Модуляционный измеритель амплитуды электрических импульсных сигналов

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 16,0178 (21) 2571585/18-21с присоединением заявки Нов(51)М. Кл. С 01. Н 19/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени институт Физикиполупроводников АН Литовской ССР(54) МОДУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ АМПЛИТУДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для использования при контроле амплитудных значений преимущественно слабых периодических импульсных сигналов с синусоидальным или шумовым заполнением.Известен модуляционный измеритель амплитуды электрических импульсных сигналов, выполненный на основе ам" 10 плитудного детектора с узкополосным селективным усилителем и содержащий, кроме того, модулятор-переключатель, связанный с низкочастотным генерато-, ,ром, а также усилитель с автоматической регулировкбй усиления (1).Недостаток известного устройства состоит в невысокой точности измерения.Более близким к заявленному явля-:20 ется модуляционный измеритель амплитуды электрических импульсных сигна" лов, содержащий приемник, управляющий вход которого подключен к генератору стробирующих импульсов, а сигнальный 25 вход - к выходу модулятора-переключателя, источник эталонного сигнала, выход которого соединен с одним из сигнальных входов модулятора-переключателя, блок измерения параметров ЗО гармонической составляющей, управляющий вход которого подключен к выходу генератора опорного сигнала (2.Недостаток известного устройства связан с невысокой, особенно при больших скважностях измеряемого импульсного сигнала, помехоустойчивостью по отношению к собственным ад" дитивным шумам.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при измерении амплитуды импульсоэ.Для достижения поставленной цели в модуляционный измеритель амплитудй электрических импульсных сигналов, содержащий приемник, управляющий вход которого подключен к генератору стро,бирующих имтульсов, а сигнальный вход к выходу модулятора-переключателя, источчик эталонного сигнала, выход которого соединен с одним иэ сигнальных входов модулятора-переключателя, блок изМерения параметров гармонической составляющей, управляющий вход которого подключен к выходу генератора опорного сигнала, введены три блока диФФеренцирования, два смесителя импульсов, два ключа, триггер, генератор видеоимпульсов, инвертор, депитель напряжения и выключатель, при"чем выход генератора опорного сигнала соединен со входом первого блока дифференцирования, выход генератора видеоимпульсов через второй блок дифференцирования подключен ко входу инвертора, выход генератора стробируМщих импульсов через третий блок дифФеренцирования и первый ключ соединен со входом генератора видеоимпульсов, входы первого смесителя импульсов подключены к выходам первого и второго блоков дифференцирования, а выход - ке входу генератора стробирующих импульсов, входы второго смесителя импульсов соединены с выходами первого блока дифференцирования и инвертора а выход - со входом триггера, дели" тель напряжения и второй ключ включены параллельно между выходом приемника и входом блока измерения параметров гармонической составляющей, выход триггера соединен с управляющими входами обоих ключей, а через выключатель - и с управляющим входом модулятора"переключателя.На Фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного,модуляционного измерителя амплитуды электрических импульсных сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов в разных точках схемы измерителя.Устройство содержит генератор 1, стробирующих импульсов, модулятор- переключатель 2, источник 3 эталонного сигнала, блок 4 дифференцирования, приемник 5, ручной выключатель 6, ключ 7, делитель 8 напряжения, ключ 9, генератор 10 видеоимпульсов, блок 11 измерения параметров гармонической составляющей, генератор 12 опорного сигнала, блок 13 дифференци" рования, смеситель 14 импульсов, блок 15 дифференцирования, инвертор 16, смеситель 17 импульсов, несимметричный триггер 18 .Устройство работает следующим обраэомеВыходное напряжение генератора 12 опорного сигнала (фиг. 2 б) дифференцируется в блоке 15 дифференцирования (Фиг. 2 д) . Полученные разнополярные импульсы поступают на первые входы смесителей 14 и 17. Положительные импульсы с выхода смесителя 14 направляются на синхронизирующий вход гене" ратора 1 стробирующих импульсов и осуществляют его запуск.Импульсы генератора 1 стробирующих импульсов (фиг. 28) поступают на упрайляющий вход приемника и закры вают его. Одновременно эти импульсы дифференцируются в блоке 4 дифференцирования (фиг. 2 г), после чего через замкнутый ключ 7 поступают на вход генератора 10 (фиг, 2 д) . Отрицательные импульсы на входе генератора 10 запускают последний. Сформированные импульсы на выходе генератора 10 (фиг. 26) используются для синхронизации источника измеряемогосигнала и, кроме того, дифференцируются в блоке 13 дифференцирования(Фиг. 2 м 4 . Положительные импульсы свыхода блока 13 дифференцирования через смеситель 14 подводятся ко входугенератора 1 стробирующих импульсови повторно запускают его. Сигналы свыхода блока 13 дифференцирования инвертируются также в инверторе 16о,(фиг. 2 ф) и через смеситель 17(Фиг. 2 н) поступают на вход несимметричного триггера 18. Последнийпереворачивается и замыкает ключ 7при поступлении на его вход положительного импульса с выхода блока 1515 дифференцирования и возвращается висходное положение, размыкая ключ 7при подаче на его вход отрицательного импульса, обусловленного заднимФронтом импульса с выхода генератоЩ ра 10. Сигналы на выходе триггера 18и входе генератора 1 стробирующих импульсов представлены на фиг. 2 К иФиг. 2 А. Повторный стробирующий импульс генератора 1 уже не может за 5 пустить генератор 10, поскольку ключ7 во время повторного импульса разомкнут. Весь цикл повторяется припоявлении следующего положительногоимпульса на выходе блока 15 дифференцирования. Приемник 5 открываетсяпериодически во время равноотстоящих промежутков времени с чередующимися длительностями.