Двухканальный расширитель импульсов

Сфвэ Сфветсннк СфцнЕлнстнческнк Республнк(22) Заяалено 1107,79 (21) 2797341/18-21 с присоединением заявки МоН 03 К 5/04 Государсгвеияый комитет СССР во деаам изобретений я открытияДата опубликования описания 1504,81(71) Заявитель ВцаериенинЫ-":- - . А" .файфЕ елорусский орд осударственный Трудового Красног иверситет им. В.И. 54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ РАСШИРИТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для аналогового преобразования одиночных и редкоповторяющихся импульсов в вольтметрах, амплитудных анализаторах и других приборах наносекундного диапазона.Известны расширители импульсных сигналов, в основе которых лежит двухканальный принцип работы 1,Эти расширители используются для амплитудных измерений в наносекундном диапазоне и характеризуются резким возрастанием погрешности при уменьшении длительности расширяемых импульсов.Известен также расширитель, который содержит две диодно-емкостные запоминающие ячейки, аттенюатор и алгебраический сумматор. Вход устройства соединен со входом первой диодно-емкостной запоминающей ячей-. ки и через аттенюатор со входом второй диодно-емкостной запоминающей ячейки. Выход первой диодно-емкостной запоминающей ячейки соединен с первым входом, а выход второй. диодноемкостной запоминающей ячейки - со вторым входом алгебраического сумматора. Сущность рассматриваемой схемы состоит в компенсации погрешности недоэаряда накопительного конденсатора первой диодно-емкостной запоминающей ячейки путем вычитания выходного напряжения второй диодноемкостной запоминающей ячейки из выходного напряжения первой диодноемкостной запоминающей ячейки 2 .Недостаток устройства заключается в резком возрастании погрешности при уменьшении длительности входных импульсов.Цель изобретения - уменьшение погрешности расширения в области высоких частот.Цель достигается тем, что в двухканальный расширитель импульсов, со" держащий две диодно-емкостные запоминающие ячейки, аттенюатор и сумматор, первый вход которого через первую диодно-емкостную запоминающую ячейку соединен со входом расширителя импульсов, введены линия задержки, второй сумматор и усилитель, причем первый вход второго сумматора через линию задержки подключен ко входу расширителя импульсов, второй вход - к выходу первой диодно-емкостной запоминающей ячейки, а выход - ко второму входу первого сумматораУстройство работает следующимобразом.Входной сигнал с клеммы 1 непосредственно поступает на первую диод- но-емкостную запоминающую ячейку 2 и через линию задержки 3, компенсирующую задержку первой диодно-емкостной запоминающей ячейки 2, на первый вход дополнительного алгебраического сумматора 4. На второй вход упомянутого сумматора 4 поступает квазипостоянное напряжение с выхода диодно-емкостной запоминающей ячейки 2. На выходе дополнитель. 55 60 через последовательно соединенныеусилитель, вторую диодно-емкостнуюзапоминающую ячейку и аттенюатор.На фиг. 1 представлена структурная схема двухканального расширителя наносекундных импульсов; на фиг,2 - кривые зависимости абсолютнойпогрешности от длительности входныхГимпульсов для известного (кривые 1,2 , 3 , 4) и для предлагаемого устройства кривые (1, 2, 3, 4),В соответствии с предложеннойструктурой амплитуда выходного сигнала двухканального расширителянаносекундных импульсов равнаЧВых; Ча - ЬЧ+ККгЬЧ 2- К 2 ДЧатгде ЬЧ 1 - погрешность из-за недозаряда накопительного конденсатора первой диодноемкостной запоминающейячейки;Ч 2 - погрешность из-за недоэаряда накопительного конденсатора второй диодно-емкостной запоминающей ячейки,К Г К 2 - коэффициенты передачи усилителя и аттенюатора соответственно,Значения коэффициентов передачиК и К 2 выбираются исходя из условияминимирации погрешности расширителяв заданном диапазоне амплитуд и ЗОдлительностей входных импульсов.