Преобразователь длительности импульсов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)4 НО ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИ ИСА В ГОРСКОМ 4047662/24-201.048615.12.87. БНаучно-исслинтроскопииМ.В, Еоролев1(арпельсон и621,374(088.Горн Л.С. Элприборостроес, 374.оролев М.В. Бовые тол 1 цин1985, с. вве масштаба - д дения в устр дое из котор тора 9, стаб 11 и транзисатель ваэип юл. 11 46едовательский инс 46 71 нса СОСТОИТ ИЗ К итрона 10, ре ра 12 р-и-р-т акже содержит сто а. Пре- енера- гене(72) образов тор 1 к ратор 2 ную шин конденс менного снова Б.П стоянного зар А.Е. тарик(53 вазипостоя3, шины 4ор 5, блокнтервала,нтервала.ь звена 8 ементы с Атом т ия. ног менногоразоватсить над а- ро эталонные уль ы. М.: Машино омер 55-5 звук ение сть и чины ния в ческого переклю и накопительных ичения крутизны ряда накопитель о позволйло так ческое переключ томати емкост БРАЗОВАТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ енсаторо пульнсатоон увеа ра ретение относится к элетехнике и может быть исп о к сключ ьра. Э механ зонов ап ие поддьность ор повысить стабилатывания схемы интервала, 2 ил ери е". ыделения ср ия - по и преоб менного енн зовани(54) ПРЕО ИМПУЛЬСОВ (57) Изоб ктронной зовано вния и изм изобретен и точност ИДЕТЕЛЬСТВУ расли приборострой технике. Цельышение надежност стигается за сч йство М звеньев нного тока, вход- источника питания, 6 выделения вреизмеритель 7 вреВведение в преобпозволило повыочность путем ав1135Изобретение относится к электронной технике и может найти применение в любой отрасли приборостроенияои измерительной технике,Цель изобретения - повышение надежности и точности преобразованиявременного масштаба,На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Преобразователь импульсов содержит генератор 1 квазипостоянного тока заряда, генератор 2 квазипосто-.янного тока разряда, вход которогоподключен к входной шине 3, .шины 4источника питания, генераторы 1 и2 подключены к первой обкладке первого конденсатора 5 и входу блока 6выделения временного интервала, выход которого подключен к измерителю7 временного интервала, И звеньев 8,каждое из которых состоит из конденсатора 9, стабилитрона 10, резистора 11 и транзистора 12 р-и-р-типа,все конденсаторы 9 звеньев включеныпоследовательно между второй обкладкой конденсатора 5 и общей шиной 4источника питания, первая обкладкакаждого конденсатора .9 звена соединена со своей второй обкладкой черезпереход анод-катод стабилитрона 10звена, а с первой обкладкой предыдущего конденсатора (9 или 5) - через последовательную цепь - резистора 11 этого звена и переход эмиттер-база транзистора 12 этого звена,все коллекторы Б транзисторов 12звеньев 8 подключены к отрицательнойшине 4 источника питания, а базатранзистора 12 первого звена соеди-нена с входом блока 6 выделения временного интервала.Преобразователь импульсов работаетследующим образом,На вход генератора 2 поступаетпрямоугольный импульс (см, фиг. 2 а)длительностью. Током с выходагенератора 2 линейно заряжаются накопительные конденсаторы 5 и 9, шунтированные стабилитронами с напряжением стабилизации 0-Е 4 / 3.Число накопительных конденсаторови стабилитронов сверху в принципене ограничено, но на фиг. 1 для конкретности рассмотрены схемы с двумястабилитронами 10 и конденсаторами9, применение которых позволяет на9895два порядка расширить диапазон дли 50 55 10 15 20 25 30 35 40 тельностей входных импульсовИменно поэтому У,-Г3. Если бы использовались и стабилитронов и и+1 конденсаторов, то П . - -Е,(и,Если емкости конденсаторов 5, 9 и 9 выбраны соответственно в отношении 100: 10: 1, то напряжение на всей цепочке конденсаторов на первой обкладке конденсатора 5 будет нарастать кусочно-линейно, как показано на (фиг. 26), сплошной линией - на участке (фиг, 2 б и ж). Скорость линейного изменения напряжения на каждом конденсаторе обратно пропорциональна его емкости. Раньше остальных до напряжения Б зарядится самый маленький накопительный конденсатор 9 последнего звена (участок (г-д) фиг. 26). Как только напряжение на нем достигнет Б,т, его дальнейший заряд прекращается и зарядный ток от генератора 2, продолжая течь через накопительные конденсаторы 5 и 9 предыдущих звеньев, начинает течь через стабилитрон 10 первого звена. Затем заряжается конденсатор 9 первого звена (участок (д-е) фиг. 26) а потом - конденсатор 5 е-ж) фиг. 26). Максимальное напряжение определяется напряжением -Еиит генератора 2. Длительность кахсдого следующего линейного участка на ломаной г-д-е, ж-д-и) фиг. 26) в десять раз больше предыдущего, а амплитуды этих участков равны между собой.Таким образом, при изменении длительности входного импульса С на"вхпример, в 1000 раз амплитуда напряжения изменится всего в 30 раз.