Устройство для измерения амплитуды одиночных импульсных сигналов

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИ ОДИНОЧНЫХ, ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛО 1 О являИзобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в измерительных и управляющих системах для определения максимального значения кратковременных импульсных сигналов одиночных и редко повторяющихся.Известны аналоговые измерители одиночных импульсов, работающие на принципе заряда конденсатора измеряемым сиг налом через нелинейный элемент (пиковый детектор) 1 .Недостатком подобных устройств ется большая (5 - 15%) погрешносгь ме еннй. рНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения максимального значениясигнала, содержащее выходной кодовой регистр, многоразрядный декадный делитель, группу компараторов, первый вход каждого из которых подсоединен к.соот- . ветствующей ступени младшей декады многоразрядного декадного делителя, ступени,старших декад которого шунтированы груп пой ключевых элементов, а выводы под- . ключены к входам выходного кодового регистра 2Недостатком известного устройства является увеличение динамической погрею ности измерений с уменьшением продолжительности измеряемого импульса, обусловленное последовательным во времени процессом уравновешивания юмеряемой величины.Бель изобретения - повышение точносв.ти измерений в широком диапазоне длитель ,ности и уровней импульсных сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для юмерения амплиту- ды одиночных импульсных сигналов, содержащее выходной кодовый регистр, многоразрядный декадный делитель, группу компараторов, первый вход каждого нэ которых подсоединен к соответствующей сту пени младшей декады многоразрядного :декадного делителя, ступени старших декад3 96064 которого шунтированы группой ключевых элементов, а выходы подключены к входам выходного кодового регистра, введены источник опорного напряжения, два преобразователя единичного кода в напряжение, пиковый детектор, линия задержки, два дополнительных декадных делителя, дополнительные ключевые элементы, две дополнительные группы компараторов, первые входы одной из которых подключены 10 к соответствующим ступеням младших декад первого дополнительного декадного делителя, ступени старших декад которого зашунтированы дополнительными ключевыми элементами, а первые входы другой под ключены к соответствующим ступеням второго дополнительного декадного делителя, при этом линия задержки подключена между вторыми входами группы компараторов и входом пикового, детектора, выход кото- й рого подключен к вторым входам каждого компаратора дополнительных групп компараторов, при этом декадный делитель и первый дополнительный декадный делитель включен между шиной нулевого потенциала и выходом преобразователя единичного кода в напряжение, а второй дополнительный декадный делитель подключен между сшиной нулевого потенциала и выходом источника опорного напряжения, к которо- ЗЗО му подключен входом первый преобразователь единичного кода в напряжение, выход которого соединен с входом второго преобразователя единичного кода в напряжение, кодовыми выходами подключенного к выходам части компараторов первой до-Зф полнительной группы компараторов и управляющим входом части группы ключевых элементов, шунтирующих часть ступеней старших декад многоразрядного декадного делителя, причем кодовые входы первого преобразователя единичного кода в напряжение подключены к выходам компараторов второй дополнительной группы компараторов и управляющим входам другой части ключевых элементов, шунтирующих фф другую часть ступеней старших декад многоразрядного декадного делителя, и дополнительной группы ключевых элементов, а выходы преобразователей единичного кода в напряжение к входам выходного кодового регистра.На чертеже представлена принципиалькая схема предлагаемого устройства дляизмерения амплитуды одиночных импульсных сигналов. ЫУстройство для измерения амплитудыодино шых импульсных сигналов содержитшину 1 входных сигналов и группы ком 4 4параторов 2-1 - 2- и и дополнительных .компараторов 3-1 - 3 -И, 4-1 - 4-и,подключеных соответственно к с тупеням5-1 - 5 И, 6-1 - 6- И, 7-1 - 7- Имногоразрядного делителя, и ступеням8-1 - 8- И, 9-1 - 9- И дополнительныхмногорязрядных делителей, причем ступени старших разрядов 5-1 - 5- И, 6-1 -6- И многоразрядного делителя и первого дополнительного декадного делителяцгтнтиоованы соответственно ключевымиэлементами 10-1 - 10- И и 11-1 - 11-,Источник 12 опорного напряжения выходом подключен через первый преобразователь 13 единичного кода в напряжение(ПЕКН) к входу второго преобразователяединичного кода в напряжение (ПЕКН) 14,а шина 1 входных сигналов подключенак входам линии 15 задержки и пиковогодетектора 16, при этом выход линии 15задержки соединен с вторыми входамигруппы компараторов 2-1 - 2-И, подключенных выходами к входам выходного кодового регистра 17,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии все ключевыеэлементы шунтируют соответствующиеступени декадных делителей и закорачивают их на шину нулевого потенциала.