Импульсный рефлектометр

(щ 808979 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсккнСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. 6 01 й 27/06 с присоединением заявки РЙ ВкударатаенниЯ квинтет СССР нв данаи нзфбретеннЯ н егкритнЯЛЕКТОМЕТР СНЫЙ е радиочто в ера ктометр, содер.енные задаю.иной задернули, тор зондирую.ский преобра.асширитель, вто.при этом вы.соединен конепосредственоскопическоговательно соепилообраэного нагенератор строб 3генератор пило.нный со вторымк автосдвига (1. звестный импульсныйспечивает высокую то ктоетр рокиеость и ши.очности расши Изобретение относится к теизмерений,/Известен импульсный рефлежащий последовательно соединщий генератор, блок электроусилитель. ограничитель, генеращих импульсов, стробоскопнчеэователь, первый усилитель, ррой усилитель и осциллограф,ход задающего генератора подвторому входу осциллографано и ко второму входу стробпреобразователя через последодиненные первый генераторпряжения, блок автосдвнга и,импульсов, атакже второйобразного напряжения, соединевходом расширителя через бло делы измерения.изобретения - лов ышени ние пределов измерения 31 оставленная цель достигается тем,импульсный рефлектометр, содержащий а, следовательно соединенные задающий гентор, блок электронной задержки, усилительограннчитель, генератор зондирующих, импульсов, стробоскопический преобразователь, первый уцщитель, расширитель, второй усилитель и осциллограф, при этом выход задающего генератора подсоединен ко второму Овходу осциллографа непосредственно и ковторому входу стробоскопического преобразователя через последовательно соединенныепервый генератор пилообразного напряжения, блок автосдвига и генератор строб-импущсов, а также второй генератор пилообразног 5напряжения, соединенный со вторым входомрасширителя через блок автосдвига, введенылиния задержки, подсоединенная ко второмувыходу стробоскопического преобразователяи ко входу исследуемого четырехполюсннка,а также последовательно включенные блокформирования импульсов, ключевой элементтретий усилитель, днфференцирующая цепь,четвертый усилитель, сумматор, интегратор1 О 15 и индикатор, причем выход второго генера.тора пилообразного напряжения подключенк первому входу блока формирования импульсов, выход второго усилителя соединенсо вторым входом ключевого элемента ивторым входом блока формирования импульсов, а выход дифференцирующей цепиподключен ко второму входу сумматорачерез пятый усилитель,На фиг. 1 приведена структурная схемаимпульсного рефлектометра; на фиг. 2 -временные диаграммы напряжений, поясняющиеработу предлагаемого устройства.Импульсный рефлектометр содержит последовательно соединенные задающий генератор 1,блок 2 электронной задержки, усилитель. огра ничитель 3, генератор 4 зондирующих импуль.сов, стробоскопический преобразователь 5,усилитель 6, расширитель 7, усилитель 8 иосциллограф 9, ко ьторому входу которогоподсоединен выход задающего генератора 1,который подсоединен ко второму входу стро.боскопического преобразователя 5 через последовательно соединенные генератор 10 пилообразного напряжения, блок 11 автосдвига игенератор 12 строб-импульсов, а также генера.тор 13 пилообразного напряжения, соединенныйчерез блок 11 автосдвига со вторым входомрасширителя 7, линию 14 задержки, подсоеди.ненную ко второму выходу стробоскопичес.кого преобразователя 5 и ко входу исследуемого четырехполюсника 15, и последовательновключенные блок 16 формирования импульсов,ключевой элемент 17, усилитель 18, дифферен.цирующую цепь 19, усилитель 20, сумматор21, интегратор 22 и индикатор 23, причемвыход генератора 13 пилообразного напряжения подключен к первому входу блока 16формирования, импульсов, выход усилителя 8соединен со вторым входом ключевого элемента 17 и вторым входом блока 16 формирования импульсов, а выход дифференци.рующей цепи 19 подключен ко второму вхо.