Способ измерения длительности периодических импульсов — SU 1242851 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (111 5114 С 0 ЙЕ(ц 1;е;г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН О мА ЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СОИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(56) Авторское свидетельство СССР У 458770, кл, С 01 К 19/04, 1968.Авторское свидетельство СССР У 381040, кл, С 01 К 25/04, 1967, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Может использоваться при измерении временных параметров периодических импульсов (ПИ), Цель изобретения - повышение точности измерения, Согласно способу в моменты начала измеряемых ПИ формируют стартстопные интервальные импульсы,а в моменты их конца - стоп-интервальные импульсы. Формируется такжепервое гармоническое напряжение высокой частоты (ВЧ) и второе гармоническое напряжение низкой частоты(НЧ), равное по амплитуде первому исинхронизированное с интервальнымиимпульсами. Устройство, реализующееспособ, содержит дифференциальныйблок 1, формирующий интервальные импульсы, диоды 2 и 3 для пространственного разделения этих импульсов,.строб-преобразователи 5 и 6, нуль-органы 7 и 8, блокирующие резисторы9-11, дроссель 12, конденсатор 13,генератор 14 напряжения ВЧ, генератор 5 напряжения НЧ, фаэовращатель16 НЧ и блок 17 синхронизации. 2 ил.Изобретение Относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении временных параметров периодических импульсов,Цель изобретения - повышение точности измерения длительности периодических импульсов,На фиг.1 представлена блок-схемаустройства, реализующего предлагаемыйспособ; на фиг,2 - его диаграммы.Сущность способа заключается вследующем.В моменты начала измеряемых периодических импульсов формируют стартинтервальные импульсы. В моменты конца измеряемых периодических импульсовформируют стоп-интервальные импульсы(фиг,2 а,б). Формируют высокочастотноегармоническое напряжение определенной частоты (фиг.2 г) и гармоническоенапряжение низкой частоты (фиг.2 д),равное по амплитуде высокочастотномунапряжению и засинхронизированное синтервальными импульсами. При синхронизации соблюдается соотношениеР = Х - И (1)Пгде Й - частота следования измеряемых периодических импульсов и сформированных стартстопных интервальвых импульсов Т = 1/Гчастота сформированного напряжения высокой частоты1Тр УГ - частота сформированного напряжения низкой частотыо рБколичество периодов напряжения высокой частоты, которое укладывается в периодеследования стартстопцых ицтервальных импульсов.Далее суммируют высоко- и низкочастотное напряжения (фиг,2 е) и стробируют сформированными старт-интервальными импульсами просуммированное напряжение. Запоминают и измеряют мгновенные значения Б этой суммы в моменты времени стробированияТогда справедливо будет такое соотношение1), =Бэ 1 п 2 кГ +13 з 7.п(2 йГ,(.и).(2) Изменяют фазу гармонического цапряжения низкой частоты Относительно ырориированного до тех пор, покамгновенные значения Б 1 просуммированного напряжения в моменты временистробирования ; старт-интервальными 5 импульсами не будут равны нулю(фиг,2 е,ж). При этом соотношение (2)запишется какП зап 2 кй 1 =Б з 1 п 2 Р. (3)Зало 7 инаю" фазовое соотношение=-2 И 72 7. + 277 ГД (4)1где 7;1 - временный интервал, равныйипи меньше шага дискретизации л Тсформированного высокочастотного напряжения, Правая часть того выражения есть методическая погрешностьспосооа. Методическая погрешностьЧ =277 ГЫ значительно уменьшаетсяпри увеличении количества выборок впериоде высокочастотного напряженияи может достигать десятых долей градусаСтробируют сформированными стопицте"7 аальцыми импульсами просуммировацное напря 7 кение (фиг. 2 и), запоминают и изк 1 еряют мгновенные значенияОтой суммы в моменты времени стробировачия. Изменяют и запоминают фазугармонического напряжения низкой частоты относительно сформированного дотех пор, пока мгновенные значения 1 ппросуммировацного напряжения в моменты времени стробирования стоп-интервальными импульсами це будут равнынулю, Тогда по аналогии получения выражений (2)-(4) полученное фазовоесоотношение можно записать какЧ, =. 