Преобразователь временного интервала в напряжение

СООЭ СОВЕТСКИХоазмапивщижРЕСПУБЛИК А Зш Н 03 К 13/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 273541, кл. Н 03 К 13/02, 1970,2. Балошов В,П, и др., Автоматизация измерений. М "Советское радио", 1966, с. 195-196. (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий блок задержки, блок формирования разностного напряжения, первый и второй входные импульсные источники, подключенные к первым входам первого и второго формирователей соответственно, выходы которыхфТ" подключены к входам первого и второго токостабилизирующих блоковсоответственно, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него введен накопительныйблок, первый и второй вход которого соединены с выходами первого ивторого токостабилизирующих блоков, третий вход накопительного блока соединен с первым выходом блоказадержки, вход которого соединенс вторым входным импульсным источником, второй выход блока задержкиподключен к вторым входам формирователей, первый н второй выходы накопительного блока соединены ссоответствующими входами блока формирования разностного напряжения.1109898 2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что накопительный блок содержит два диода, два конденсатора, два усилителя и блок разряда, причем первый вход накопительного блока через первый диод соединен с входом первого усилителя, первым входом блока разряда и с первой обкладкой первого конденсатора, второй вход накопительного блока через второй диод соединен с Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляизмерения временных параметровимпульсных сигналов, преимущественно при контроле полупроводниковыхприборов.Известно устройство для преобразования интервала времени в напряжение, которое содержит формирующееи переключающее устройство, фильтр, 10источник постоянного напряжения,усилитель постоянного тока 11.Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон преобразования, особенно в части преобразования наносекундных интерваловвремени,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, содержащее два входных 20 формирователя, блок задержки, два токостабилизирующих блока, генераторы пилообразного напряжения, дискриминаторы и блок формирования разностного напряжения. В разностное "25 напряжение, пропорциональное длительности преобразуемого временного интервала, входит величина задержки 21Недостаток известного устройства - большая погрешность преобразования из-за нелинейности и нестабильности задержки,Целью изобретения является повышение точности преобразования временного интервала в напряжение.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь временного интервала в напряжение, содержащий блок задержки, блок формировавходом второго усилителя, с вторымвходом блока разряда и первой обкладкой второго конденсатора, третийвход накопительного блока соединенс третьим входом блока разряда,первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, а вторые обкладки конденсаторов подключены к общей шинеустройства. ния раэностного напряжения, первыйи второй входные импульсные источники, подключенные к первым входампервого и второго формирователей соответственно, выходы которых подключены к входам первого и второго токостабилиэирующих блоков соответственно, введен накопительный блок,первый и второй вход которого соединены с выходами первого и второготокостабилизирующих блоков, третийвход накопительного блока соединенс первым выходом блока задержки,вход которого соединен с вторым входным импульсным источником, второйвыход блока задержки подключен квторым входам формирователей, первый и второй выходы накопительногоблока соединены с соответствующимивходами. блока формирования раэностного напряжения. Кроме того, накопительный блок содержит два диода, два конденса" тора, два усилителя и блок разряда, причем первый вход накопительного блока через первый диод соединен с входом первого усилителя, первым входом блока разряда и с первой обкладкой первого конденсатора, второй вход накопительного блока через второй диод соединен с входом второго усилителя, с вторым входом блока разряда и первой обкладкой второго конденсатора, третий вход накопительного блока соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам первогои второго усилителей соответственно, а вторые обкладки конденсаторов подключены к общей шине устройства.