ду сумматора 21 через усилитель 24.У"тройство работает следующим образом,С выхода генератора 4 зондирующих импуль.сов, выполненного на туннельном диоде, навход стробоскопического преобразователя 5подаются видеоимпульсы с крутым (0,1 -0,3 нс) передним фоонтом. Частота повторенияопределяется частотой повторения задающегогенератора 1, Задающий генератор 1 вырабаты.вает прямоугольное напряжение типа меандркоторое используется для синхронизации ос.циллографа 9 и для запуска генератора 10пилообразного напряжения,С целью выделения переднего фронта иавходе генератора 10 пилообразного напряже.ния включена дифференцирующая цепь, С выго 25 30 35 40 45 50 55 хода задающего генератора 1 импульсное напряжение подается на вход блока 2 электронной задержки, которая содержит интегрирующую цепь и усилитель-ограничитель. Затягивание фронтов импульсного напряжения инте.грирующей цепью с последующим ограни.чением позволяет осуществить задержку фронтов импульсного напряжения. Изменением по.стоянной времени интегрирующей цепи меняется задержка переднего фронта импульсногонапряжения, подаваемого на вход усилителяограничителя 3 и далее на вход генератора 4зондирующих импульсов и, следовательно, внекоторых пределах изменяется положениерефлектограммы на экране осциллографа 9.Усилитель. ограничитель 3 формирует напряжение, необходимое для запуска генератора 4зондирующих импульсов,На фиг. 2 а изображена рефлектограмма ис.следуемого четырехполюсника 15 с одной не.однородностью на входе при подключении егонепосредственно ко входу стробоскопическогопреобразователя 5 без линии 14 задержки(на экране осциллографа 9 иэображение устанавливается так, что виден одв период им.пульсного напряжения). В этом случае тех.нически трудно реализовать выделение сигнала, соответствующего отражениям от неоднородности переднего фронта зондирующегоимпульса, так как эти оба сигнала сливаются,Чтобы облегчить выделение сигнала, соответ.ствующего отражениям, на вход стробоскопи.ческого преобразователя 5 включена линия 14задержки. В этом случае рефлектограммапринимает вид, изображенный на фиг. 2 б.Изображение импульса, соответствующего не.однородности, сдвинуто на вершине эондирую.щего импульса на время задержкив ли.нии 14.На фиг, 2 в представлена рефлектограмма(зпюра напряжения на выходе усилителя 8аналогового сигнала) с двумя различнымипо характеру и величине неоднородностями,Это напряжение подается на второй вход клю.чевого элемента 17, на первый вход которогоподается напряжение коммутации с выходаблока 16 формирования импульсов. Напряжение коммутации формируется таким образом,чтобы передний фронт его отставал на небольшой временной интервал от переднего фронтанапряжения аналогового сигнала, а заднийфронт напряж;сия коммутации опережал нанекоторое время с 3 задний фронт напряжения аналогового сигнала.Введение временных задержек ь и,3необходимо для более четкого выделениясигнала, соответствующего отражениям от неоднородностей,,808979, С выхода усилителя 8 аналоговый сигналподается на второй вход блока 16 формирования импульсов, где сигнал интегрируетсяи ограничивается на уровне 04 (фиг, 2 г).После дифференцирования и ограничения снизувыделяется сигнал формирования переднегофронта импульса коммутации (фиг. 2 е). Напервый вход блока 16 формирования импуль.сов подается также напряжение с выходагенератора 13 пилообразного напряжения,которое усиливается и ограничивается на уровнеОз (фиг. 2 д), После дифференцирования иограничения сверху шшообраэного напряжениявыделяется сигнал формирования заднего от.рицательного фронта импульсов коммутации(фиг, 2 ж).