Устройство для измерения амплитуды импульсного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОВ (Ш ЯО,5 в 4 с 01 к 19/О дення имум, максизмеренивает сиги которомузначениера 10 Фнк ВТОРСКОМУ СВИДЕ"ВЧЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССВ 943540, кл, О 01 К 19/04, 1980Авторское свидетельство СССРУ 573761 кл. С 01 К 19/04, 1976(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АИПЛИ"ТУДЫ ИИПУЛЬСНОГО СИГНАЛА(57) Устройство предназначено дляизмерения амплитуды детерминированных во времени импульсов напряжений. Цель изобретения - повышениеточности измерения, Поставленнаяцель достигается за счет исключенияиэ устройства элементов аналоговойпамяти, хранящих ннФормацию в течение цикла измерения, Устройство содержит пусковой блок 1 блок 2 выборки - хранения, блок 3 обнаруженияэкстремумов, одновибратор 4, счетчик5, регистр 6. Пусковой блок 1 вырабатывает сигнал Начало измерениями,устанавливающий счетчик 5 в начальное состояние и запускающий одновиб-. ратор 4. По4 входное нблоке 2 выбпоступает нциального увход которозначение вхчина разницьнивается наположительньв 4.нями опорновывении задком параторотывает сигиновибраторборки - хразначение вхосодержимомуединица, Трприращений сигналу одновибратораапряжение запоминается в орки - хранения и затем а первый вход диФференсилителя 11, на второй го поступает текущее одного напряжения, Вели-этих напряжений сравкомпараторах 12 и 13 си отрицательнем уровга напряжения. При преаниого уровня на любом из в элемент ИЛИ 14 вырабаал, перезапускающий од. Нри этом блок 2 вынения запоминает новое диого напряжения, а к счетчика 5 прибавляетсяиггер 10 по сиене знака Фиксирует моменты прохожхарактер экстремума (миниимум). По окончании цикла я пусковой блок 1 вырабатыал "Конец измерения", по содержимое счетчика 5 исигнала с выходатриггесируется в регистре 6.ЗО Изобретение относится к приборостроению и предназначено для изме 1рения детерминированных во времениимпульсных напряжений.Цель изобретения - повьппение тач"ности измерения эа счет исключенияэлементов запоминания аналоговыхнапряжений.На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства, на Фиг.2 -временные диаграммы работы блоковустройства,Устройство содержит (Фиг. ) пус"ковой блок 1, блок 2 выборки-хранения, блок 3 обнаружения экс.рему "мов, одновибратор 4, счетчик 5 ирегистр 6. Входной сигнал подаетсяна вход блока 2 выборки-хранения ипервый вход блока 3 обнаруженияэкстремумов. Блок 2 выборки-хранениясостоит из ключа 7, выход которогосоединен с конденсатором 3 и высоко"омным повторителем 9, Блок 3 обнаружения экстремумов содержит триггер10, диФФеренциальный усилительвыход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора 12 и ннвертирующим входом компаратора 13.Инвертирующий вход компаратора 12соединен с положительным полюсомисточника (не показан) опорного напряжения (+ Е ), а неинвертирующий. вход компаратора 13 соединен с отрицательным полюсом (-Е ) источника опорного напряжения, Выходыкомпараторов 12 и 13 соединены сэлементом ИЛИ 14 и триггером 10, Выход элемента ИЛИ 14 соединен с.тактовым входом счетчика 5 и входом одновибратора 4. Инверсный выход триггера 10 и выходы счетчика 5 соединены с инФормационными входами регистра 6. Выходная шина регистра 6является выходом устройства. Управление блоком 2 выборки-хранения осуществляется по сигналам от аднавибратора 4Устройство работает следующкм образом.Перед появлением исследуемого сигнала пусковой блок 1 выдает сигнал"Начало измерения", поступающий наодновибратор 4. Последний управляетработой ключа 7 и переводит его всостояние проводимости на вфемя 4,необходимое для окончания процессазаряда конденсатора 8 блока 2 выборки-хранения до уровня входного сигнала, Одновременно сигнал пусковага блаха 1 поступает на установочный вход счетчика 5 и переводят егав исходное состояние. Текущее значение входного сигнала непрерывнасравнивается с уровнем выходного напряжения блока 2 выборки-хранения.