Способ цифрового преобразования энергии коротких одиночных импульсов сложной формы в цифровой код и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1629867 5)5 6 01 АНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИЯКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(56) Алимпиев С.С., Кременчугский Л.С. и др,Цифровой пироэлектрический калориметрна основе ВаТЮз для измерения энергииимпульсов лазерного излучения. - ПТЭ,1983, М 3, с, 168-171,Демчук М.ИВишневский В.НМихайлов В.П, Двухканальный измеритель энергии электрических импульсов. - ПТЭ, 1985,М 2, с,231,(54) СПОСОБ ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ КОРОТКИХ ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ ВЦИФРОВОЙ КОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано припреобразовании энергии коротких одиночных импульсов сложной формы в цифровойкод и для получения гистограммы входногосигнала в виде ряда цифровых кодов в различных областях науки и техники, Способ цифрового преобразования энергии коротких одиночных импульсов сложной формы в цифровой код, заключающийся в том, что из входного сигнала формируют основной временной интервал с одновременным преобразованием его в основной цифровой код, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения гистограммы входного сигнала, дополнен операциями формирования й - 1 дополнительных временных интервалов и их преобразования в дополнительные цифровые коды одновременно с формированием основного цифрового кода, и последующего суммирования полученных цифровых кодов, В устройство, содержащее первый преобразователь 41 время - код, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения гистограммы входного сигнала, введены й сравнивающих устройств 11 - 1 и, блок 3 источников образцовых напряжений, й - 1 преобразователей 42-4 и время-код, формирователь 6 сигнала считывания и цифровой сумматор 10. 2 с,п.ф-лы, 2 ил.510 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при преобразовании энергии коротких одиночных импульсов сложной формы в цифровой код и для получения гистограммы входного сигнала в виде ряда цифровых кодов в различных областях науки и техники.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения гистограммы входного сигнала.Способ заключается в том, что входной преобразуемый электрический импульсный СИГНаЛ Ок(т) СЛОжНОй ФОРМЫ СРаВНИВаЮт В 1 Ч сравнивающих устройствах с равномерной сеткой из М образцовых уровней напряжения, создаваемой источником образцовых напряжений, имеющем шаг Л 0 (значение Л 0 выбирают исходя из требуемой точности преобразования входного сигнала, причем Й= Оокцакс/Л О, где Оохмакс наибольшее значение амплитуды преобразуемого импульса), Если амплитудное энаЧЕНИЕ Бок ПрЕОбраЗуЕМОГО СИГНаЛа Ок(1) На входе какого-либо сравнивающего устройства превышает соответствующий ему образцовый уровень напряжения, то сравнивающее устройство вырабатывает импульс стандартной амплитуды и длительностью, равной времени нахождения входного сигнала на этом образцовом уровне напряжения, Таким образом, на выходах сравнивающих устройств, отметивших превышение амплитудным значением преобразуемого импульса соответствующего образцового уровня напряжения, вырабатывается результат сравнения в виде параллельного набора импульсов стандартной амплитуды и длительностями, равными времени нахождения преобразуемого входного сигнала на соответствующих образцовых уровнях напряжения.Длительности импульсов полученного результата сравнения подвергают в М преобразователях время-код преобразованию в цифровой код с дискретностью Л 1 = = ЛЧЧ/ ЛО, Причем разрядность преобразователя время-код определяется из условия обеспечения необходимой дискретности преобразования, т.е, Лт = ЛЧЧ/ЛО, где ЛЧЧ - дискретность преобразования энергии (площади), а емкость преобразователей ВрЕМя-КОд раВНа С 1 = тхмаксЛЛ 1, тхмакс Наибольшее значение длительности преобразуемого импульса.Полученные в И преобразователях время-код цифровые результаты преобразования п 1, п 2, пз, , п 1 ч длительностей импульсов результата сравнения представляют собой гистограмму входного сигнала Ок(1) в цифровом виде, Одновременно полученные в й преобразователях время-код цифровые результаты преобразования суммируются в цифровом сумматоре. Результат суммирования п = п 1+ п 2 ои пред=1ставляет цифровой результат преобразования энергии (площади) коротких одиночных электрических импульсов сложной формы в цифровой код.Функция преобразования(площади) имеет вид МЧЧ =ЛО Лт, п,1 =1 Считая, что ЛО = Л 00(1+ д,),а Л = Л(1 + д;), где д д 1 - соответственно относительные нестабильности источника образцовых уровней напряжения и источника дискретности преобразователей время-код преобразования, можно показать, что относительная погрешность преобразования энергии (площади) у =д 0+ дц д 1 +д 1, таккак д, (1 ид 1 (1, тоу=д+д 1.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства реализующего способ, на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая способ.Устройство содержит М сравнивающих устройств 11 - 11 ч, входную шину 2. блок 3 источников образцовых напряжений, М преобразователей время-код 41-41 ч, шину 5 "Уст,О", формирователь 6 сигнала считывания, выполненный на триггере 7 и элементе 8 задержки, выходные шины 9 "Цифровой выход гистограммы", цифровой сумматор 10, выходную шину 11 "Цифровой выход энергии".Устройство работает следующим образом,Перед началом преобразования сигналом "Устр,О" устройство обнуляется, т.