Положительными и отрицательными импуль, сами запускается и соответственно срабатываетсязаторможенный мультивибратор блока 16 формирования импульсов, выходное напряжениекоторого (фиг, 2 э) подается на первый входключевого элемента 17, Сигнал, соответствующий отражениям от неоднородностей (фиг.2 и),усиливается усилителем 18 и подается навход дифференцирующей цепи 19,С выхода дифференцирующей цени 19 напряжение сигнала (фиг. 2 к) подается на входы усилителей 20 и 24 положительных и отрицательных импульсов. Усилитель 20 осуществляет ограничение сигнала снизу, а усилитель 24 - сверху,Один из усилителей 20 и 24 содержит ин. вертор или имеет на один каскад усилениябольше, чем другой для получения на вы.ходе сумматора, 21 однополярных импульсов (фиг. 2 л), С выхода сумматора 21 напряжение сигнала подается на вход интегратора 22, на выходе которого уровень постоянной составляющей пропорционален козффициенту отражения в исследуемом четырехполюснике 15,который регистрируется индикатором 23, шкала которого проградуирована в значениях коэффициента отражения.Во время измерения коэффициента отражения индикатором 23 по экрану осциллографа 9 определяется характер неоднородности и расстояние до нее,Днфференцирующая цель 19, усилители 20 и 24 положительных и отрицательных импульсов и сумматор 21 необходимы для исключения погрешности, возникающей при различных расстояниях от входа импульсного реф. лектометра до неоднородностей исследуемого четырехполюсника 15.На фиг. 2 м приведена рефлектограмма исследуемого четырехполюсника 15 с коротким замыканием на некотором расстоянии от входа импульсного рефлектометра, Пунктирной линией обозначена рефлектограмма5 0 15 20 И 30 35 40 4 50 55 при коротком замыкании в исследуемомчетырехполюснике 15 на большем расстоянииот входа импульсного рефлектометра, чем впервом случае (передние фронты совпадают).Эпюра напряжения сигнала, соответствующего отражениям от неоднородностей (выход ключевого элемента 17) имеет вид, изображенный на фиг. 2 н; Видно, что для двухслучаев (когда коэффициент отражения равен1) длительность сигналов, соответствующихотражениям от неоднородностей, оказывает.ся различной. С целью устранения погрешности,вызываемой этим эффектом, в импульсныйрефлектометр включена дифференцирующаяцепь 19,Импульсный рефлектометр позволяет повысить точность и расцдрить пределы измерения,Формула изобретенияИмпульсный рефлектометр, содержащийпоследовательно соединенные задающий генератор, блок электронной задержки, усилитель.ограничитель, генератор зондирующих импульсов, стробоскопический преобразователь, первый усилитель, расширитель, второй усилительи осциллограф, при этом выход задающегогенератора подсоединен ко второму входуосциллографа непосредственно и ко второмувходу стробоскопического преобразователячерез последовательно соединенные первыйгенератор пилообразного напряжения, блокавтосдвига и генератор строб. импульсов,атакже второй генератор пилообразного напряжения, соединенный со вторым входомрасширителя через блок автосдвига, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов из.мерения, в него введены линия задержки,подсоединеюая ко второму выходу стробоскопического преобразователя и ко входу исследуемого четырехполюсннка, а также последовательно включенные блок формирования импульсов, ключевой элемент, третийусилитель, дифференцирующую цепь, четвертый усилитель, сумматор, интегратор и индикатор, причем выход второго генераторапилообразного напряжения подключен к пер.вому входу блока формирования импульсов,выход второго усилителя соединен со вторымвходом ключевого элемента и вторым входомблока формирования импульсов, а выход дифференцирующей цепи подключен ко второмувходу сумматора через пятый усилитель.Источники информации,принятые во внимание при экспер 1 нзе1. Веденский Ю. В. н др, Импульсныйрефлектометр с субнаносекундным раэреше.кием. "Приборы и техника эксперимента",У 1, 1975, с. 37.808979 Заказ 405/4 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш, 4 ор Л. Пчелинская Составитель А, КузнецовТехред И. Асталош 743о комитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 ректор О, Билак