На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя, на Фиг. 2 - временныедиаграммы работы преобразователя .Устройство содержит формирователи 1 и 2, блок 3 задержки, токостабилизирующие блоки 4 и 5, накопительный блок 6, блок 7 формирования разностного напряжения. В состав накопительного блока 6 входятблок 8 разряда, усилители 9 и 10с высоким входным сопротивлением,диоды 11 и 12, конденсаторы 13 и 14,входные импульсные источники 15и 16,Первый 15 и второй 16 входныеимпульсные источники подключены кпервым входам первого 1 и второго2 формирователя соответственно,выходы которых подключены к входампервого 4 и второго 5 токостабилизирующего блока, первый и второйвход накопительного блока 6 соединен с выходами первого 4 и второго5 токостабилизирующего блока, третий вход накопительного блока 6 соединен с первым выходом блока 3 задержки, вход которого соединен свторым 16 входным импульсным источником, второй выход блока задержки подключен к вторым входам Фор"мирователей 1 и 2, первый и второйвыход накопительного блока 6 соединены с соответствующими входамиблока 7 формирования разностногонапряжения. Первый вход накопительного блока через первый диод 11 соединен с входом первого усилителя 9,первым входом блока 8 разряда иобкладкой первого конденсатора 13,второй вход накопительного блокачерез второй диод 12 соединен с входом второго усилителя 10, с вторымвходом блока 8 разряда и обкладкойвторого конденсатора 14, третийвход накопительного устройства соединен с третьим входом блока разряда, первый и второй выходы накопительного блока подключены к выходам первого и второго усилителя соответственно, а вторые обкладки конденсаторов 13 и 14.подключены к общей шине устройства;Устройство работает следующимобразом. Электрические сигналы (импульсы),соответствующие, началу и концу преобразуемого временного интервала, поступают на входы преобразователя 5 (Фиг. 2 а, б), опрокидываются триггеры Формирователей 1 и 2, перепадс выхода которых включает токостабилиэирующие блоки 4 и 5 (Фиг. 2 в,г).Стабилиэированныи ток .заряда через диоды 11 и 12 с большим обратным сопротивлением, заряжает конденсаторы 13 и 14 (фиг. 2 е, ж).Через время, необходимое дляустранения переходных процессов,блок задержки вырабатывает импульс(Фиг. 2 д), который устанавливаеттриггеры Формирователей 1 и 2 в исходное состояние и прекращает заряд конденсаторов 13 и 14. Черезусилители 9 и 10 с высоким входнымсопротивлением напряжение поступаетна входы блока 7 формирования разностного напряжения.25Выходное напряжение, пропорциональное по амплитуде измеряемомувременному интервалу, (фиг. 2 з) является выходным напряжением преобразователяЧерез время С , необходимое длягфизмерения выходного напряжения, блокзадержки вырабатывает импульс сброса (фиг. 2 и), и конденсаторы 13 35 и 14 разряжаются через блок 8 разряда. Метод преобразования временногоинтервала в напряжение путем обраэо О вания раэностного сигнала из накопительного блока, состоящего из двух каналов, позволяет повысить точность преобразования временных интервалов наносекундной длительности за счет формирования точного разностного сигнала и измерения выходного сигнала измерителем высокой точности. Так как длительность преобразованного сигнала определяется только временем, необходимым для измерения, то зто позволяет повысить быстродействие преобразования, так как измерение можно начинать непосредственно сразу после 5 начала измеряемого интервала.Заряд накопительной емкости первого канала накопительного блока 6 передается через блок 7 формирования разностного напряженная на ее1109898 ИИПИ Заказ 610114 аж 862 Подпнсно еят", г.Ужгород, ул, Проектыаа,выход до момента заряда накопительной емкости второго канала, далеенапряжение на выходе остается постоянным,Если прерывать заряд накопительной емкости первого канала с приходом импульса второго канала, топри преобразовании наносекундных временных интервалов озникает большаяпогрешность за счет влияния паразитных параметров (неидеальностьключей токостабилизирующих устройств,влияние нелинейности тока заряда,абсорбция накопительной емкости,переходные процессы зарядной и разрядной цепи). Поэтому метод прерывания заряда одновременно конденсаторов обоих каналов через времязадержки и Формирования разностногосигнала позволяет значительно увеличить точность при одновременном по О вышении быстродействия преобразования за счет исключения влиянияуказанных паразитных параметров.