Выходной сигнал триггера 18 поступает также на управляющий вход ключа9 и через замкнутый выключатель 6на управляющий вход модулятора-переключателя 2. Следует отметить, чтоключ 9 и модулятор-переключатель 2связаны с триггербм 18 таким обра 40 зом, что вход приемника 5 оказывается подключенным ко входу измерителя,когда ключи 7 и 9 замкнуты, а когдаключи 7 и 9 разомкнуты, вход приемника 5 соединяется с выходом источника3 эталонного сигнала. Б связи с этимсигнал на выходе приемника 5, обусловленный измеряемым сигналом, попадает на вход блока 11 измерения параметров гармонической составляющейчерез замкнутый ключ 9, а сигнал навыходе приемника 5, обусловленныйэталонным сигйалом, подводится ковходу блока 11 через делитель 8 напряжения. Осциллограмма напряженийна входе блока 11 при равенстве ам 55 плитудных значений измеряемого иэталонного сигналов представленана фиг. 2 м,Ввиду того, что период повторенияопорного сигнала, генерируемого геЩ нератором 12, и длительность видеоимпульсов генератора 10 равны соот.ветственно периоду повторения Т и длительности импульсов Ю измеряемого сигнала, период повторения опорного65 сигнала и длительность видеоимпульсовустанавливаются согласно желаемым параметрам д и Т измеряемого сигнала.Затем выбирается необходимая длительность Ъ стробирующих импульсов гене-.ратора 1 согласно решению неравенства5С(1,гдеУпомянутое неравенство соблюдаетсяпри5Однако наибольший положительныйэффект достигается при установкеТ д(фДалее выключатель 6 ставится в 20выключенное положение к путем регулировки коэффициента деления делителя8 напряжения добиваются нулевого показания блока 11 измерения параметровгармонической составляющей. Последней 25процедурой устанавливают коэффициентпередачи делителя 8 напряжения с параллельно включенным ключом 9, в соответствии с выражением:Ю. ау ЗО9 ЭВ 1 - -2 - ЯКИ, еТ Т ТПосле этого выключатель 6 ставится во включенное положение, подключается источник измеряемого гнала и пуем регулировки амплитудного значения эталонного сигнала снова добиваются нулевого показания блока 11. Установленное амплитудное значение эталонного сигнала оказывается равным амплитудному значению измеряемого сигна.-4 О ла.При использовании данного устройства выигрыш в повышении помехоустойчивости измерителя по отнсюению к его собственным адцитивным шумам соответ ствуетС и в пределе, при д /Т- О, может достигать 2. При измерении слабых сигналов, когда время измерения практически определяется временем накопления сигнала, предельное повыаение 50 производительности измерений также равно 2. Повышение помехоустойчивости измерителя по отношению к собственным аддитивным его шумам увеличивает его чувствительность и расширяет сферу . 55 применения. Формула изобретенияМодуляционный измеритель амплитуды электрических импульсных сигналов, содержащий приемник, управлякзций входкоторого подключен к генератору стробирующих импульсов, а сигнальный входк выходу модулятора-переключателя, источник эталонного сигнала, выход которого соединен с одним из сигнальных входов модулятора-переключателя, блок измерения параметров гармонической составляющей, управляющий вход которого подключен к выходу генератора опорного сигнала; о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьзаения помехоустойчивости, в него введены три блока дифференцирования, два смесителя импульсов, два ключа, триг гер, генератор видеоимпульсов, иквертор, делитель напряжения и выключатель, причем выход генератора опорного сигнала соединен со входом первого блока дифференцирования, выход генератора видеоимпульсов через второйблок дифференцирования подключен ко. входу инвертора, выход генераторастробирующих импульссв через третийблок дифференцирования и первый ключ соединен со входом генератора видео" импульсов, входы первого смесителя импульсов поключены к выходам первого и второго блоков дифференцирова" ния, а выход - ко входу генератора стробнрующих импульсов, входы второго смесителя импульсов соединены с выходами первого блока дифференцирования и инвертора, а вьжод - со входом триггера, делитель напряжения и второй ключ включены параллельно между выходом приемника и входом бло" ка параметров гармонической составляющей, выключатель установлен на управляющем входе модулятора-переключателя, а управляющие входы обоих ключей и выключателя соединены с выходом триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Грязнов М. И. Интегральный метод измерения импульсов, М., Советское радио, 1975, с. 179.2. ТаГ 1 И. С. 31 о 1 к й. С. Но 31 Е.Н.А да 1 ей гаЖове 1 ег Йог разва аЕ 1 ег-цою в 1 цйу. 1 ЕЕЕ Тгапвас 11 опв опЭйв 1 гцщепа 1 оп апа Меав цгевеп 1,1965, 1 М, 2, 90.741169 ЦНИИПИ Эакаэ 3223/5 Тираж 1019 Подписное филиал ППП Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектна