Устройство для измерения времени затухания амплитуды электрического сигнала до заданного уровня

,Н,Щавелкин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ 5 (088,8)свидетельство СССРС 01 К 29/02, 1983.идетельство СССРС 01 К 29/02, 1983,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАТУХАНИЯ АМПЛИТУДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА ДО ЗАДАННОГО УРОВНЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения времени затухания электрического сигнала до заданного уровня, времени установления сигналов на выходе аналоговых устройств, временных и амплитудных параметров радиоимпульсов, Целью изобретения является повышение точности и быстродействия, Указанная цель достигается1 ЯО 14711 за счет введения в устройство блока 2 формирования маркерных сигналов, блока 7 для получения огибающей маркерных сигналов, функционального умножителя 8, генератора 9, счетчика 10 импульсов и вентиля 11, осуществляющих операции сравнения огибающей исследуемого сигнала с максимальным значением этого сигнала, то есть для каждого сигнала по наперед заданному значению относительно порога формируется реальный порог срабатывания компаратора 3 для огибающей сигнала, Кроме того, устройство содер 4жит вход 1однополупериодный пиковый детектор 2, компаратор 3 напряжения, формирователь 4 импульса сброса, вход 5 запуска, выход 6, выход 12 для получения цифровой информации. В устройстве по п,2 формулы исключен функциональный умножитель 8, дополнительно введены элементы задержки и функциональный делитель, 1 з,п,ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к измери-,тельной технике и может быть использовано для измерения времени затухания электрического сигнала до задан"ного уровня, в .т.ч, при измерении5времени релаксации затухающего колебательного процесса, времени установления сигналов на выходе аналоговых устройств, временных и амплитудных параметров радиоимпульсов и т.п.мЦель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.На фиг.1 изображена схема устройства, первый вариант; на фиг,2 - временные диаграьщы его работы; нафиг.3 - схема устройства, второй вариант.Устройство (фиг.1) содержит вход 1однополупериодный пиковый детектор 20(ОПД) 2 блок 2 формирования маркерных сигналов при достижении измеряемым сигналом частных максимумов,схемотехнически объединенный с однополупериодным пиковым детектором 2(ФИС), вход 5 запуска, выход 6,блок 7 для получения огибающей входного сигнала (БПОС) Функциональныйумножитель (ФУ) 8, генератор (ГН) 9и счетчик (СЧ) 10 импульсов, вентиль 11, выход 12 для получения цифровой информации, причем вход 1 уст"ройства соединен одновременно с входами блока 2-2 и блока 7, выход которого подключен к входу ФУ 8, выходкоторого соединен с первым входомКН 3, второй (пороговый) вход которого подключен к выходу детектора 2, 40инвертирующий выход КН 3 объединен свыходом 6 устройства, а неинвертирующий выход КН 3 соединен с первым входом вентиля 11, второй вход которогосоединен с выходом ГН 9, а выход подключен к счетному входу СЧ 10, входсброса которого подключен к выходуФИС 4, а выход СЧ 10 объединен с выходом 12 устройства, вход ФИС 4 соединен с выходом блока 2 Формирования маркерных сигналов, вход 5 запус"ка устройства является входом запуска ГН 9 и соединен с входом сброса"0" детектора 2,В исходном состоянии.сигнал на 55входах 1 и 5 устройства отсутствуетКН 3 и вентиль 11 в произвольном со,стоянии, импульсы с выхода ГН 9 не,поступают, СЧ 10 не хранит цифровуюинформацию,Предлагаемое устройство способнообеспечить измерение как положительного, так и отрицательного электрического сигнала, Принцип работы устройства рассматривается на прщереизмерения положительного электрического сигнала, Временные диаграммыего работы показаны на Фиг,2,Устройство работает следующим образом.С,поступлением измеряемого сигнала на вход БПОС 7 одновременно осуществляется запуск ГЦ 9 и сброс в "0"ОПД 2, В блоке 2-2 (в данном случаеположительном) осуществляется непрерывное слежение за максимальными извсех положительньх значений измеряемого сигнала с выхода блока 7 по огибающей, одновременное сравнение еготекущих значений по амплитуде и хра"нение результата слежения, выработкамаркерных сигналов (резких скачкообразных изменений напряжения) в момент достижения огибающей сигнала амплитудного значения.Параллельно с этим текущее значение огибающей измеряемого сигналаумножается в ФУ 8 в заданное числораз, например, в е разС первым жепоявлением сигналов на выходах ФУ 8и ОПД 2, КН 3 переходит в состояние"Лог, 1", открывает или поддерживаетв открытом состоянии вентиль 11 иобеспечивает поступление импульсовот ГН 9 на счетный вход СЧ 10.Последний производит счет импульсов, который прерывается сбросомСЧ 10 в "О" при каждом поступлении свыхода ОПД 2 через ФИС 4 маркерныхсигналов, При этом, ФИС 4 выполняетФункцию формирования из скачкообразных маркерных сигналов - импульсов"Лог,1" стандартной Формы и длительности, необходимых для уверенногосрабатывания СЧ 10 по входу сбросав ООписанный процесс происходит дотех пор, пока затухающий измеряемьйсигнал, умноженный в ФУ 8 в е раз,не достигнет значения (Пд, х е) 411,где 11 мкс- напряжение на пороговомвходе КН 3, выработанное и поддерживаемое ОПД 2 и соответствующее амплитудному значению измеряемого сигнала. При этом КН 3 переходит в состоя 1471151ние "Лог,О", вентиль 11 закрываетсяи прекращает доступ импульсов отГН 9на СЧ 10. Таким образом, СЧ 10 фиксирует число импульсов от ГН 9 прошедВ5ших от момента появления последнегомаркерного сигнала от ОПД 2 и ФИС 4(отмечающего амплитудное значениеП из = "юокс ) до момента затуханияП , в е раз. Число зафиксированныхимпульсов является мерой искомого"времени затухания электрического сигнала, в рассмотренном случае - времени релаксации, Цифровая информация орезультате измерения считывается свыхода СЧ 10 после появления на инв ертирующем выходе КН 3, т, е, выходе 6 устройства, сигнала "Лог.1", который может быть использован как сиг.