Устройство для измерения длительности импульсов

(50 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ерсиОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ 3989795/24-2116.12.8507.12.87. Бюл.45( ) Воронежский государственный унтет им. Ленинского комсомола(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение предназначено для повышения точности измерения длительности импульсов и обеспечения возможности индикации наличия измеряемого импульса. Устройство содержит управляемые ключи 1,0 и 15, расширитель 2 длительности импульса, квадратор 3, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, блок 5 отношений, указатель 9 экстремума, пороговый элемент 12, генератор 13 импульсов и счетчик 14 импульсов. Для достижения поставленной цели в устройство введены генератор 6 управляющего сигнала, линия 7 задержки, управляемые ключи 8 и 11 и в нем образованы новые функциональные связи, 4 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнике, вычислительной технике, в устройствах автоматики. Целью изобретения является повышение точности измерения и обеспечение возможности индикации наличия измеряемого импульса. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения длительности импульсов; на фиг. 2 и 3 - временО ные диаграммы работы устройства; на фиг. 4 -зависимости ошибки измерения длительности импульса в предлагаемом и известном устройствах от велицины отношения сигнал/шум.Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные первый управляемый ключ 1, расширитель 2 длительности импульса и квадратор 3, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с вторым входом блока 5 отношений, генератор 6 управляющего сигнала, выход которого через линию 7 задержки соединен с первым входом третьего управляемого ключа 8, выход которого соединен с входом указателя 9 экстремума, последовательно соединенные второй 1 О и четвертый 5 20 25 11 управляемые ключи, пороговый элемент 12,генератор 13 импульсов, счетчик 14 импульсов, пятый управляемый ключ 15 и входную шину 16, соединенную с входом первого управляемого ключа 1. Выход квадра тора 3 соединен с первым входом блока 5 отношений, выход которого соединен с вторым входом третьего управляемого ключа 8, выход которого соединен с входом порогового элемента 12, выход которого соединен с входом управления пятого управляемо го ключа 15, вход которого соединен с выходом счетчика 4 импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого управляемого ключа 11, вход управления которого соединен с выходом указателя 9 экстремума. Выход генератора 6 управляющего сигнала соединен с входом управления первого управляемого клюца 1, входом сброса расширителя 2 длительности импульса, входом генератора 4 линейно изменяющегося напряжения, входами сброса указателя 9 экстре.45 мума, счстчика 14 импульсов, порогового элемента 12 и входом управления второго управляемого ключа 10, вход которого соединен с выходом генератора 13 импульсов.В исходном состоянии первый 1, второй 10, третий 8 и пятый 15 управляемые 50 ключи закрыты. Расширитель 2 длительности импульсов, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, указатель 9 экстремума, пороговый элемент 12 и счетчик 14 импульсов находятся в исходном состоянии. При включении устройства генератор 6 управляю ше 1 э сигнала запускается так, что передний рронт сигнала с его выхода (фиг, 2 а) совпадает с передним фронтом импульса 2Ь , поступающего на входную шину 16устройства (фиг. 2 б) и подлежащего измерению. Длительность положительного импульса сигнала генератора 6 управляющегосигнала выбирается равной наибольшей возможной длительности Т измеряемого импульса, Длительность Т. 1 интервала от заднего фронта положительного импульсадо переднего фронта отрицательного импульса (фиг. 2 а) управляющего сигнала выбирается из условия надежного считываниярезультатов .измерения. Положительныйимпульс с выхода генератора 6 управляющего сигнала открывает первый 1 и второй10 управляемые клюци на время Т. Сигналс выхода управляемого ключа 1 (фиг. 2 б)поступает на вход расширителя 2 длительности импульса, с выхода (фиг. 2 в) которого он проходит квадратор 3 (фиг. 2 г)и поступает на первый вход блока 5 отношений. В это время сигналом с выходауказателя 9 экстремума открыт ключ 10 исигнал с выхода генератора 13 импульсовпроходит через открытые ключи 10 и 11(фиг, 2 ж) на вход счетчика 4 импульсов,т,е. начинается измерение поступившего навходную шину6 устройства импульса.На второй вход блока 5 отношений поступает сигнал с выхода генератора 4 линейноизменяющегося напряжения (фиг. 2 г, штриховая линия, отмеченная символами О),который запускается гередним фронтом управляющего сигнала, С учетом возможностислучайного появления измеряемого импульса входной сигнал х записывают в виде(Ь(Й)п), Р,и, Р,т.