Цифровой измеритель фронта и длительности импульсов

щщ 983641 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 03. 04. 81 (21) 3268008/18-21с присоединением заявки Чо -(23) Приоритет, -Опубликовано 23.1232. Бюллетень М 47Дата опубликования описания 2312.82 Р 1 М К з С 04 Р 10/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий% щВ.Н. Елисеев, Н.А, Иванов и В.Ф. Кондаков .:;:",.р-,.;.-,щ"Истринское отделение Всесоюзного электрот 1 хнивЫ 3 щрр;-:-.,.института им. В.И. Ленинащщф ющ а, щ(54) ЦИФРОВОЙ. ИЗМЕРИТЕЛЬ ФРОНТА И ДЛИТЕЛЬНОСТИИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров импульоов, формируемых с помощью высоковольтных импульсных генераторов, построенных на основе искусственных Формирующих линий, где существует линейная зависимость между напряжением на накопительных элементах генератора и.амплитудой формируемого импульса напряжения,Известно устройство для автоматизированного измерения параметров импульсов за счет того, что линия задержки обеспечивает задержку измеряемого импульса на время, в течение которого с помощью запоминающего элемента создаются опорные напряжения, с уровнями 0,1 и 0,9 от амплитудного значения, поступающие на входы дифференциальных усилителей. Выходы дифференциальных усилителей подключены к блоку совпадений, формирующему два импульса, соответствукицих длительности переднего и заднего Фронтов 1). Недостатком этого устройства является невозможность измерения параметров однократных импульсов, Формируемых с помощью высоковольтныхгенераторов.Известно устройство, содержащееосциллограф с запоминакицей электроннолучевой трубкой, элемент аналоговойпамяти, делитель напряжения, блоккоммутации, блок управления, кото"рое позволяет автоматически измерятьдлительности однократного импульсас инфранизкой частотой следования налюбом уровне путем запоминания Формы импульса на экране осциллографа,а амплитуды импульса - на элементеаналоговой памяти. При пересечениисчитывающим лучом потенциальногорельефа, соответствующего записанному импульсу, на заданном уровнеФормируется временной интервал, равный длительности импульса и регистрируемый измерительным прибором 2.Недостатком этого устройства является сложность процесса измеренияпри измерении длительности импульсана разных уровнях.25 Наиболее близок по техническойсущности к изобретению цифровой измеритель длительности фронта импульса, который содержит два цифровыхзадатчика, с помощью которых уста навливается интервал напряжений, вкотором измеряется фронт импульса, регулируемый источник опорного напряжения, блок формирования опорных напряжений, два блока сравнения, формирователь временного интервала, генератор импульсов, цифровой индикатор (3).Однако данное устройство не позволяет производить точную установку заданного интервала напряжений без автоматического слежения за изменением амплитуды измеряемого импульса. Поэтому невозможно точное измерение временных параметров однократных импульсов напряжения при изменении ихамплитуды. Кроме того, устройство позволяет измерять только длительность фронта импульсов.Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет возможности измерения длительности импульсов путем автоматизации процесса измерения. 101520 25 30 Э 5 40,45 50 55 60 65 Поставленная цель достигается тем,что в цифровой измен.нтель фронта и длительности импульсов, содержащий первый,и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к первому входу устройства, а вторые входы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формирования опорных напряжений, формирователь временных интервалон, первый и второй входы которого соединены соот-, ветственно с выходами первого и второго блоков .сравнения, а первый выход подключен к входу первого счетчика импульса, выход которого соединен с входом первого цифрового индикатора, генератор импульсов, выход которого соединен с третьим входом формирователя временных интервалов, введены преобразователь амплитуды импульса, блок управления, третий блок сраннения, блок аналогового преобразования, двухпороговый дискриминатор, элемент индикации, второй цифровой индикатор и второй счетчик импульсов, причем первые входы блока управления и блока аналогового преобразования объединены и подключены к второму входу устройства, первый вход третьего блока сравнения подключен к первому входу устройства и к первому входу преобразователя амплитуды импульсов, выход которого соединен с первым входом двухпорогового дискриминатора, первый и второй выходы блока управления подключены к вторым входам соответственно блока аналогового преобразования и преобразователя амплитуды импульсов, выход блока аналогового преобразования подключен к входу блока формирования опорных напряжений и второму входу двухпорогоного дискриминатора, выход которого соединен с входом элемента индикации,третий выход блока управления является выходом устройства, второй вход третьего блока сравнения соединен с третьим выходом блока Формирования опорных напряжений, а выход подключен к четвертому входу формирователя временных интерналов, второй выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к входу второго цифрового индикатора.