмет изобретения

io

1. Устройство для трансформации короткик временнык интервалов, содержащее два генератора импульсов, скему совпадения, скему сравнения напряжений и цепи заряда интегрирующих конденсаторов, отлива!о!дееся тем, 15 что, с целью повышения разрешающей способности при одновременном повышении коэффициента трансформации, в нем стартовые вкоды конденсаторного и нониусного трансформаторов объединены и подключены к 20!

11СКОВОМу ЗакжИМ i. Я ВЫ. од Ноннi СПОГО ТраHCформатора соединен со стоповым вкодом конденсаторного трансформатора.

2. Устройство 110 п. 1, отлива!о!11ееел тем, по, с целью повышения коэффициента трансформации конденсаторного трансформатора, положителы1ые Ооклядки каждого пптегpIIpA-!

Ощего конденсатора одновременно подключсны ко вкоду скемы сравнения напряжения непосредствешю и через диод. два последовательно соединенны., динистора и огряничительньш резистор — к источнику положительного

I!a IIPHiI4eHIIII, 1IPII 3ToiI I4 ioiII o, соедини!Ошей выводы ограничительного резистора и анода динистора зарядной цепи первичного конденсатора, через два последовательно соед1шепные динистора и конденсатор подключен источник отрицательного напряжения. обеспечивающий выключение зарядного тока перви !ного конденсатора.