нал Готов при организации связи 20предлагаемого устройства со средством вычислительной техники.Принцип работы устройства при измерении отрицательного. электрическогосигнала аналогичен, с той лишь разницей, что вместо положительного ОПДиспользуется .отрицательный,Устройство для измерения временизатухания амплитуды электрическогосигнала до заданного уровня, в кото"рое (фиг,3)вводится функциональныйделитель (ФД) 14 вход которого соединен с выходом ОПД 2.а выход - спороговым входом КН 3 а вместоФУ 8 - элемент задержки (ЭЗ) 13,входкоторого соединен с выходом блока 7,а выход - с входом КН 3, ЭлементЭЗ, 13 вводится с целью уравновешивания временных задержек между двумявходными цепями КН 3 и устранениятем самымпричины возникновения погрешности измерения за счет возможного временного сдвига ког.ерентных электрических сигналов, Бремя задержкиЭЗ 13 равно сумме времен задержки 45ОПД 2 и ФД 14,Исходное состояние элементов устройства по второму варианту идентично исходному состоянию элементов устройства по первому,50Устройство работает следующим образом,После подачи на вход блока 7 измеряемого сигнала, запуска устройства,сброса в "О" ОПД 2-2, выделения вблоке 7 огибающей измеряемого сигна"ла, последний поступает на первыйвход КН 3 с задержкой, обеспечиваемой ЭЗ 13,В то же время сигнал огибающей поступает на вход ОПД 2-2, где определяется и фиксируется его максимальное значение П с, с последующим делением в ФД 8 в заданное количество раз Б , /К, где К - выбранный коэффициент деления. Сигнал с выходаФД 8 поступает на пороговый вход КН 3, В остальном работа устройства по второму варианту аналогична работе устройства по первому, а именно: открывание и закрывание вентиля 11 осуществляется сигналами "Лог,1" (при Пцэ Б,цд /К) и "Лог.О" (при Б,. с сПм/К) с выхода КН 3, управление записью импульсов в СЧ 10 происходит маркерными сигналами от ОПД 2 и ФИС 4, выработанными в моменты достижения измеряемым сигналом частных максимумов, Искомое время затухания определяется по числу импульсов, зафиксированных в СЧ 10 от момента появления последнего маркерного сигнала до момента. затухания Ц , в К раз и более, т,е. П,с Н маркс/К.С приходом на вход блока 7 измеряемого сигнала и запуском устройства по второму варианту автоматически готово к новому циклу измерений,Изменяя коэффициент умножения ФУ с помощью предлагаемого устройства можно проводить измерения временных и амплитудных параметров радиоимпульсов, времени установления сигнала на выходе аналоговых устройств (например, операционных усилителей, цифроаналоговых преобразователей) и т.п.Формула изобретенияУстройство для измерения времени затухания амплитуды. электрического сигнала до заданного уровня, со- Удержащее первый вход второй вход запуска, первый выход, однополупериодный пиковый детектор, компаратор напряжения, формирователь импульса, сброса, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что, с целью повьппения точности и быстродействия измерений, в него введены блок формирования маркерных сигналов, блок выделения огибающей входного сигнала, функциональный умножитель, генератор и счетчик импульсов, вентиль, второй выход для получения цифровой информации, причем первый вход устройства одновременно является входом однополупериодного1471151 ощг РОС оставитель В,Антохиехред Л. Олийнык ректо о си Подписи Заказ 1605/48 Тираж 711 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москйа, Ж-ЗЗ, Рауюская, Ужг га водст пикового детектора с блоком выработки маркерных сигналов и блока выделения огибающей входного сигнала, выход которого подключен к входу функ 5 ционального умножителя, выход которого соединен с первым входом компаратора напряжения, второй вход которого (пороговый) подключен к выходу однополупериодного пикового детекто О ра, инвертирующий выход компаратора напряжения объединен с первым выходом устройства, а неинвертирующий, выход компаратора напряжения соединенвходом вентиля, второй вход которо б го соединен с выходом генератора, а выход подключен к счетному входу счетчика, вход сброса которого подключен к выходу формирователя импульсов сброса, а выход счетчика объ единен с вторым выходом для получения цифровой информации устройства, вход формирователя импульсов сброса соединен с выходом блока формирователя маркерных сигналов однополупериодного пикового детектора, второй входзапуска устройства является входомзапуска генератора импульсов и соединен с входом сброса в "0" однополупериодного пикового детектора. 2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, 1 что в него введен функциональный делитель и элемент задержки, причем вход функцио" нального делителя соединен с выходом однополупериодного пикового детектора с блоком выработки маркерных сигналов, а выход подключен к второму (пороговому ) входу компаратора напряжения, при этом элемент задержки входом подключен к выходу блока выделения огибающей сигнала, а выходом - к первому входу компаратора напряжения.