Устройство определения временного положения флуктуирующих электрических сигналов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано для точной фиксации временного положения электрических сигналов с флуктуирующими параметрами. Целью изобретения является повышение точности устройства и возможность его работы с сигналом любой формы, но обладакщим осевой симметрией на уровне и ниже определенного порога. Устройство содержит входную шину 1, дискриминатор 2, триггер 3, генераторы тока заряда 5 и 10, элемент 7 сравнения , генератор 8 тока разряда, выходную шину 9. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены: ключи 4 и 11, накопительные конденсаторы 6 и 12, аналоговый сумматор 13.. В устройстве образована цепь компенсации, состоящая из генератора 10, ключа 11, накопительного конденсатора 12 и аналогового сумматора 13. Устройство компенсирует не только изменения амплитуды входных сигналов, но также их формы и длительности. 2 ил. (Л |{ 3 4; 4ib

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 H 03 K 5/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3829284/24-21 (22) 28.12.84 (46) 30.06.86. Бюл. ¹ 24 (71) Научно †исспедовательск институт прикладных физических проблем им. А.Н.Севченко и Белорусский центр стандартизации и метрологии . (72) Д.А.Ефременко, И.А.Малевич и Э.И.Табачник (53) 62 1.374.332 (088.8) (56) Мелешко Е.А. Интегральные схемы в наносекундной ядерной электронике.

М.: Атомиздат, 1977, с. 76-78.

Авторское свидетельство СССР № 824424, кл..Н ОЗ К 5/15, 23.04.84. (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ФЛУКТУИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ .(57) Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано для точной фиксации временного положения электрических сигналов

„„SU,, 1241444 А 1 с флуктуирующими параметрами. Целью изобретения является повышение точности устройства и возможность его работы с сигналом любой формы, но обладающим осевой симметрией на уровне и ниже определенного порога. Устройство содержит. входную шину 1, дискриминатор 2, триггер 3, генераторы тока заряда 5 и 10, элемент 7 сравнения, генератор 8 тока разряда, выходную шину 9. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены: ключи 4 и 11 накопительные конденсаторы б и 12, аналоговый сумматор 13. В устройстве образована цепь компенсации, состоящая из генератора 10, ключа 11, накопительного конденсатора 12 и аналогового сумматора 13. Устройство компенсирует не только изменения амплитуды входных сигналов, но также их формы и длительности. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точной фиксации временного положения электрических сигналов с флуктуирующими параметрами, при этом сигналы предполагаются любой формы, но обязательно обладающие осевой .симметрией, Целью изобретения является повышение точности устройства и обеспечение возможности его работы с сигналами любой формы, но обладающими осевой симметрией на уровне и ниже определенного порога.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство определения временного положения флуктуирующих электрических, сигналов содержит входную шину 1, дискриминатор 2, триггер 3, первый ключ 4, первый генератор 5 тока заряда (ГТЗ), первый накопительный конденсатор 6, элемент 7 сравнения, генератор 8 тока разряда (ГТР), выходную шину 9 и цепь компенсации, состоящую из второго генератора 10 тока .заряда, второго ключа 11, второго накопительного конденсатора 12 и аналогового сумматора 13. Вход дискриминатора 2 соединен с входной шиной 1, а выход — с входами первого и второго ГТЗ 5 и 10 и первым входом триггера 3. Выход триггера подключен к входам управления первого и второго ключей 4 и 11, выходы которых соединены с общей шиной устройства, а входы — с первыми выводами соответственно первого 6 и второго 12 накопительного конденсаторов. Вторые выводы конденсаторов подключены к общей шине устройства.

Выход первого генератора 5 тока заряда подключен к входу первого ключа 4 и первому входу элемента 7 срав— нения, а также к выходу ГТР 8. Выход элемента 7 сравнения подключен к выходной шине 9 и второму входу триггера 3, а второй вход — к выходу аналогового сумматора. Первый вход сумматора подключен к выходу второго

ГТЗ 10 и входу. ключа 11, а второй вход — к источнику опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении входного сигнала (эпюра А) дискриминатор 2 вырабаты41444 з вает импульс длительностью, равной времени превышения входным сигналом порогового напряжения (эпюра Б). По переднему фронту этого импульса устанавливается в единичное состояние триггер 3, закрывается первый ключ 4 и включается первый ГТЗ 5. Первый накопительный конденсатор 6 .начинает при этом заряжаться разностью токов

1О генераторов 5 и 8 тока, в результате чего на конденсаторе устанавливается потенциал U,,величина которого определяется разностью токов I -I < и длительностью управляющего импульса

2 t (эпюра В). По окончании управляющего импульса генератор 5 выключается и конденсатор 6 начинает разряжаться током I постоянно вклю1 ченного ГТР 8. При достижении потен21 циалом накопительного конденсатора 6 уровня напряженйя приложенного к второму входу элемента 7 сравнения, на .выходе последнего появляется импульс, фиксирующий временное положение вход-

2 ного сигнала устройства. Этот сигнал подается также в измерительный контур и возвращает схему в исходное состояние (эпюра Д) .