2 йГ + 2 й й б С.; . (5)Л 7;итепьность измеряемого импульсас 7 авна 7 7 (11 1 ) вГ2ф- - ,рО 17 де (=-Г/Р - коэффициент трансформации,Методическая погрешность измереция дпительности периодических импульсов определяется как С 7 с=а 1 -дТУч тывая что 7 и ь. имеют1 гнормальный закон распределения, лМпринимает значение в десятые доли7 радуса, Кроме того, она уменьшаетсяс увеличением количества выборок вп 7 ерисде следования высокочастотногонапряжения, так как вТ.; стремитсяк цу.-.ю.Пс 7 грешцость преобразования с ис.7ПОЛЬ.- ОВацИЕМ СтрОб 7 ирс 7 Вацця В даННОМслуце состав 7 яет десятые доли проПЕ ЦТ :. И СОСТОИТ ИЗ ПС 7 ГРЕЯЦС 7 СТИ КОМпенсации мгновенных значений высокочастотного напряжения мгновенными значениями низкочастотного заданного напряжения, однако эта погрешность незначительна и определяется чувствительностью нуль-органа; из погрешности, определяемой количеством компенсирующих выборок в периоде напряжения низкой определенной частоты (для уменьшения этой погрешности не- О обходимо увеличивать количество выборок). Другие погрешности преббразования исключаются, так как при достижении компенсации происходит стробирование нулевого уровня и строб преобразователь не потребляет по входу.устройство содержит дифференцирующий блок 1, на выходе которого короткие интервальные импульсы форми руют в моменты времени переднего и заднего фронтов измеряемых импульсов (переднему фронту соответствуют положительные импульсы, заднему - отрицательные), диоды 2 и 3 для про странственного разделения интервальных импульсов на стартовую и стоповую последовательности (катод диода 3 и анод диода 2 соединены с выходом блока 1), инвертор 4 для изменения полярности отрицательных стоповых импульсов, вход которого соединен с анодом диода 3, строб-преобразователи 5 и 6, входы управления которых подключены к катоду диода 2 и 35 выходу инвертора 4 соответственно, нуль-органы 7 и 8, подключенные к выходам смесителей 5 и 6 соответственно, резисторы 9-11, блокирующие элементыиндуктивность (дроссель) 40 12 по в,ч. входу и емкость (конденсатор) 13 по н.ч.; первые выводы резисторов 9-1 объединены и соединены . с входами строб-преобразователей, второй вывод резистора 11 и первые выводы индуктивности 12 и емкости 13 соединены с землей, вторые выводы элементов 12 и 13 соединены соответственно с вторыми выводами резисторов 9 и 10, причем все зти элементы образуют сумматор.Кроме того, устройство содержит генератор 14 напряжения высокой частоты, первый выход которого соединен с вторым выводом резистора 9, управляемый генератор 15 напряжения низкой частоты, фазовращатель 16 низкой частоты, вход которого соединен с выходом генератора 15, а выход - с вторым выводом резистора 10,блок 17 синхронизации, входы которого подключены к выходам дифференцирующего блока 1 и второму выходугенератора 14 соответственно, а выход - к входу управления генератора15 низкой частоты,Устройство, реализующее предлагаемый способ работает следующимобразом.