е. этот сигнал с вероятностью Р представляет сумму измеряемого импульса5 р) А, 0т;О, О,)т,и широкополосной помехи и, а с вероятностью Ро=1 - Р 1 представляет собой толькопомеху и ,Таким образом, на выходе блока 5 отношений формируется сигнал (фиг. 2 д)М (т) = Йх ( Й(1/С выхода блока,5 отношений сигналчерез третий управляемый ключ 8 поступает на входы указателя 9 экструмума ипорогового элемента 12. На вход управления (первый вход) третьего управляемогоключа 8 с выхода генератора 6 управляющего сигнала через линию 7 задержки поступает сигнал (с задержкой на время Т,равное минимально возможной длительности 8измеряемого импульса, в результате чего выход блока 5 отношений отключается на время Т 1 от входов указателя 9экстремума и порогового элемента 12, чтопредотвращает ложные срабатывания последних из-за помехи, длительность которой несоответствует длительности ожидаемого навходе устройства сигнала. Через время Т 1ключ 8 открывается и сигнал с его выхо 1357877зда (фиг. 2 е) поступает на входы указателя 9 экстремума и порогового элемента 12. В момент достижения выходным сигналом с блока 5 отношений а(зсолютного максимума сигнал на выходе указателя 9 экстре. 5 мума меняет полярность и закрывает ключ 11, прекращая прохождение счетных импульсов на вход счетчика 14 импульсов.Одновременно сигнал с выхода блока 5 отношений (через ключ 8) поступает на вход порогового элемента 12 с порогом срабатывания 1.1 о, который превышается при наличии измеряемого импульса на входе устройства. В момент превышения порога 110 пороговый элемент 12 формирует на своем выходе импульс (фиг, 2 з) длительностью Т - 15 -Т,+Т,.который поступает на вход пятого управляемого ключа 15 и открывает его. В результате на выход устройства со счетчика 14 поступает число, пропорциональное времени от момента включения генератора 6 управляющего сигнала до достижения сигналом с блока 5 отношений абсолютного максимума и свидетельствуюшее о наличии измеряемого импульса на входе устройства.При отсутствии на входе устройства импульса 5(1) и наличии широкополосной по мехи п (1) на выходе первого управляемого ключа 1 присутствует сигнал (фиг. За), который, пройдя расширитель 2 длительности импульса (фиг. Зб) и квадратор 3 (фиг. Зв), принимает на выходе блока 5 отношений вид, представленный на фиг. Зг, а 3 О на выходе ключа 8 - на фиг. Зд, т.е.порога 110 не превышает, в результате чего пороговый элемент 12 не срабатывает и не открывает ключ 15, поэтому число импульсов, прошедшее на вход счетчика 14 импульсов с выхода ключа 11 (фиг, Зе), на 35 выход устройства в течение времени Т", не поступает, что свидетельствует об отсутствии импульса на входе устройства.В момент времени Т+Т, генератор 6 управляюШего сигнала выдает отрицатель ный импульс, который сбрасывает счетчик 14 импульсов, разряжает расширитель 2, прекращает генерацию импульса пороговым элементом 12, переводит в исходное состояние генератор 4 линейно изменяющегося напряжения и указатель экстремума 9, в результате чего устройство приводится в исходное состояние.Кривые 17 (фиг. 4) соответствуют величине Р=0,9, кривые 18 - Р=0,1. Сплошными и штриховыми линиями нанесены зависимости среднего квадрата ошибки в данном устройстве, когда величина порога 110 выбиралась для фиксированной величины а ложной тревоги (ложного срабатывания устройства от помехи. Сплошные кривые соответствуют а=10, штриховые а=10". Штрих-пунктирными линиями нанесены зависимости нормированного среднего квадрата ошибки измерения длительности импульса в известном устройстве. ЗнакамиО и П нанесены экспериментальные значения нормированного среднего квадрата ошибки измерения длительности случайно появляюшихся импульсов (в известном устройствеи в предлагаемом - 0 и П). Значения. отмеченные знаком О, получены при сс=10", а знаком П - при а=10Формуга изобретенияУстройство для измерения длительности импульсов, содержащее последовательно соединенные входную шину, первый управляемый ключ, расширитель длительности импульса, квадратор и блок отношений, второй вход которого соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, генератор импульсов, выход которого соединен с входом второго управляемого ключа, указатель экстремума, пороговый элемент и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и обеспечения возможности индикации наличия измеряемого импульса, в него введены последовательно соединенные генератор управляющего сигнала, линия задержки и третий управляемый ключ, а также четвертый управляемый ключ и пятый управляемый ключ, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого управляемого ключа, вхол которого соединен с выходом второго управляемого ключа, вход управления которого соединен с входом управления первого управляемого ключа, входом сброса расширителя длительности импульса, входом генератора линейно изменяюшегося напряжения, выходом генератора управляюшего сигнала, входами сброса счетчика импульсов, порогового элемента и указателя экстремума, выход которого соединен с входом управления четвертого управляемого ключа, выхол блока отношений соединен с вторым вхолом третьего управляемого ключа, выход которого соединен с входами указателя экстремума и порогового элемента, выхол которого соединен с входом управления пятого управляемого ключа.357877 фиг г ие У ставитель Ю.хред И. Вересраж 730 рмистро зедактор О. ГоловЗаказ 5505/46 НИИГ 1 И Государственного комитета СССР по113035, Москва, Ж - 35, Раугпс Производственно-полиграфическое прсдприяти Кравцова открытии ектная,4 Корректор Подписное делам изобретеникая наб., д. 4/5 е, г. Ужгород, мл. П