Способ измерения амплитуды импульсов с уплощенной вершиной

ОЮЭ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИК 19 51)4,С 01 К 19/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СИ г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С,М.Кирова(56) Маграчев З.В. Аналоговые измерительные преобразователи одиночных сигналов. М.: Энергия, 1974,с.8.Грязнов М.И. Интегральный метод измерения импульсов. М.: Советское радио, 1975, с. 24.(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫИМПУЛЬСОВ С УПЛОЩЕННОЙ ВЕРШИНОЙ,основанный на их интегрировании,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения точности, входнойимпульс инвертируют, задерживаютво времени и суммируют с исходнымимпульсом, однополярную часть полученного сигнала интегрируют и делятна постоянный козффициент, равныйвремени задержки, и по полученномурезультату определяют амплитуду входного импульса.(та 1 О г25 мает в Э если сигн та к н1Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения амплитудных значений одиночных и повторяющихся электрических. импульсов наносекундной и пикосекундной длительности, имеющих уплощенную вершину.Целью изобретения является повышение точности.На фиг. 1 изображена Функциональная схема устройства для реализации способа, на фиг. 2 изображены графики, поясняющие последовательность производимых операций над импульсным сигналом при измерении его амплитудыСущность способа измерения амплитуды одиночных импульсных сигналов, имеющих уплощенную вершину, заключается в следующем. Допустим, что исследуемый сигнал имеет трапеце." идальную Форму, как показано на фиг. 2 а. Для наглядности доказательства принимаем длительность заднего фронта равной нулю. Этот сигнал можно описать "гладкой" Функцией РИ), которая положительна, непрерывна и определена на интервале а,Ь 1. Причем в точках а и Ь она принимает нулевые значения, т.е. Р.(а) Р(Ъ) = О, а в точке сР достигает своего максимального значения, равного 0 , которое сохраняет,ся на интервале Р,Ь 3, т.е, длительность уплощенной части вершины такого импульса равна (Ь-Ф). Проинвертируем исходный сигнал и сдвинем его по оси времени на величину4 (Ъ-Р), как показано на фиг,2 б, в результате чего получим новый сиг нал, который описывается функцией -РИ-дО . Затем произведем суммирование исходного сигнала с вновь полученным и получим новый результирующий сигнал, как показано на фиг, 2 в, который описывается функцией Ф(й)=Р(й)-Р(й-Ьй). Из фиг. 2 в видно, что результирующий сигнал состоит иэ двух импульсов: положительного, описываемого функцией +ФИ), которая определена на интервале а,с, и отрицательного, описываемого функцией -Ф(й) которая определена на интервале Ь, Ь+Ж). Нетрудно доказать, что площадь положительного импульса, описываемого функцией +Ф(С), равна площади отрицательного импульса, описываемого функцией -Ф(й), т.е. Из фиг. 2 в также видно, что отрицательный сигнал, описываемый Функцией -ФИ), представляет собой пря 1 О моугольный импульс, имеющий амплитуду, равную амплитуде исходногосигнала У,., и имеет длительность,равную величине временного сдвигаМ. Следовательно, значение ампли 15 туды исходного исследуемого импульсного сигнала можно определить, поделив значение интеграла от однополярной части на величину временного сдвига М, т.е,ипи учитывая, что предлагаемый способпредполагает измерение амплитудыодиночных импульсных сигналов, функцию Р(О, описывающую такой сигнал, Зо можно доопределить на интервале(- сф, фо ), а выражение (2) приниа 1то же положение можно доказатьпроанализировать импульсный 4ал длительность переднего ФроУоторого равна нулю, а заднийФро т имеет произвольную форму, Та ким образом, если исследуемый сиги имеет уплощенную вершину, в течени которой сохраняется постоянное зна чение его амплитудного значения, т для измерения его амплитуды Уш дос точно сдвинуть его по оси времени на величину йй, которая по своей длительности меньше длительности уплощенной части, проинвертировать вновь полученный сигнал и сложить его с исходным, а затем выделить любую однополярную часть результирующего сигнала, проинтегрировать ее, а значение интеграла разделить на величину временного сдвига дй.Устройство измерения амплитуды импульсных сигналов, реализующее предлагаемый способ (фиг, 1), содержит инвертор 1 входных сигналов, линию 2 задержки, сумматор 3, расши ритель 4 импульсов с линейной вольт" амперной характеристикой прямой ветви зарядного элемента, блок 5 деления и индикации. Принцип работы такого устройства заключается в следующем. Входной импульсный сигнал Х(с) поступает одновременно на вход инвертора 1 и на один из входов сумматора 3. Инвертор 1 сдвигает входной сигнал ХИ) по фазе на 180 ф. С выхода инвертора 1 сигнал Х поступает в линию 2 за 1держки, где он задерживается на время й = АС, а затем задержанный сигнал Х с выхода линии 2 задержки поступает на. второй вход сумматора 3. С выхода сумматора 3 сигнал Х 9, представляющий собой результирующий сигнал, состоящий из положи 70363 4тельного и отрицательного импульсов, поступает на расширитель 4 импульсов, где производится вццеление однополярного импульса этого результирующего сигнала Х и его интегрирование. На.выходе расширителя импульсов получается сигнал Х, напряжение которого прямо про- .порционально количеству электричест ва (т.е. площади) в однополярнойчасти результирующего сигнала Х.Затем сигнал Х поступает на вход блока 5 деления и индикации, где производится операция деления ре зультата интегрирования на постоянный коэффициент, равный времени задержки СЗ ". АС, а также фиксирование и индикация полученного значения амплитуды исследуемого сигна О ла сравнительно низкочастотной аппаратурой. Таким образом, изобретение позволяет значительно увеличить точ З ность измерения одиночных импульсов,длительность которых может бытьменьше 2 нс.1170363 ФЯ Составитель Б. ВеремейкинИ. Рыбченко Техред М.Кузьма Корректор Е. а Подп ская наб., д ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 4699/41 ВНИИ по 113035, Тираж 7 Государственно елам изобретени осква, Ж, Ра 8о комитета ССи открытий