е. преобразователи время-код 41-4 и и формирователь 6 сигнала считывания устанавливаются в исходное нулевое состояние. На управляющие входы сравнивающих устройств 11-111 подается сетка (с шагом Л О) образцовых уровней напряжения, например, на сравнивающее устройство 11 - Л О, 12 - 2 Л 0,1 з - ЗЛ О, , 1 м - М Л О. Затем на входную шину 2 подается импульс Ок(1) сложной формы (фиг.2,. диаграмма а), В сравнивающих устройствах 11-11 ч осуществляется сравнение этого импульса с равномерной сеткой из М образцовых уровней напряжения, имеющей шаг Л О (фиг,2, диаграмма а). Результат сравнения в виде параллельного набора импульсов, получаемый10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Ю.= (п 1+ п 2+ , + пи) Л О Л С =ИЬО Ьс Д, п,где ЧЧх - значение энергии площади) преобразуемого короткого одиночного электрического импульса сложной формы;п 1, п 2, пн - цифровой результат преобразования соответствующего преобразователя время - код.Таким образом, благодаря наличию в предлагаемом способе операций одновременного сравнения преобразуемого импульса со всеми образцовыми уровнями напряжения и одновременному преобразованию полученного результата сравнения в цифровой код в параллельном наборе из И преобразователей время - код, с последующим суммированием результатов преобразования время-код в цифровом на выходах сравнивающих устройств 11 - 1 и (фиг.2, диаграмма б - д, импульсы длительностью сх 1 сх 2, схз сх 4) далее подвергается цифровому преобразованию в соответствующих преобразователях 41-4 и время - код, имеющих дискретность преобразования Л с.В результате преобразования в преобразователях 41 - 4 и время - код фиксируются цифровые коды п 1, п 2, ., пи, соответствующие гистограмме короткого одиночного импульса и которые посредством сигнала считывания, вырабатываемого формирователем 6 сигнала считывания, подаются на шины 9 "Цифровой выход гистограммы" и на соответствующие входы цифрового сумматора 10, В последнем осуществляется сложение цифровых кодов п 1, п 2, пз,.пи, в результате на его выходе получают код И" и 1, представляющий собой результат цифрового преобразования энергии (площади) коротких одиночных импульсов сложной формы, который и подается на шину 11 "Цифровой выход энергии", Формирователь 6 сигнала считывания формирует из переднего фронта первого импульса, снимаемого с выхода сравнивающего устройства 11 (фиг,2, диаграмма д, импульс 1) через время сфспвк(спи - время преобразования преобразователей 41 - 4 и время - код сигнал считывания сфиг.2, диаграмма ж) в виде перепада напряжения, который и служит для считывания цифровых кодов п 1, п 2, ., пи из преобразователей 41-4 и время - код.Функция преобразования устройства при преобразовании энергии (площади) имеет вид суммирующем устройстве осуществляется преобразование энергии (площади) коротких одиночных электрических импульсов сложной формы в цифровой код и получение гистограммы входного сигнала в.виде цифровых кодов.Формула изобретения1,Способ цифрового преобразованияэнергии коротких одиночных импульсов сложной формы в цифровой код, заключающийся в том, что из входного сигнала формируют основной временной интервал с одновременным преобразованием его в основной цифровой код, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения гистограммы входного сигнала, одновременно с формированием основного временного интервала формируют М - 1 дополнительных временных интервалов, причем формирование основного и дополнительных временных интервалов осуществляют путем одновременного сравнения входного сигнала с Й равномерно распределенными уровнями опорных напряжений, при этом длительности основного и дополнительных временных интервалов равны времени нахождения входного сигнала на соответствующем уровне опорного напряжения, одновременно с формированием основного цифрового кода формируют дополнительные цифровые коды. пропорциональные соответствующим дополнительным временным интервалам, по основному и дополнительным цифровым кодам формируют гистограмму входного сигнала,одновременно с формированием гистограммы суммируют основной и дополнительный цифровые коды, при этом цифровой код суммы пропорционален энергии входного сигнала,2. Устройство для цифрового преобразования энергии коротких одиночных импульсов сложной формы в цифровой код, содержащее первый преобразователь время-код, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет получения гистограммы входного сигнала, в него введены М сравнивающих устройств, блок источников образцовых напряжений, М - 1 преобразователей время-код, формирователь сигнала считывания и цифровой сумматор, выход которого является выходной шиной "Цифровый выход энергии, а с первой по И-ю группы входов соответственно подключены к выходам соответствующих преобразователей времякод и являются соответствующими выходными шинами "Цифровой выход1629867 Составитель Ю. Спиридоноведактор А,Мотыль Техред М.Моргентал Кор М,Шарош аказ 437 Тираж 403 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 гистограммы", информационный вход первого преобразователя время-код объединен с входом формирователя сигнала считывания и подключен к выходу первого сравнивающего устройства, первый вход которого объединен с первыми входами с второго по М-й сравнивающих устройств и является входной шиной, входы считывания с первого по К-й преобразователей время-код объединены и подключены к выходу формирователя сигнала считывания, вход установки в "0" которого объединен с входами установки в "0" с первого по й-й преобразователей 5 время в к и является шиной установки в"0", вторые входы с первого по й-й сравнивающих устройств подключены к соответствующим выходам блока источников образцовых напряжений,10