Устройство для измерения амплитуд импульсов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Соввтскиз Социалистическик РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваМПК б 01 г 19/04 Заявлено 20.Х 1.1968 ( 1299263/26-9 с присоединением заявкиКомитет по дел риоритет вобретеиий и открытипри Совете МииистровСССР УДК 621.317,726(088,8) 06.1.1971. Бюллетень4 Опубликован ата опубликования описания 18.11.197 Авторыизобретения Н, Карпиловский и Л. Г, Альянова ч Заявитель ИТУД ИМПУЛЬС УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИ индуктивный характер йства на траноформатородействие устройства, а оту следования измеряеКроме того, сугубо сравниваюгцего устро ре ограничивает быст следовательно, и част мых импульсОВ,Основным недоста ,пользованием электр на (ЭЛНО) является разрешающая способ возможность уменьш рения. В предлагаемом устройстве сравнивающийэлемент выполнен в виде полупроводниковой емкости р - гг-перехода, например варикапа, включенной в задающий контур перестраиваемого генератора, один электрод которой подключен к источнику измеряемого напряжения, а другой - к выходу делителя компенсирующего напряжения постоянного тока, управляемого блоком управления через схему.совпадения и пороговое устройство частотного дискриминатора.Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения амплитуды импуль.сов, так как использует амплитудно-частотное преобразование измеряемого сигнала в сочетании с компенсационным методом. Амплитудно-частотное преобразование дает возмож- ЗО ность индицировать разность частот с очень Изобретение может быть использовано для измерения серий импульсных сигналов с постоянной амплитудой в течение времени измерения или для измерения одиночного импульса,при условии, что время его присутствия на входе достаточно для проведения процесса уравновешивания,Известные приборы для измерения амплитуд импульсов делятся в основном на две группы: приборы, осуществляющие прямое измерение амплитуд импульсов, и приборы, основанные на использовании комленсационныхметодов.В компенсационных приборах в качестве нуль-органа используются схемы сравнения на трансформаторе или электроннолучевом нуле-индикаторе.Основным недостатком прибора со сравнивающигм элементом на трансформаторе является сильная зависимость точности измерения от крутизны фронтов измеряемых импульсов и сравнительно низкая чувствительность, обусловленная тем, что на вход трансформатора поступает уже,разность амплитуд измеряемого и компенсирующего напряжений, что создает ряд трудностей, связанных с реализацией этой разности в системе управления (требование высокочувствительных усилителей с большим коэффициентом усиления и высокостабильных пороговых устройств). тком устроиства с исоннолучевого нуль-оргасравнительно невысокая ность, что ограничивает ения погрешности изме5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 высокой степенью точности с помощью частотного дискриминатора.Результат измерения не зависит от крутизны фронтов импульсов, так как благодаря применению несложных логических элементов (дифференцирующих устройств и схем совпадения) процесс измерения происходит только при присутствии квазиплоской части вершины импульса.Высокая чувствительность предлагаемого устройства обеспечена так, что рабочая точка емкости р - п-перехода, включенной в контур перестраиваемого генератора, может быть выбрана с помощью смещения на участке характеристики, обладающей высокой крутизной так, что,при необходимости можно выбрать режим, когда любое незначительное приращение напряжения на р - п-переходе будет,вызывать значительное изменение частоты колеаний перестраиваемого генератора,На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.На один из электродов управляемой полупроводниковой емкости, например варикапа 1, подается измеряемое импульсное напряжение С 1, которое вызывает отклонение Л) частоты,перестраиваемого генератора 2 от номинала ком . Это отклонение Вызывает,появ" ление сигнала рассогласования ЛУ на выходе дискриминатора 3, который постоянно сравнивает между собой частоту опорного (например, кварцевого) генератора 4 с частотой перестраиваемого генератора 2. Сигнал рассогласования ЛУ с дискриминатора 3 через пороговое устройство 5 подается на схему 6 совпадения, откуда поступает на схему 7 управления, Последняя обеспечивает регулирование компенсирующего напряжения,постоянного тока У от источника опорного напряжения постоянного тока до тех пор, пока комгенсирующее напряжение Упоступающее на электрод управляемой полупроводниковой емкости, не станет разным напряжению Ь, (точки а и б станут эквипотенциальными). Это произойдет в тот момент, когда частота перестраиваемого генератора 2 будет равна своему прежнему значению о., и сигнал рассогласования на выходе дискриминатора 3 станет меньше порога чувствительности порогового устр ой ств а 5.Схема совпадения при измерении коротких импульсов обеспечивает, предотвращение процесса уравновешивания в интервалах между импульсами. В связи с тем, что компенсирующее напряние У поступает от источника 8 опорного напряжения через управляемый дискретный делитель 9, то после индицирования равенства У = У напряжение Уможет сохраняться как угодно долго. Это обеспечивает возможность измерения напряжения постоянного тока У, либо вольтметром 10 постоянного тока более высокой точности, чем проектируемое устройство, либо при введении в схему дополнительно дешифратор а 11 и отсчетного устройства 12 обеспечить возможность цифрового отсчета напряжения К, а следовательно, и измеряемого /,,В устройстве может быть предусмотрено либо дополнительное кольцо автоподстройкч частоты, либо ручной подстроечный конденсатор, которые в промежутках между циклами измерений могут подстраивать перестраиваемый генератор 2 под частоту опорного генератора 4 с целью обеспечения постоянства 1 но. перестраиваемого генератора перед началом каждого измерения, т. е.,для обеспечения нулевой линии отсчета.Следует также отметить, что напряжения У, и Смогут подаваться не только на разные электроды полулроводниковой емкости, но и на один и тот же электрод. В этом случае напряжения должны быть, разных полярностей. Пр едмет изобретения Устройство для измерения амплитуд импульсов, содержащее сравнивающий элемент, перестраиваемый и опорный генераторы, частотный дискриминатор, пороговое устройство, схему совпадения, схему управления, источник эталонного напряжения постоянного тока, дискретный делитель и измеритель напряжения постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью, повышения точности и чувствительности измерения, сравнивающий элемент,выполнен в виде полупроводниковой емкости р - п-пврехода, например варикапа, включенной в задающий контур перестраиваемого генератора, один электрод которой подключен к источнику измеряемого напряжения, а другой - к выходу делителя компенсирующего напряжения постоянного тока, управляемого блоком управления через схему совпадения и пороговое устройство частотного дискриминатора.Составитель Н, СтепановРедактор Т, В. Иванова Техред А. А. Камышникова Корректор Л. А. ЦарьковаИзд, ЛЪ 143 Заказ 265/16 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб, д. 415Типография, пр. Сапунова, 2