Измеряемые импульсы (фиг.2 а) поступают на вход дифференцирующегоблока 1, являющегося входом устройства. Положительные короткие импульсы, соответствующие переднемуфронту измеряемых, через диод 2 поступают на вход управления строб-преобразователя 5, на второй сигнальныйвход которого поступает сумма двухравных по амплитуде напряжений - высоко- и низкочастотного. Отрицательные короткие импульсы с выхода блока1 через разделительный диод 3 и инвертор 4 поступают на вход управлений строб-преобразователя 6, на сигнальный вход которого с выхода сумматора поступает та же сумма напряжений, равных амплитуде-высоко- инизкочастотного. Соотношение частотнапряжений высокочастотного и низкочастотного и измеряемых импульсовподдерживается заданным и неизменнымсогласно соотношению (1) блоком 17синхронизации, Сначала изменяют фазунизкочастотного напряжения фазовращателем 16 до достижения компенсациимгновенных значений высокочастотногонапряжения мгновенными значениями низкочастотного в моменты времени стробирования старт-интервальными импульсами. Момент наступления компенсации отмечают по срабатыванию нуль- органа 7, При его срабатывании считывают со шкалы фаэовращателя 16 достигнутое значение фазового сдвига низкочастотного напряжения.После этого вторично изменяют фазу низкочастотного напряжения тем же фаэовращателем 16 до достижения компенсации мгновенных значений высокочастотного напряжения мгновенными значениями низкочастотного в моменты времени стробирования стоп-интервальными импульсами,Момент наступления компенсации отмечают по срабатыванию нуль-органа 8, Достигнутое значение фазовогосдвига низкочастотного напряжениясчитывают со шкалы фазовращателя 16,Разность фаз двух отсчетов фазы низ"кочастотного напряжения в моментывремени стробирования и компенсациипропорциональна измеряемой длительности периодических импульсов, Дроссель 12 предотвращает попадание низкочастотного напряжения генератора16 на вход генератора 14, Емкость 13блокирует выход генератора 16 от попадания напряжения высокой частотыиз сумматора. 1 О Способ измерения длительности периодических импульсов, заключающийся в формировании стартстопных интервальных импульсов в моменты начала и конца периодических импульсов, гармонического напряжения определенной высокой частоты, стробировании стартстопными интервальными импульса ми напряжения и запоминании мгновенного значения напряжения в моменты времени стробирования, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, задают напряжение низкой определенной частоты, равное по амплитуде напряжению высокой частоты и засинхронизированное с интеру вальными импульсами, суммируют напря жение низкой частоты с напряжением 15Формула изобретениягде Г Си- частота сформированного напряжения низкой частоты;количество периодов напряжения высокой частоты, которое: укладывается в периодеследования стартстопных интервальных импульсов; - период сформированного напряжения высотой частоты; - коэффициент трансформации; - фазы гармонического напряжения низкой часто -ты высокой частоты, измеряют мгновенные значения,просуммированногО напряжения в моменты времени стробирования, изменяют и запоминают фазу гармонического напряжения, низкой частоты до тех пор пока мгновенные значения просуммированного напряжения в моменты времени стробирования старт- интервальными импульсами не будут равны "О", вторично изменяют и запоминают фазу гармонического напряжения низкой частоты до тех пор, пока мгновенные значения просуммированного напряжения в моменты времени стробирования стоп-интервальными импульсами не будут равны "О", а о длительности периодических импульсов судят по формулеМь 1. - Ъ - .1- + (Б)Т2 кРО1242851 8 осмо 05 ащедьносгпь измсряемьц перюйаеааг импульс Отпо 5 ые спроборующое цнтер 5 пльные иилутсь 8 опрямение й ооюи аааюаъ Фпряженое ниуной цастплы Очени 9 5 Б 50)Ок 5 мОмРн 1736 077 оР непюной нампеж оы А.Коз 728 одписно аказ арственного оьа от изобретенииква, Ж, Р 1 роизводственно - полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная 699/43НИИПИ Гос по делам13035, .1 о пр 7 дарующе аююерЫъчюе ыьюуъеБ Составитель В.АнтохинТехред О,Сопко Корректор И,впуск тета СССРлытийая наб д, 4