Способ измерения обобщенных параметров периодической импульсной последовательности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 8ОБРЕ ЕЛЬСТВУ гх технич огут произклатурой форм С функциональспособа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ Д ТОРСОМУ СВИД(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБОБЩЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ИМПУЛЬСНОЙПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ(57) Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и можетбыть использовано при контроле и проверке генераторов импульсов. Цельюизобретения является упрощение процесса измерений при одновременномрасширении функциональных возможностей. При измерении временных параметров согласно данному способу напря-.жение сигнала контролируемого генератора 1 через согласованную нагрузку2 и стробоскопический преобразователь3 подают на входу частотомера 4 икоммутируемого выпрямителя 5С выхода этого блока сигнал подают навход вольтметра 6, При измерении амплитуды импульсов напряжение сигналас выхода нагрузки 2 подают на входвольтметра 6, минуя стробоскопический преобразователь 3, без выпрямления в блоке 5. Это позволяет повыситьточность измерений, Преимущества данного способа по сравнению с известным заключаются в обеспечении достоверности результатов измерений при использовании стандартньких средств, измеренияводиться с большей номеимпульсов, что расширяеные возможности данного1 13073Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при контроле (проверке) генераторов импульсов.Цель изобретения - упрощение процесса измерений при одновременном расширении Функциональных возможностей.На Фиг,1 изображена структурная схема устройства, реализующего пред- Ю лагаемый способ; на фиг2 - временные диаграммы, иллюстрирующие реализацию способа.Способ осуществляется следующим образом. 15 Для измерения обобщенных параметров периодической импульсной последовательности из контролируемого сигнала (фиг.2 а) формируют путем изменения его скважности, в частности путем стробоскопического преобразования по скважности, первую вспомогательную импульсную последовательность (фиг.2 б) Затем, из нее формируют вторую. и тре тью вспомогательные импульсные последовательности (фиг.2 в и г), вторую - путем выделения (однополупериодного выпрямления) положительной полуволны переменной составляющей напряжения, третью - путем выделения отрицательной полуволны переменной составляющей напряжения. Эффективные значения переменных составляющих напряжений второй и третьей вспомогательных импульсных последовательностей сравнивают между собой. Оператор добивается уравновешивания сравниваемых напряже" ний путем плавной регулировки периода повторения первой вспомогательной им" 40 пульсной последовательности (в частности, регулировкой времени развертки стробоскопического преобразователя), измеряют период повторения вспомогательных импульсных последовательнос тей при достижении уравновешивания, а также период повторения исходного сигнала и эффективное значение напряжения переменной составляющей первой вспомогательной импульсной последо О вательности при достижении равновесияПо результатам прямых измерений оператор рассчитывает значения иско-. мых обобщенных параметров периодической импульсной последовательности, пользуясь соотношениями (1), (2) и (3).Рассмотрим пример реализации предлагаемого способа при измерении обоб-, щенной амплитуды, обобщенной длитель 58 гности импульсов и обобщенной скважности периодической импульсной последовательности с выхода генератора Г 5-72. Область изменения временных параметров импульсов ограничим наносекундным диапазоном (00-1000 нс) при амплитуде импульсов от 0,9 до 1,0 В.Измерительное устройство (фиг.1) содержит контролируемый генератор 1 типа Г 5-72, согласованную нагрузку 2, стробоскопический преобразователь 3 временного масштаба сигнала, например осциллограф С 1-70 с блоками стробоскопической развертки (1 Р 71) и стробоскопического усиления (1 У 71), частотомер 4, например, типа 43-54, коммутируемый выпрямитель 5 сигнала, измеритель 6 эффективного значения напряжения переменной составляющей сигнала, например вольтметр В 3-59,Устройство работает следующим образом. При измерении временных параметров напряжение сигнала контролируемо го генератора 1 через согласованнукнагрузку 2.