Если бы в схеме на фиг. 1 не было резисторов 11, и транзисторов 12, разряд цепочки накопительных конденсаторов 5 и 9, происходил бы в тойже последовательности, как и их заряд, но только через генератор 1. Как видно из ломаной, последний по времени линейный участок имеет очень малую крутизну. В результате весь преобразователь имеет малую линейность преобразования и большую нестабильность порога срабатывания схемы, а это приводит к малой точности преобразованияС помощью транзисторов 12 и резисторов 11 изменяется последовательность разряца конденсаторов 5 и 9; сначала разряжается10 15 20 25 интервала. 30 35 40 45 50 55 3 13конденсатор 5 (имеющий максимальную емкость), затем конденсатор 9 первого звена, а потом конденсатор 9 второго звена. В результате форма импульса разряда имеет вид ломаной (ж-з-и-к) фиг. 26), т.е, крутизну последнего по времени линейного участка на заднем фронте (участок (ж-з) фиг, 26) оказывается в 100 раз выше, чем у ломаной (см. диаграмму 111 фиг, 26) прототипа.Изменение последовательности разряда конденсаторов 5 и 9 происходит из-за того, что напряжения на заряженных конденсаторах 5 и 9 передаются через эмиттерные повторители (выполненные на транзисторах 12) на резисторы 11, соответственно, которые задают в стабилитроны 10 токи, превышающие ток разряда конденсаторов.Поэтому сначала будет разряжаться конденсатор наибольшей емкости (т.е.конденсатор 9 последнего звена), так как ток, задаваемый резистором 11, поддерживает до окончания разряда . ,конденсатора 5 напряжение на конденсаторе 9 первого звена равно 20 .При этом формируется участок (ж-з) фиг. 26 заднегофронта импульсов.После окончания разряда конденсата ра 5 запирается транзистор 12 первого звена и через стабилитрон 10 этого звена перестает течь ток, поддерживающий напряжение 2 П, на конденсаторе 9 этого звена, и он начинает разряжаться, формируя участок (13-и) Фиг. 26) импульса., После окончания разряда конденсатора 9 первого звена запирается транзистор 12 второго звена, прекращая тем самым ток, поддерживающий напряжение на ксцденсаторе 9 последнего звена на уровне П, . В результате этот конденсатор, имеющий минимальную емкость, начинает разряжаться и Формирует самый крутой и самый короткий по времени участок (и-к) фиг. 26.Если бы схема на фиг, 1 содержала не два звена 8, а только адно, то задний Фронт импульса имел бы вид ломаной 11 на фиг. 26, Если бы схема на фиг. 1 вообще не содержала бы дополнительных звеньев 8, то задний фронт импульса имел бы вид ломаной П 1 (см. Фиг. 26).Блок 6 выделения временного интервала разряда фиксирует начало заряда и конец разряда цепочки конценсатаров 5, 9 и, тем самым, выделяет временной интервал(см. Фиг. 2 в,ВНхВ измерителе 1 временных ицтервапов прямоугольный импульс длительностьюизвестным образом "заполняетсякороткими импульсами, число которых подсчитывается счетчиком и индицируется цифровым индикатором, также содержащемся в измерителе 7.Таким образом, в преобразователе. импульсов введение в схему по крайней мере одного звена 8 позволяет по сравнению с прототипом повысить надежность и точность преобразователя время - время за счет автоматического переключения величины емкости накопительных конденсаторов и увеличение крутизны фронта импульса разряда накопительного коцденсатора. Первое условие позволяет избавиться от механического переключателя поддиапазонов, а второе ведет к увеличению Линейности преобразования и повышению стабильности порога срабатывания схемы выделения временного Формула изобретения Преобразователь длительности им. - пульсов, содержащий генератор квазипостоянного тока заряда, генератор квазипостоянного тока разряда, вход которого подключен к входной шине, выходы генератора квазипостоянного тока заряда и генератора квазипостоянного тока разряда подключены к первой обкладке первого конденсатора и входу блока выделения временного интервала, выход которого подключен к измерителю временного интервала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности преобразования в него введены И звеньев, каждое из которых состоит из конденсатора, стабилитрона, резистора и транзистора р-п-р-типа, все конденсаторы звеньев включены последовательно между второй обкладкой первого конденса-ора и общей шиной источника питания, первая обкладка каждого конденсатора звена соединена со своей второй обкладкой через переход анод - катод стабилитроца звена, а с первой обкладкой предыдущего конденсатора через последовательную цепь резистора этого звена и переход эмиттер - база транзистора это1359895 го звена, все коллекторы М транзисторов звеньев подключены к отрицательной шине источника питания, а база транзистора первого звена соединенас входом блока выделения временногоинтервала.1 оставитель Б. ЧичикоехредЛ.Сердюкова Корректор С.Шекмар Редактор н 00 Подписноекомитета СССРоткрытийушская наб., д, 4/5 163/55ВНИИПИ За о д035 изводственно-полиграфическое предприятие Т Государстве лам изобрет Москва, Ж ногний5,ород, ул, Проектная, 4