Устройство для измерения временных параметров радиоимпульсов

(22) Заявлено 15.04.77 (21) 2467730/18-21 с присоединением заявки ле(23) Приоритет -Государственный комитет СССР оо делам нзоорвтоннй и открытойОпубликовано 25.09,79. Бюллетень М 3 Дата опубликования описания 30.09,79,795 (088,8) 72) Авторы изобретен В. Н. Бих А. Белозе союзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения 1) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРО РАДИОИМПУЛЬСОВме им т5н лов 11 .Однако интервалы, кося этим устройством, пребой, как правило, отрезкло и конец которых отмеными импульсами,орые измеряютдставляют со времени, начачаются одиночИзвестно устройство частоты электрического. с щаюшего заданный урове два компаратора (амплит натора), два триггера Й вибратора, два%3 - три мы совпадения 21. для измерения игнала, превыь, содержащее удных дискримимитта, три одноггера и две схеИзобретение относится к радиотехнике,а именно к устройствам для определениявременных частотных параметров радиоимпульсов, и может найти применение визмерительной технике, в частности дляопределения статистических параметроврадиоимпульсов, для настройки генераторов радиоимпульсов и т, д,Известно устройство для определениявременных параметров импульсных сигнаОднако это устройство позволяет осуствить измерение лищь одного из вренных параметров радиоимпульсов, а енно интервала времени, в течение корого амплитуда радиочастотного заполия превыщает заданный уровень, что тветствует либо длительности радио- пульса, либо длительности его верщи 0Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения временныхпараметров радиоимпульсов, содержащее т 5источник радиоимпульсов, первый выходкоторого соединен с входами дискриминаторов верхнего и нижнего уровней,%5триггер, выходы которого подключены кпервым входам первого и второго элементов И, введены четыре П - триггера, инвертор и синхронизатор, причем выходдискриминатора верхнего уровня подклк- чен к 6 - входу первого 2 - триггера,выход которого соединен с Э - входом5 4пульсами. Эти параметры различают, сопоставляя текушие значения огибаюшейрадиочастотного заполнения с постоянными уровнями, составляющими часть максимаьной амплитуды заполнения. Длительность фронта можно считать равной, например, интервалу времени, в течение которого амплитуда заполнения нарастает отуровня 0,1 Ц, к до 0,9 11,авершина радиоимпульса - интервал, в течение которого амплитуда заполнения превышает0,9(3 ; срез - интервал, в которомамплитуда заполнения убывает от О,Я 7до 0 1 Ю ; пауза - интервал, в котороммаксамплитуда меньше О, 1 Ц,акУстройство работает следующим образом.Тракты 2-8-10 и 3-9-11 осушествляют амплитудный анализ каждой положительной полуволны напряжения заполненияпо верхнему и нижнему уровням дискриминации соответственно и вырабатываютстробы (длинные импульсы), длительностикоторых равны длительностям вершин радиоимпульсов и пауз между ними, Стробывершины и паузы используются для формирования стробов фронта и среза блоками 45 и 6.Синхронизатор 7 (см. Фиг. 3) выдаетнепрерывную последовательность импульсов синхронно с частотой заполнения радиоимпульсов, причем уровень срабатывания синхронизатора ниже уровня срабатывания дискриминатора 3. При измененияхнапряжения радиочастотного заполнения, в сторону увеличения синхронизатор выдает положительные перепады, напряжениякоторых, будучи поданы на тактовые входы С первой пары П - триггеров 8 и 9,устанавливают эти триггеры в состояние"Оф на выходе Я в самом начале каждойположительной полуволны напряжения заполнения, так как потенциал на входах2 этой пары равен нулю,3 68741второго 0 -триггера, выход дискриминатора нижнего уровня подключен к б-входу третьего В - триггера, выход которого соединен с В - входом четвертогоЭ- триггера, второй выход источника радиоимпульсов через последовательно соединенные синхронизатор и инвертор соединен с С - входами второго и четвертого3 - триггеров, выход синхронизатора подключен к б - входам первого и третьего 102 - триггеров, инверсный выход второгоВ - триггера подключен ко второму входупервого элемента И и к 5 - входуЮтриггера, Я - вход которого соединен спрямым выходом четвертого Ц - тригге 15па и. со вторым входом второго элемента И.