и стробоскопический преобразователь 3 поступает на входычастотомера 4 и коммутируемого выпрямителя 5. Сигнал с выхода коммутируемого выпрямителя 5 поступает навход вольтметра б, При измерении амплитуды импульсов напряжение сигналас выхода согласованной нагрузки 2контролируемого генератора 1 поступает на вход вольтметра 6, минуястробоскопический преобразователь 3,без выпрямления в коммутируемом выпрямителе 5, что позволяет повыситьточность измерения при достаточнойширокополосности вольтметра 6. Оператор изменяет период повторения(скважность) импульсов выходного сигнала стробоскопического преобразователя 3, сопоставляя показания вольтметра 6 при поступлении на его входположительной и отрицательной импульсной последовательности с выходакоммутируемого выпрямителя 5. Критическое значение периода повторенияимпульсов, при котором сравниваемыенапряжения равны между собой, оператор измеряет с помощью частотомера 4,а эффективное значение переменнойсоставляющей напряжения сигнала контролируемого генератора в , с помощьювольтметра б. В этом примере реализации способа эффективное значениенапряжения контролируемого сигналаизмеряется непосредственно, поскольку вольтметр ВЗв данном случаеимеет достаточную полосу пропускания,однако в общем случае способ предполагает измерение напряжения первойвспомогательной импульсной последовательности при достижении равновесия, т.е, сигнала после стробоскопического преобразования временногомасштаба до разделения на положительную и отрицательную вспомогательныепоследовательности. При этом сигналпроходит по обходной цепи коммутируемого выпрямителя, Предлагаемоеустройство является простейшим. Оно 15обеспечивает приемлемую точность измерений. При необходимости пбвышенияточности измерений, в состав устройства следует ввести стандартный предварительный усилитель сигнала межцу 20стробоскопическим преобразователеми выпрямителем. При необходимостиповышения производительности способав состав устройства можно ввести второй вольтметр и перейти от разновременного компарирования к одновременному Е = 2Т КвэквТур Тс Ткр(м эквгде Я,обобщенная скважность сигнала;обобщенная длительность 40 импульсов;обобщенная амплитуда импульсов 3известный коэффициент трансформации временного 45 масштаба длительности импульсов при стробоскопическом преобразовании; известный коэффициент трансформации напряжения 50 сигнала при стробоскопическом преобразовании; измеренное эффективное значение переменной составляющей напряжения пер вой вспомогательной импульсной последовательности при достижении равновесия;"эк 6 м экв Кд Расчет искомых обобщенных параметров сигнала выполняется по формулам30(1) Т - измеренное значение периода повторения импульсовпервой вспомогательной импульсной последовательности, при котором сравниваемые напряжения уравновешиваются (критическое значение периода повторения;Т - измеренное значение периода повторения импульсовисходного контролируемогосигнала.Формула (2) представляет собой известное соотношение, связывающее длительность импульса, скважность и период повторения.Формула (1) выводится из очевидного соотношения=Я Кугде Я - критическое значение скважкрности трансформированногопо скважности сигнала;Кр - коэффициент трансформациискважности контролируемогосигнала (отношение скважности контролируемого сигнала, обобщенные параметрыкоторого измеряются, кскважности уравновешенногоисходного вспомогательногосигнала).Трансформация скважности стробоскопически преобразованного сигнала происходит путем изменения периода его повторения (при неизменной длительности импульса) от значения, равного Тв К, до значения, равного Т Следовательно,сК9ТПри определении обобщенных параметров импульсов его форма считается априори прямоугольной. При этом уравновешиваемые импульсы имеют идентичную форму и амплитуду и Цтождественно равно (2). Следовательно,Тс КК =2 К =2- --8, 9 Т фкчто совпадает с соотношением (1).Формула (3) выводится из соотношения, связывающего амплитуду Б скважность Я и эффективное значение напряжения У ф последовательности импульсов прямоугольной формы, посколь13073 5ку при определении обобщенных параметров форма импульсов предполагается прямоугольной, т.