В частном случае, когда К К 2 = 1ЧАЛЫХ = ЧпГ - К 26 Ч 2Цля прямоугольных входных импульсов малой длительности погрешностьпредложенного двухканального расширителя наносекундных импульсов будетЬЧ = (ЧГ + С) ехр 1-2 й ц/г)т .е. по отношению к известному расширителю (2) погрешность уменьшается в ехр (сц/ь) раз.Предлагаемый двухканальный расширитель наносекундных импульсов содержит входную клемму 1, первую диодно-емкостную запоминающую ячейку 452, линию 3 задержки, дополнительныйалгебраический сумматор 4, усилитель 5, вторую диодно-емкостную запоминающую ячейку б, аттенюатор 7,основной алгебраический сумматор 8, 50выходную клемму 9,ного алгебраического сумматора 4 образуется разностный сигнал, равный абсолютной погрешности недоразряда накопительного конденсатора диодноемкостной запоминающей ячейки 2.Так как величина этой погрешности может быть достаточно малой (порядка напряжения отсечки диода диодноемкостной запоминающей ячейки), то для уменьшения погрешности недоразряда накопительного конденсатора второй диодно-емкостной запоминающей ячейки б выходной сигнал дополнительного алгебраического сумматора 4 усиливается усилителем 5, После усиления сигнал расширяется второй диодно-емкостной запоминающей ячейкой б. Расширенный сигнал ослабляется аттенюатором 7 и суммируется с выходным сигналом первой ячейки 2 в основном алгебраическом сумматоре 8. В результате происходит компенсация погрешности из-эа недоэаряда накопительного конденсатора первой диодно-емкостной запоминающей ячейки 2. При этом погрешность иэ-за недоэаряда накопительного конденсатора второй диодно-емкостной запоминающей ячейки б слабо влияет на суммарную погрешность устройства, поскольку она ослабляется в К раз аттенюатором..В отличии от известных расширителей аналогичного типа и назначения в предложенном двухканальном расширителе наносекундных импульсов осуществляется компенсация погрешности недоэаряда накопительного конденсатора при любом режиме работы каждого канала расширителя, что позволяет расширить диапазон входных сигналов в область меньших длительностей.Расчеты погрешностей известного устройства (кривые 1, 2, 3, 4 ) и предложенного (1, 2, 3, 4), в функции от длительности импульсов выполнены для прямоугольных импульсов амплитудой 1, 3, 5 и 10 В (кривые 1-1 , 2-2, 3-3, 4-4 соответственно), Параметры всех диодно-емкостных запоминающих ячеек принимались идентичными (зарядный диод типа КД 503 Б, накопительная емкость - 20 пФ, начальнбе смещение диода Чд = 0,4 В, начальный ток через диод5 10 А. Значение коэффицйента передачи аттенюатора выбрано равным 10 (К= К 2)Иэ сравнения кривых видно, что абсолютное значение погрешности предложенного двухканального расширителя в области малых длительностей импульсов в среднем в 2 раза меньше, чем у известного расширителя (небольшую систематическую погрешность предложенного двухканального расширителя легко устранить, например путем введения дополнительного смещения во втором алгебраическом сумматоре).822330 ВНИИПИ Заказ 1892/Тираж 988 Подписно ППП "Патентф,од, ул.Проектная,4 Филиал г.ужго Формула изобретения Двухканальный расширитель импульсов, содержащий две диодно-емкостные запоминающие ячейки, аттенюатор и сумматор, первый вход которого через первую диодно-емкостную запоминающую ячейку соединен со входом расширителя импульсов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения погрешности расширения в области высоких частот, в него введены линия задержки, второй сумматор и усилитель, причем первый вход второго сумматора через линию задержки 2 Я Ф ЮДлмтелвиостэ имвуяфва /фиг,Х подключен ко входу расширителя импульсов, второй вход - к выходу первой днодно-емкостной.запоминающейячейки, а выход - ко второму входупервого сумматора через последовательно соединенные усилитель, вторую диодно-емкостную запоминающуюячейку и аттенюатор.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 233739, кл. Н 03 К 5/01, 1968,2., Вопросы радиоэлектроники."Радиоизмерительная техникаф, И.,1968, с. 55-64