Опорное напряжение Оп источника 12опорного напряжения выбирают равнымпределу измеряемой величины, а времялинии 15 задержки, равным суммарномувремени задержки срабатывания ключевыхэлементов, а также дополнительных компараторов, присоединенных к ступеням дополнительных многоразрядных делителейстарших разрядов, т, е. общему времениперестройки всех делителей в процессеработы устройства,Амплитуда входного импульсного сигнала в начале измеряетсяпиковым детектором 16. Его погрешность в общем случае не должна превышать единицы предпоследнего младшего десятичного разрядакода. Так, например, для 999 уровнейквантования эта погрешность не должнапревышать 10%, что обеспечивается вовсех случаях практики,Выходное напряжение пикового детектора 16, расширенное на уровне максимума измеряемого импульса, сравниваетсяв дополнительных компараторах 3-13-И, 4-1 - 4- И с параллельными наборами соответствующих уровней квантования, на ступенях дополнительных многоразрядных делителей старших разрядов8-1 - 8-И, 9-1 - 9-И образуется на7 9606 тельным во времени формированием опорных сигналов сравнения и уравновешивания.Вместе с тем временное разрешение предлагаемого устройства оказывается та-. ким же, как у аналого-цифрового преобра-зователя параллельного. действия, в котором для сравнения с измеряемой величинойиспользуют делитель с числом единичных ступеней, равным 10 и таким же чис- .и-лом компараторов. Однако подключение ц 1 10" компараторов к источнику измеряе мой величины вносит существенную погрешность в измерения широкополосных сигналов. В предлагаемом устройстве к источнику измеряемой величины подключают всего 1 З 9 компараторов и пиковый детектор, что существенно меньше влияет на точность изм ерений,Формула изобретенияУстройство для измерения амплитуды одиночных импульсных сигналов, содержащее выходной кодовый регистр, многораз у рядный декадный делитель, группу компараторов, первый вход каждого из которых подсоединен к соответствующей степени ,младшей декады многоразрядного декадного делителя, ступени старших декад ко- З торого шунтированы группой ключевых элементов, а выходы подключены к входам выходного кодового регистра, о тличающееся тем, что,сцелью повышения точности в широком диапазоне длительности и уровней импульсных сигналов, в него введены источник опорного напряжения, два преобразователя единичного кода в напряжение, пиковый детектор, линия задержки, два дополнительных декадных делителя, дополнительные ключевые элементы, две дополнительные группы компараторов, первые входы одной из ко торых подключены к соответствующим ступеням младших декад первого дополнительного декадного делителя, ступени старших декад которого зашунтированы 44 , 8дополнительными ключевыми элементами,а первые входы другой подключены к соответствующим ступеням второго дополнительного декадного делителя, при этомлиния задержки подключена между вторыми входами группы компараторов и входомпикового детектора, выход которого подключен к вторым входам каждого компаратора дополнительных групп компараторов,при этом декадный делитель и первый дополнительный. декадный делитель включенмежду шиной нулевого потенциала и выходом преобразователя единичного кодав напряжение, а второй дополнительный,декадный делитель подключен между шинойнулевого потенциала и выходом источникаопорного напряжения, к которому подключен входом первый преобразователь единичного кода в напряжение, выход которого соединен с входом второго преобразователя единичного кода в напряжение, кодовыми выходами подключенного к выходамчасти компараторов первой дополнительнойгруппы компараторов и управляющим входом части группы ключевых элементов,шунтирующих часть ступеней старших декад многоразрядного декадного делителя,причем кодовые входы первого преобразователя единичного кода в напряжение под-ключенык выходам компараторов второйдополнительной группы компараторов и управляющим входам другой части ключевыхэлементов группы ключевых элементов,шунтирующих другую часть степеней старших декад многоразрядного декадного делителя, и дополнительной группы ключевыхэлементов, авыходы преобразователейединичного кода в напряжение подключены к входам выходного кодового регистра.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Маграчев 3. В, Вольтметры одиночных импульсов. - "Энергий", М 1967,с. 20-252. Авторское свидетельство СССРМ 739424, кл, 601 Р 19/04,12.12.77 (прототип).. 4/5 б Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж .717 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 3035, Москва, Ж, Раушска