е. ив Пэф 6При этом учитываются значения коэф фициента трансформации напряжения при стробоскопическом преобразовании К, а также справедливые при уравновешивании прямоугольных импульсов соот- ношения 2;22 0 эф Предлагаемый способ (по сравнению со способом-прототипом) обеспечивает достоверность результатов измерений рспространенными стандартными средствами и при этом одновременно создается возможность измерять обобщенные 2 О параметры периодических импульсных последовательностей с большой номенклатурой форм импульсов (способ-прототип позволяет контролировать только импульсы прямоугольной формы). Если 25 контролируемый генератор допускает изменение периода следования импульсов при сохранении их длительности, то стробоскопический преобразователь можно исключить и осуществлять урав новешивание путем измейения частоты следования импульсов контролируемого генератора. Формула изобретения 35 1. Способ измерения обобщенных параметров периодической импульсной последовательности, включающий измерение частоты (периода) следования 40 контролируемого сигнала, формирование первой вспомогательной импульсной последовательности, изменение частоты повторения импульсов первой вспомогательной импульсной последователь ности, а также уравновешивание напряжений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса измерений при одновременном расширении функциональных возможностей, форми рование первой вспомогательной импульсной последовательности производят путем преобразования скважности контролируемого сигнала, формируют вторую и третью вспомогательные им пульсные последовательности путем разделения положительных и отрицательных импульсов переменной составляющей напряжения первой вспомога Тс К- 2сэквкр Тсгэкв = цэкв Ткр 2 Кв =Ки 2 Бф,обобщенная скважность сигнала;обобщенная длительностьимпульсов;обобщенная амплитуда импульсов;известный коэффициенттрансформации временногомасштаба длительности импульсов при преобразовании скважности;известный коэффициент,трансформации напряжениясигнала при преобразованиискважности;измеренное эффективное.значение напряжения переменной составляющей напряжейия первой вспомогательной импульсной последовательности при достижении, равновесия;измеренное значение периода повторения импульсовпервой вспомогательной импульсной последовательности, при котором сравниваемые напряжения уравновешиваются (критическое значение периода повторения);измеренное значение периода повторения импульсов мгде Яэкв эк экв Пм, эквККч Ткр тельной импульсной последовательности, изменяя период последней, уравновешивают вторую и третью вспомогательные импульсные последовательностипо эффективному значению переменнойсоставляющей напряжения, измеряют соответствующее уравновешиванию критическое значение их частоты повторения, а также эффективное значениенапряжения переменной составляющейпервой вспомогательной импульснойпоследовательности при достиженииравновесия и производят расчет контролируемых обобщенных параметров(обобщенной длительности импульсов,обобщенной амплитуды импульсов, обобщенной скважности сигнала) по результатам прямых измерений, причем расчетзначений контролируемых обобщенныхпараметров производят по Формулам"м.акв = 1 ч 2 каффэквгвкве обобщенная скважность сигнала;обобщенная длительность 20импульсов;обобщенная амплитуда импульсов;известный коэффициент трансформации временного 25 Пм. экв де(2б фей 2 Составитель А.Смирнов Редактор А.Ревин Техред А.Кравчук Корректор С.ШекмарЗаказ 1627/44 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 7 1307358исходного контролируемогосигнала.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что преобразование скважности контролируемого сигнала осуществляется путем стробоскопического преобразования сигнала по скважности, при этом расчет осуществляется по формулам1 8масштаба длительности импульсов при стробоскопическом преобразовании;известный коэффициент трансформации напряжения сигнала при стробоскопическом преобразовании;измеренное эффективное значение переменной составляющей напряжения первой вспомогательной импульсной последовательности при достижении равновесия;измеренное значение периода повторения импульсов первой вспомогательной импульсной последовательности, при котором сравниваемые напряжения уравновешиваются (критическое значение периода повторения); измеренное значение периода повторения импульсов исходного контролируемого сигнала.