Импульсный вольтметр

пате- , ;:,;ноя О -И САИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Опубликовано 07.07.80. Бюллетень25 по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.07,80 О, П. Бухало, П. П. Драбич и Р. Ф. Федорив(72) Авторы изобретения Физико-механический институт АН Украинской ССР(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ВОЛЬТМЕТР 1Изобретение предназначено для измерения амплитуд последовательностей импульсов, оно может быть использовано в измерительной технике, в частности в промысловой геофизике при акустическом каротаже скважин для измерения амплитуд продольных или поперечных волн упругих колебаний, а также в медицинском приборостроении при обработке кардиосигнала.Известны устройства для измерения амплитуд импульсов, работающие с использованием накопительных элементов 1. Недостатком известных устройств является то, что у них зарядные и разрядные сигналы по. ступают в элемент памяти неодновременно. Это приводит к пульсациям выходного параметра и, следовательно, к снижению точности измерения.Наиболее близкий по технической сущности к изобретению импульсный вольтметр, содержащий зарядный дозирующий конденсатор, транзистор, диоды, разрядный ключ, разрядный дозирующий конденсатор усилитель с запоминающим конденсатором 2. Недостаток такого устройства заключается в том, что,хотя в нем зарядные и разрядные импульсы приходят на запоминающий конденсатор одновременно, они отличаются по форме. Форма импульсов зарядного тока определяется формой входного импульса, а разрядные импульсы экспоненциальные, Это приводит к возникновению пульсаций выходного напряжения и снижает точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения пульсаций выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что 10 импульсный вольтметр, содержащий усилитель постоянного тока с запоминающим конденсатором, включенным в цепь обратной связи усилителя, разрядный дозирующий конденсатор, включенный параллельно конденсатору через коммутирующий контакт управляемого разрядного ключа, цепочку из двух последовательно и согласно соединенных диодов, подключенную параллельно входу усилителя постоянного тока, и дозирующий зарядный конденсатор, одна из обкладок которого соединена со средним выводом цепочки из последовательно соединенных диодов, снабжен дифференциальным усилителем постоянного тока, одновибратором, повторителем напряжения, вторым управ" = ляемйм "разрядным ключом и диодно-конденсаторной зарядной цепочкой, подключенной параллельно выходу дифференциаль"ногоусилителя постоянного тока анодомдиода к потенциальной клемме, причем входодновибра 1 ора подключен к выходу дифференциального усилителя постоянного тока,выход одновибратора подключен с управляющим входам разрядных ключей, средний вывод диодно-конденсаторной цепочкисоединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя постоянного токаи"входом повторителя напряжения, выход"повторителя напряжения соединен со второй обкладкой дозирующего зарядного кон-денсатора, коммутирующие контакты второго разрядного ключа подключены с инвертирующему входу дифференциального усили - теляпостоянного тока, а неинвертирующийвход дифференциального усилителя постоянного тока соединен со входом вольтметра.На чертеже изображена структурная схе""ма импульсного вольтметра,Вольтметр содержит дифференциальныйусилитель 1 постоянного тока, одновибратор 2, повторитель 3 напряжения, усилитель 4 постоянного тока,управляемые разрядные ключи 5 и 6, запоминающий конденсатор 7, дозирующий зарядный конденсатор 8, дозирующий разрядный конденсатор 9, конденсатор 10 диодно-конденсаторной зарядной цепочки, диоды 11, 12 и 13.Вольтметр работает следующим образом, При поступлении на вход вольтметра 1-гоимпульса измеряемой последовательности напряжение на конденсаторе 10, а следовательно, и на выходе повторителя 3 напряжения нарастает до амплитудного значения А входного импульса. После этого напряжение на входе вольтметра начинает спадать, а на конденсаторе 10 остается постоянным, вследствие чего диод 11 закрывается и на выходе усилителя 1 возникает отрицательный скачок напряжения. Этот скачок запускает одновибратор 2. Последний генерирует импульс, который, поступая на управляющий вход разрядного ключа 5, переводит ключ 5 в закороченное состояние.