На фиг, 1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства; на Фиг;2 - временные диаграммы формированиястроба вершины радиоимпульса; на фиг. 3 диаграммы формирования строба паузы;на фиг. 4 - диаграммы формирования стробов среза и фронта,Устройство содерщит источник радиоимпульсов 1, дискриминаторы верхнего 2и нижнего 3 уровней,РЬ - триггер 4 исвязанные с ним элементы И 5 и 6, включенные на выходе устройства, синхронизатор 7,13 - триггеры 8-.11, Инвертор 1230подключен к выходу синхронизатора. Входы 2 -триггеров 8 и 9 соединены с земляной шиной, их тактовые входы С подключены к выходу синхронизатора, а входы 5 соединены с выходами дискримина 35торов верхнего и нижнего уровней соответственно о, Тактовые входы триггеров 10и 11 подключены к выходу инвертооа 12,а входы О соединены с выходами Я Этриггеров 8 и 9 соответственно. Причема40инверсный выход Я 3 - тригрера 10,соединенного с дискриминатором верхнегоуровня через с 1 - триггер 8, подключенодновременно к входу 5 Ю - триггера ивместе с прямым выходом Я, .последнего45- к входам элемен.а И. Прямой выходЯЭ " триггера 11, соединенного черезЭ - триггер 9 с дискриминатором 3 нижнего уровня, подключен одновременно квходуЯЯ 5- триггера 4 и вместе с инверсным выходом последнего - к входамэлемента И 6.Устройство предназначено для измерения временных параметров самих импульсов с радиочастотным заполнением наоснове текуших значений их огибаюшей:фронта (времени нарастания), вершины(плоской части), среза (времени спада)и паузы между повторяюшимися радиоимЬ.Инвертор 12 инвертирует выходной сигнал синхронизатора 7 так, что каждому положительному перепаду напряжения с выхода синхронизатора соответствует отрицательный перепад на выходе инвертора и наоборот. При убывании напряжения заполнения синхронизатор 7 выдает отри- дательные перепады напряжения, которые не изменяют состояния первой пары 2 триггеров 8 и 9. На выходе инвертора 12 эти перепады оказываются положительными и поданные на тактовые входы второй пары 2 - триггеров 10 и 11 уста 68741540 нввливают их в положение, соответствующее потенциалам нв их входах 7 или,что то же самое, на выходах Я первойпары 3 -триггеров. Это происходит всамом конце каждой положительной полуволны напряжения заполнения.Строб вершины радиоимпульса вырабатывается трактом 2-8-10,Выходные сигналы синхронизатора 7удерживают 1) -триггер 8 в состоянии"0" на своем выходе Я до тех пор, пока амплитуда радиочастотного заполненияне достигнет верхнего уровня дискриминации. Все ато время на выходе амплитудного дискриминатора 2 поддерживается высокий потенциал. Когда напряжениезаполнения достигает порога срабатывания дискриминатора 2, на его выходе возникает отрицательный перепад напряжения,который устанавливает Э -триггер 8 всостояние 1" (высокий потенциал) насвоем выходе Я, При убывании напряжениязаполнения синхронизатор 7 выдает отрицательный перепад напряжения, которыйне изменяет состояния триггера 8. Пос 25ле инвертирования инвертором 12 этотперепад оказывается положительным иподанный на тактовый вход Ц триггера10 переключает его в состояние ф 1" нв30его выходе 94 так как на входе Датого триггера тоже действует "1" с выхода Д , Следуюший положительный перепад с выхода синхронизатора 7 вновьустанавливает в "0 триггер 8, но неизменяет состояния триггера 10. При35повторных превышениях напряжением заполнения верхнего уровня дискриминацииимеют место те же переключения; в момент достижения уровня дискриминациидискриминатор 2 устанавливает триггерР в состояние 1 ф н следующий за этимположительный перепад с выхода инвертора 12 не изменяет состояния триггера10, так квк к моменту его прихода нвтактовый вход С нв входе 2 триггера10 вновь действует 1 ф Таким образом, 0 - триггер 10 сохраняет состояние "1 нв своем выходе 3, все время,пока напряжение заполнения рвдиоимпульсв пересекает уровень срабатывания дискриминатора 2. Однако, когда напряжениезаполнения не достигает верхнего уровнядискриминации и дискриминатор 2 не срабатывает (четвертый период на фиг. 2,триггер 8 не устанавливается в "1," навыходе Ипервый же положительныйперепад напряжения с вь 1 хода инвертора12 устанавливает 2 - триггер 10 в сос 6тояние 0", и строб вершины радиоимпульса обрывается, Строб оказывается сдвинутым во времени примерно на четвертьпериода напряжения заполнения радиоимпульса и длительность строба совпадаетс истинной длительностью вершины с предельной погрешностью в 2 периода заполнения.Аналогичным образом работает тракт3-9- 11 формирования строба паузы,Всякий раэ, когда напряжение заполнения; увеличиваясь, пересекает нижнийуровень синхронизации, дискриминатор 3нижнего уровня выдает отрицательный перепад напряжения, устанввливаюший триггер 9 в состояние 1 на выходе ЯЦСледующий зв атим положительный перепад напряжения с выхода инвертора 12устанавливает по тактовому входу 0трщтер 11 в состояние "1 ф нв выходеЯ (0 на выходеЦ). 