Усилечная разность этих величин свыхода диФФеренциальнога усилителя1, поступает на вход аналоговых компаратараэ 12 и 13, При возрастаниисигнала на выходе усилителя 11 доуровня +Е срабатывает компаратор12, Сигнал с выхода кампаратара 12поступает на 8-вход триггера 10 иодновременна через элемент ИЛИ 14 -на вход счетчика 5 и однавибратора4, Последний Формирует импульс, аткрываюший ключ 7 на время , Канден"сатар 8 оказывается снова подключенным к входной цепи и блок 2 выборкихранения запоминает новый уровеньсигнала. Процесс повторяется до техпар, гока входной сигнал не достиг"нет своего максимального значения.Счетчик 5 осуществляет подсчет количества шагавых приращений сигнала11,. Величина одного шагового приращения 611 равна 611 = -- , где К -Е;КкаэФФициент передачи диФФеренциального усилителя 11 Е - напряже)Ет,ние источника опорного напряжения,определяющее уровень кампариравания.Прн уменьшении сигнала, когдапоследовательные приращения приобретают отрицательное значение, срабатывает кампаратор 13, переводит триг.гер 10 в единичное состояние (повыходу 5) и работа устройства продолжается аналогичным образом. Счетчик 5 продолжает подсчет количествашагавых приращений входного сигналаИ, соответствующих изменению входного сигнала на величину Е, Счетзаканчивается, когда приращение сигнала становится меньше величины ЬП.После окончания сигнала пусковойблок 1 Формирует импульс "Конец измерения", поступающий на вход "Запись", по которому инФормация изсчетчика 5 передается в регистр 6.устройство готово к принчтию следующего импульса.Число В, записанное в регистре 6,связано с измеряемой величиной амплитуды импульса Е следующим соотношением:144657 613- И. 2 10 20 30 35 40 Л 13Величину2легко можно подобрать такой, чтобы число, записанное в регистре 6, отооражало бы искомую величину Еп в стандартных единицах напряжения.Характер экстремума сигнала фиксируется с помощью триггера 10, Высокий уровень напряжения, зафиксированный на Я - выходе триггера, соот" ветствует максимуму, низкий уровень - минимумуХарактер экстремума, зафиксированный триггером 10, определяется последовательностью работы компараторов 1 2 и 13: при максимуме первым запускае;ся и работает компа. ратор 12, затем 13, при минимуме - наоборот.Пусковой блок 1 вырабатывает сиг" налы "Начало измерения" и "Конец измерения" соответственно в моменты возникновения и окончания импульса входного напряжения, что подразумевает детермннацию их во времени,Методическая погрешность измерения амплитуды импульсного сигнала не превышает величины двух шаговых приращений (2 61).Динамическая погрешность, вызванная изменением входного сигнала за время йГ., мала вследствие небольшой скорости изменения входного сигнала и малости величины времени ЬС выборки сигнала. Формула изобретения Устройство для измерения амплитуды импульсного сигнала, содержащее 4пусковой блок, блок выборки-хранения,блок обнаружения экстремумов, первыйвход которого соединен с входом блока выборки-хранения и с входом уст"ройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения, в него введены одновибратор, счетчик, регистр, устанавливающий вход счетчика и первый вход одновибратора соединены с выходом "Начало измерения" пускового блока, вход"Конец измерения" пускового блока,выход одновибратора соединен с управляющим входом блока выборки"хранения,выход которого соединен с вторым входом блока обнаружения экстремумов,второй вход адновибратора соединен спервым выходом блока обнаруженияэкстремумов и тактовым входом счетчика, выходы которого соединены спервыми информационными входами регистра, второй информационный входкоторого соединен с вторым выходомблока обнаружения экстремумов, авыход является выходом устройства,а блок обнаружения экстремумов содержит согласующий операционный усилитель, прямой и инверсный входы которого являются соответственно первыми вторым входами блока обнаруженияэкстремумов, элемент ИЛИ, КЗ-триггер,два компаратора, первые входы которых соединены с выходом согласующегоусилителя, а вторые входы соединеныс соответствующими выходами источника опорных напряжений, выходы компараторов соединены соответственно свходами элемента ИЛИ и КЗ-триггера,выход которого является вторым выходом блока обнаружения экстремумов,а выход элемента ИЛИ является первымвыходом блока обнаружения экстремумов,.Максимишин Тираж 772го комитета по5, Москва, Ж-Зу Дв ское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Про ственно-поли Заказ 6744/51ВНИИПИ Государств1 азительред Л.О Подпи обретениям Раушская н оеоткрытиям при