В результате конденсатор 10"разряжается до нулевого потенциала через ключ 5. Таким образом, на выходе повторителя 3 напряжения образуется импульс напряжения амплитудой А с крутым фронтом. Положительным перепадом этого импульса конденсатор 8 заряжается через диод 12 до напряжения А, а отрицательным- разряжается до нулевого потенциала через диод13, сообщая запоминающему конденсатору 10 количество заряда ц ц С,А, где С, - величина емкости конденсатора 8. Одновременно под воздействием импульса одновибратора 2, конденсатор 9 ключом 6 подсоединяется к запоминающему кондентору 7, снимая с него количество заряда с= С 2 Ц р где С - величина емкости кондейсатора 9, Ю:; " в -" значенйе"вьЖодного найрйЖения в момент прихода 1-го импульса. По окончании действия выходного импульса одновибратора конденсатор 9 отключается от запоминающего конденсатора 7 и разряжается ключом 6.Изменение выходного напряжения, выз-ванное деиствием 1-го импульса равно.где С - величина емкости запоминающегоконденсатора 7.При начальном условии 1.1 О = О это разностное уравнение имеет видгде 1 щО, 1, 2, 3Если выполнено условие устойчивости1 - -а( ( 1, после окончания переходСного процесса (1,):+ )аСт. е. выходное напряжение вольтметра линейно зависит от амплитуды входного ими пульса и при С а = С 9 импульсы зарядногои разрядного токов запоминающего конденсатора 7 одинаковы по форме и цротиво.положны по знаку. Поскольку они поступают в конденсатор памяти 7 одновременно,пульсации вйходного напряжения, вызфф ванные ими, практически полностью отсутствуют, чем и обеспечивается положительный эффект.Предлагаемый импульсный вольтметр может быть применен во многих областях изб мерительной и вычислительной техники, особенно в тех случаях, когда выходной параметр необходимо преобразовать в цифровой код.40Формула изобретенияИмпульсный вольтметр, содержащий усилитель постоянного тока с запоминающим конденсатором, включенным в цепь обрат ной связи усилителя, разрядный дозирующий койденсатор, включенный параллельно конденсатору через коммутирующий контакт управляемого разрядного ключа, цепочку из двух последовательно и согласно соединенных диодов, подключенную параллельно входу усилителя постоянного тока, и дозирующий зарядный конденсатор, одна из обкладок которого соединена со средним выводом цепочки из последовательно соеди-ненных диодов, отличающийся тем, что, с д целью повышения точности измерения путем уменьшения пульсаций выходного напряжения, он снабжен дифференциальным усилителем постоянного тока, одиовибратором, повторителем напряжения, вторым5 746305ьуправляемым разрядным ключом и диодно- обкладкой дозирующего зарядного конденконденсаторной зарядной цепочкой, подклю- сатора, коммутирующие контакты второго ченной параллельно выходу дифференциаль- разрядного ключа подключены к инвертиного усилителя постоянного тока анодом рующему входу дифференциального усилидиода к потенциальной клемме, причем вход теля постоянного тока, а неинвертирующий одновибратора подключен к выходу диффе-вход дифференциального усилителя постоянренциального усилителя постоянного тока, ного тока соединен со входом вольтметра. выход одновибратора подключен к управ- Источники информации,ляющим входам разрядных ключей, средний принятые во внимание при экспертизе вывод диодно-конденсаторной цепочки сое. Маграчев 3. В. Вольтметры одиночных динен с инвертирующим входом дифферен- импульсов. М., Энергия, 1967, с. 22, рис,6. циального усилителя постоянного тока и 1 в 2. Сб, Отбор и передача информации, входом повторителя напряжения, выход пов- Киев, Наукова думка, вып. 34, 1972, торителя напряжения соединен со второй с. 66 - 71.Составитель Б. Веремейкин Редактор Л. Ушакова " Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папи Заказ 5686/55 Тираж 1019 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР в ,:.по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патентт г. Ужгород, ул. Проектная, 4