3 - триггер 11сохраняет это состояние до тех пор, пока амплитуда заполнения радиоимпульсвне окажется ниже нижнего уровня дискриминации. При атом дискриминатор 3 нижнего уровня не срабатывает, Первым жеположительным перепадом с выхода синхронизатора 73 - триггер 9 устанавливается в состояние "0" нв выходе Я и9сохраняет его до первого следующего превышения нижнего уровня дискриминациина время паузы между импульсами. Вследэа триггером 9 первым положительнымперепадом с выхода инвертора 12 3триггер 11 переключается в состояние"0" нв выходе 941 ("1 нв выходе Я ).Строб паузы с выхода Яу продолжаетсядо момента, когда напряжение заполнениядостигнет уровня срабатывания дискриминатора 3. Его выходной сигнал вновь переключаеТ триггер 9 в состояние1" навыходе Я, а следующий за этим положительный нерепвд с выхода инверторв12 устанавливает "0" на выходеЯ 4 истроб паузы обрывается, Как и строб вершины, строб паузы сдвинут относительно ее истинного положения, и на ту жевеличину.Формирование стробов среза и фронтаосушествляется следующим образом (см,фиг, 4),Срез - есть интервал от моментаокончания строба вершины до начала стробв паузы. В момент начала строба вершины отрицательный перепад напряженияс выхода Ы 40 - триггера 10 устанавливает Й + Ь = триггер 4 по входу Ь всостояние1 на выходе Ы и ато состоя6874 7ние сохраняется до начала стробв паузы,В этот момент отрицательный перепаднапряжения с выхода ОО - триггера 11вновь устанавливает Р д триггер 4 всостояние "О" на выходе ЙдДлительность строба среза равна длительностисовпадения состояний 1 на выходах54 Ои Я 4 . Строб среза формируетсяэлементом И 5,Аналогично формируется строб фронтаинтервала от момента окончания стробапаузы до начада строба вершины, В момент начала строба паузы отрицательныйперепад напряжения с выхода 40 - триггера 11 устанавливает Я= триггер 154 в состояние "1" на выходе И 4. Этосостояние сохраняется до начала следуюшего строба вершины, когда отрицательный перепад с выхода Я переключаетЯ = триггер 4 в состояние "О на вы ходе И 4, Строб фронта формируетсяэлементом И 6. Йля единообразия выходные сигналы элементов И 5 и 6 в дальнейшем инвертируются (на чертеже не показано), в результате чего все стробы25устройства имеют высокий потенциал,Процесс собственно измерений временных параметров состоит, например, вобычном заполнении сформированных устройством стробов импульсами эталоннойчастоты.Предлагаемое устройствопредставляетсобой цифровой измерительный прибор высокой точности, который позволяет производитьизмерения после однократной настройкиуровней дискриминации в зависимости отусловий измерений. Точность измерений,возрастает с увеличением длительностиинтервалов, Затраты времени на измерения40минимальны и при измерениир например,параметров одиночных импульсов, времяизмерения равно длительности измеряемогопараметра. 15 8 формула изобретении Устройство для измерения временных параметров радиоимпульсов, содержашее источник радиоимпульс ов, первы й выход которого соединен с входами дискриминаторов верхнего и нижнего уровней,7 Я - триггер, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов И, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены четыре Р - триггера, инвертор и синхронизатор, причем выход дискриминатора верхнего уровня подключен к б - входу первого Э - триггера, выход которого соединен с О - входом второго Э - триггера, выход дискриминатора нижнего уровня подключен к 5 - входу третьего Э -триггера, выход которого соединен с Ц входом четвертого Э - триггера, второй выход источника радиоимпульсов через последовательно соединенные синхронизатор и инвертор соединен с С - входами второго и четвертого 3 - триггеров, выход синхронизатора подключен к С - входам первого и третьего ц - триггеров, инверсный выход второго 3 - триггера подключен ко второму входу первого элемента И к Ь- входу Яб - триггера, Я - вход которого соединен с прямым выходом четвертого 0- триггера и со вторым входом второго элемента И. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. Рехин Е. И., Курашов Л, А. иЧернов П. С. Измерение интервалов вре-,мени в экспериментальной физике, Мход синхзаваравыход индра Чоьцод дискюииаторадьцоо Ибылод О РО1 1.3 ал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,дыход ан дертора быхад ди иминап быхед Яу/43 Тираж 1090 ИИПИ Государственного по делам изобретений и 5, Москва, Ж, Рау Подписноетета СССР1 тийнаб., д. 4/5