Если напряжение на втором входе

ЗО элемента 7 сравнения равно Un, то момент фиксации временного положения входного сигнала определяется из выражения (23 -3)) LI Ос С, 35 ó 0 3 Ä О 2

1 =<АЗЫ вЂ” -С 6 1Ф с Ф

Р (2 P) Utl

-с, -> (1

3 3)-3 ) Jp где С вЂ” емкость накопительного кон1

4О; денсатора 6;

С вЂ” момент времени, соответствующий середине входного сигнала.

При изменении амплитуды, формы, 4 длительности входного сигнала или длительности его фронтов изменяется время 2 at. При этом, как видно из выражения (1), если напряжение U остается постоянным, изменяется мо= о мент фиксации входного сигнала, Если при изменении напряжения U на накопительном конденсаторе 6 одно временно изменяется напряжение П, на втором входе элемента 7 сравнения таким образом, что ,ис (2g>-Zå,1 t (a>- q

Ij =-U + — -LI + . и с 2 о

241444 4 з 1 где Uä — опорное напряжение, то момент фиксации временного положения входного сигнала равен с, — (М

1 т.е. не зависит ни от формы, ни от параметров входного сигнала при единственном условии сохранения его осевой симметрии, ни от уровня дискриминации.

Для реализации зависимости (2) служит цепь компенсации, которая работает следующим образом.

При поступлении входного сигнала одновременно с зарядом первого накопительного конденсатора 6 происходит заряд второго накопительного конденсатора 12 током второго ГТЗ 10. Напряжение с конденсатора 12 суммируется с помощью аналогового сумматора 13 с опорным напряжением íà его втором входе -U и прикладывается к второму входу элемента 7 сравнения (эпюра Г). Если ток ГТЗ 10 равен

22,>-Ip, а емкость второго накопительного конденсатора С =.2С, то напряжение на втором входе элемента 7

° сравнения к .моменту окончания входного сигнала определяется выражением (2) . Условие (2) можно также обеспечить, если ток второго ГТЗ 10 установить равным току первого ГТЗ 5, а емкость С выбрать из условия

С =C 213 т

10 я

55

И в том и в другом случае момент фиксации временного положения входного сигнала определяется выражением (3), т.е. не будет зависеть от формы и параметров входного сигнала, а будет жестко привязан к середине входного сигнала.

Опорное напряжение U выбирают из соотношения )Со(> — г, где 2 Е С

ate 3 р

С максимально возможная длительность входного сигнала. Опорное напряжение может подаваться, например,от источника питания через переменный резистор.

Основным достоинством предлагаемого устройства является то, что оно компенсирует не только изменения амплитуды входных сигналов, но и изменения их формы, длительности, длительности фронтов при единственном условии сохранения симметрии входного сигнала. Кроме того, статистические и температурные флуктуации поро1

50 гового напряжения входного дискриминатора мало влияют на точность измерений временных положений сигналов, поскольку изменения момента фиксации фронта регистрируемого импульса, вызванные флуктуацией порогового напряжения, компенсируются соответствующим изменением момента фиксации среза регистрируемого сигнала. Причем для медленных (по сравнению с длительностью регистрируемого сигнала) флуктуаций достигается практически полная компенсация вследствие того, что момент фиксации не зависит от величины устанавливаемого порога.

Изменяя уровень опорного напряжения Uä, можно легко менять фазу привязки, либо автоматизировать управление этой фазой. При этом требование полкой симметрии входного сигнала не является обязательным. Для нормальной работы устройства достаточно, чтобы симметричной оставалась часть импульса, лежащая на уровне и ниже уровня дискриминации.

Формула изобретения

Устройство определения временного положения флуктуирующихэлектрических: сигналов, содержащее входную шину, первый генератор тока заряда, генератор тока разряда, триггер, выходную шину, соединенную с вторым входом триггера, и дискриминатор, вход которого подключен к входной шине, а выход — с входом первого генератора тока заряда, выход которого подключен к выходу генератора тока разряда, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и расширения функциональных возможностей устройства. путем обеспечения воэможности работы устройства с сигналами любой формы, обладающими осевой симметрией на уровне и ниже оггределенного порога, в него введены первый и второй ключи, первый и второй накопительные конденсаторы, аналоговый сумматор, элемент сравнения и второй генератор тока заряда, вход которого соединен с выходом дискриминатора и первым входом триггера, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго ключей, выходы которых соединены с общей шиной устройства, а входы — с первыми выводами соответственно первого

1241444

Составитель В. Герасимов

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Олейник Корректор,Л.Пилипенко

Заказ 3612/54 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ,по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и второго накопительных конденсаторов, вторые выводы которых соединены с общей шиной устройства, причем первый вывод первого накопительного конденсатора соединен также с выходом первого генератора тока заряда и первым входом элемента сравнения, выход которого соединен с выходной шиной, а второй вход — с выходом аналогового сумматора, первый вход

5 которого соединен с входом второго ключа и выходом второго генератора тока заряда, а второй вход — с источником опорного напряжения,