Введение в устройство блока аналогового преобразования позволяет производить автоматическую установку необходимых уровней срабатывания блоков сравнения при различных амплитудаходнократных импульсов, а ннедение преобразователя амплитуды, двухпорогового дискриминатора и элемента индикации позволяет произвести необходимую коррекцию коэффициента преобразования напряжения на выходе блока аналогового преобразования с целью установления равенства между значением этого напряжения и амплитудой измеряемого импульса.На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового измерителя фронта и длительности импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства,Цифровой измеритель фронта и длительности содержит блок 1 управления, блок 2 аналогового преобразования, блок 3 формирования опорных напряжений, преобразователь 4. амплитуды импульса, блоки 5-7 сравнения, двухпороговый дискриминатор 8, счетчики 9 и 10 импульсов, формирователь 11 временных интервалов, элемент 12 индикации, генератор 13 импульсов, цифровые индикаторы 14 и 15. Устройство работает следующим образом.На второй нход цифрового измерителя поступает напряжение П(фиг.2 а), медленно изменяющееся во времени, с1генератора однократных импульсов (не показан),временные параметры которых подлежат измерению. К этому входу подключены первый вход блока 2 аналогового преобразования и вход блока 1 управления . Напряжение Ц линейно связано с амплитудой Формируемых генератором однократных импульсов. Такая линейная зависимость имеет место в высоковольтных генераторах по схеме Аркадьева-Маркса или с использованием искусственных Формирующих линий и в некоторых других схемах, При достижении напряжениемзначений, определяемых блоком 1 управления, последний формирует сигналы управления Опр 1 Цзор Пзпрз (фиг. 2 ь, ъ, д) . Блок 2 аналогового преобразования осуществляет преобразование напряжения 01 в напряжние Б (фиг. 2 У), с помощью которо- всех других значений напряжений О.,го блок 3 формирования опорных напря- уже с определенной точностью соотжений выдает напряжения на блоки ветствуют ожидаемым амплитудным зна 5-7 сравнения, соответствующие 0,1; чениям однократных импульсов благо 0,5; 0,9 от значения ожидаемой ампли- даря вышеупомянутой линейной завитуды , измеряемого импульса 0, 5 симости между этими двумя напряжеПри появлении сигнала управления ниями.0на втором входе блока 2 анаупр Следовательно, обеспечивается ав-.логового преобразования происходит томатическая установка необходимыхзапоминание преобразованного значе- напряжений срабатываний блоков сравния напряжения П элементом аналого нения, на первые входы которых потвой памяти, находящимся в этом же ступают измеряемые импульсы.блоке. Через время-5 мкс, необ- В момент достижения измеряемымходимое для срабатывания электрон-импульсом значений, соответствующихного ключа элемента памяти (на 0,1; 0,5; 0,9 от амплитудного знафиг, 1 не показан) после появления 15 чения, блоки 5-7 сравнения выдаютсигнала управленияивозникает импульсы с крутыми передними фронсигнал управления урэ(фиг. 2) на тами,поступающие на Формировательтретьем выходе блока управления 1, 11 временных интервалов. Началом отсвязанного с выходом измерителя. счета является фронт импульса, обраИсследуемый импульс ц.(фиг, 2 е) 20 зованный блоком сравнения, срабатыпоявляется на первом входе устройст- вающим при достижении-измеряеьымва, к котоРому подключены преобразо- импульсом значения, соответствующеватель 4 амплитуды и блоки 5-7 срав го 0,1 от амплитудного знго 0 1 от амплитудного значения.Инте вал времени между этим фронтомнения, только при появлении на выхо- ИнтеРвал вРемени межДУи фронтом импульса, образованногоуор Э. Напряжениена выходе лока 2 аналогового прео разования соеобразования со- УРовне 0,9 от амплитудного значехраняется в течение длительности уп- . ния, заполняется импульсамв, постуравляющего сигнала упр 1со сигнала П (20 с) с пающими с генератора 13 импульсов,целью Осуществления Необходимой кор- количество которых, подсчитанноеом 9 импульсов, пропорциональре цек ии коэффициента преобразования счетчиком 9 импу ь , рнта изме яемогонапряжения 1. оя. Коррекция осуществля- но длительности Фронта из рИнте вал в емени междуется после определения амплитуды . импульсаИнтервал временипервого исследуемого импульса 0 отсчетным фронтом и Фронтом импульса,,преобразователя 4 амплитуд импульса, образованного блоком сравнения,который осуществляет двухступенча- срабатывающим урна овне 0 5 амплитудзначения на спаде измеряемоготое преобразование амплитуды импуль- ного значения альса также заполняется импульса щ в напП в напряжение постоянного то- импульса, тапост пающими с генератора 13ка П . Первая ступень с малой посто" сами, поступающиЭмп льсов количество которых, подянной времени осуществляет запомина- импульсов, ксчитанное счетчиком 10 импульсов,ние амплитудного значенияимпуль счи аса на время : 2 мс (фиг. ), вто 2 ) - пропорционально длительности измерая ступень осуществляет долговре-ряемого импульса.Использование блока 2 аналоговогоменное запоминание ( 20 с) амплитудного значения подаче у р преобразования, прео раздвухпороговогощего сигнала Бчор 1 на второй вход 45 амплитуды импульса, двухп8та 12 инди"преобразователя 4 амплитуды (фиг. З)ыиг.2 ) дискриминатора 8, элемента иуществить автомас блока 1 управления, Подстроечным нации, позволяет осуществитьеоб- тизацию процесса измерения временэлементом блока 2 аналогового прео -разования обеспечивается регулирова- ных параметров однократныхтных импульсовй ч стотойние в определенных пределах-коэффи- следующих с инфранизкой частоию времени ициента преобразований напряжения П что приводит к сокращению ви изме ения, В ре"Нап яжениес вы- повышению точности измерения,в напряжение 2. апр3этого отпадает необходимостьхода преобразователя 4 амплитуды и . зультате этого ог в применении запомни ающих электронП подаются на входы двухпороговогогн ных осциллографов для измезмерений вредискриминатора 8, выдающего сигналменных параметров однокркратных им"управления элементом 12 индикациипульсов, Цифровая инфорф мация о паратолько в случае, если Од=УЗ+дОО,метрах импульсов может быть выведе-4 Юо - допустимо реде аданной точности измерения отклонества.ние междуи ПЭ.60 устройство позволяет также выдавать информацию об амплитуде импульТаким образом, при равенствеа я наличию блока преобра 01=0 Э .сигнализируи и ет элемент 12 ин- са благодаря наличию лнеоб. - зования ампламплитуды если подключить кдикации что свидетельствует оУпоследнему вольтметр и остоянногоходимом соответствии между напряжениямии 1),. Поэтому множество 65 тока.формула изобретения Цифровой измеритель фронта и длительности импульсов, содержащий первый и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к пер вому входу устройства, а вторые входы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формирования опорных напряжений, формирователь временных интервалов, первый и второйр входы которого соединены соответст-венно с выходами первого и второго блоков сравнения,а первый выход подключен к входу первого счетчика импульса, выход которого соединен с входом первого цифрового индикаторагенератор импульсов, выход которого соединен с третьим входом формирователя временных интервалов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнбстей за счет возможности измерения длительностиимпульсов путем автоматизации процесса измерения, в него введены преобразователь амплитуды импульса, блок управления, третий блок сравнения, блок аналогового преобразования, двухпороговый дискриминатор, элемент индикации, второй цифровой индикатор и второй счетчик импульсов, причем первые входы блока управления и блока аналогового преобразования объединены и йодключены к второму входу устройства, первый вход третьего блокасравнения подключен к первому входуустройства и к первому входу преобразователя амплитуды импульсов, выход которого .соединен с первым входом двухпорогового дискриминатора,первый и второй выходы блока управления подключены к вторым входам соответственно блока аналогового преобразования амплитуды импульсов, выходблока аналогового преобразованияподключен к входу блока формированияопорных напряжений и второму входудвухпорогового дискриминатора выхоходкоторого соединен с входом элементаиндикации, третий выход блока управления является выходом устройства,второй вход третьего блока сравнениясоединен с третьим выходом блокаформирования опорных напряжений, авыход подключен к четвертому входуформирователя временных интервалов,второй выход которого соединен свходом второго счетчика импульсов и.выход которого подключен к входу второго цифрового индикатора,Ф Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР,Р 653582, кл. 6 04 Г 10/04, 1979.2. Авторское свидетельство СССРР 666883, кл. С 04 Г 10/04, 1979.3. Авторское свидетельство СССР983641 Ура даф оставитель Л. Плетневаехред М.Коштура Корректор ак зориз едакто дписССР к д. 4 ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фил 919/55 Тираж 427 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушская