SU708245A1

SU708245A1 - Arrangement for measuring random pulse signal amplitudes

Info

Publication number: SU708245A1
Application number: SU762334779A
Authority: SU
Inventors: Станислав Дмитриевич Захаров; Иван Александрович Копысов; Виктор Константинович Ляпидевский; Владимир Антонович Прорвич
Original assignee: Zakharov Stanislav D; Kopysov Ivan A; Lyapidevskij Viktor K; Prorvich Vladimir A
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1980-01-05

Description

Изобретение относится к технике йэмёрения и контроля физических величин импульсного характера в невоспроизводящихся однократных процессах, таких как плазменные явления, астрофизические вспышки, взрывы и т. д.The invention relates to techniques for measuring and controlling physical quantities of a pulsed nature in non-reproducible single processes, such as plasma phenomena, astrophysical flashes, explosions, etc.

Известны устройства для измерения амплитуд импульсов, например, импульсные вольтметры, которые позволяют получить высокую точность, но не обеспечивают возможности измерять однократные импульсные сигналы Г1].Known devices for measuring pulse amplitudes, for example, pulse voltmeters, which allow to obtain high accuracy, but do not provide the ability to measure single pulse signals G1].

Наиболее совершенным является устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее ₁₅последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр.и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу гене2 ратора адресной серии, вход устройства соединен входом элемента совпадения, с первым входом блока управления, а через дискриминатор верхнего уровня - с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со входом управления линейных ворот, второй - с управляющим входом зарядно-разрядного блока, третий с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, основные выходы адресного регистра соединены с i -тыми входами блока регистрации, а выход переполнение' адресного регистра — с четвертым входом блока управления [2].The most advanced is a device for measuring the amplitudes of random pulsed signals, containing ₁₅ series-connected delay lines and linear gates, discriminators of the upper and lower levels, a coincidence element, a control unit, a charge-discharge unit, an address series generator, an address register, and a registration unit, an output the discriminator of the lower level is connected to the input of the charge-discharge unit, the output of which is connected to the input of the address series generator2, the input of the device is connected to the input of the coincidence element, with the first m input of the control unit, and through the upper level discriminator with the second input of the control unit, the output of the coincidence element is connected to the third input of the control unit, the first output of which is connected to the control input of the linear gate, the second to the control input of the charge-discharge unit, the third to the first the input of the address register, the second input of the address register is connected to the output of the address series generator, the main outputs of the address register are connected to the i-th inputs of the registration unit, and the output is overflow of the address register with h fourth input of the control unit [2].

Недостатком известных устройств является невозможность проведения точных измерений, если амплитуда импульса изменяется в широком динамическом диапазоне. Например, если устройство обеспечивает получение 10 тыс. каналов, то в динамическом диапазоне амплитуд импульсов О, относительная погрешность измерений составит 0,1%. Если же динамический диапазон по условиям измерений необходимо увеличить до 10^, то относительная погрешность измерений состоит уже 100%. Чтобы в последнем случае повысить точность измерений до 0,1%, необходимо увеличить число каналов преобразователя до 10 млн., что техничес- ¹ки реализовать невозможно.A disadvantage of the known devices is the impossibility of accurate measurements if the amplitude of the pulse varies over a wide dynamic range. For example, if the device provides 10 thousand channels, then in the dynamic range of pulse amplitudes O, the relative measurement error will be 0.1%. If the dynamic range according to the measurement conditions needs to be increased to 10 ^, then the relative measurement error is already 100%. In the latter case to increase the measurement accuracy of 0.1%, it is necessary to increase the number of transducer channels 10 million., That can not be realized tehniches- ¹ ki.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения амплитуды импульсов при их изменении в большом динамическом диапазоне без увеличения чис- ¹ла каналов аналого-цифрового преобразования. Для. этого в устройство для измерения амплитуд случайных импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки и линейные ворота, диск- 2 риминаторы верхнего и нижнего уровней, элемент совпадения, блок управления, зарядно-разрядный блок, генератор адресной серии, адресный регистр и блок регистрации, выход дискриминатора нижнего ²уровня соединен с входом зарядно-разрядного блока, выход которого подключен к входу генератора адресной серии, вход устройства соединен с входом элемента совпадения, с первым входом блока уп- ³равления, а через дискриминатор верхнего уровня - с вторым входом блока управления, выход элемента совпадения соединен с третьим входом блока управления, первый выход которого соединен со вхо- ³дом зарядно-разрядного блока, третий с первым входом адресного регистра, второй вход адресного регистра соединен с выходом генератора адресной серии, ос> 4 новные выходы адресного регистра соединены с 1 -тыми входами блока регистрации, а выход 'переполнения адресного регистра - с четвертым входом блока управления, введены разветвитель, блок выбора коэффициента усиления и усилитель ⁴с регулируемым коэффициентом усиления; причем вход разветвителя соединен входом элемента совпадения и является входом устройства, один выход разветвления соединен со входом линии задержки, $ а i-тые выходы с i-тыми входами блока выбора коэффициента усиления, ί -тые выходы которого связаны с i -тыми управляющими входами усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, с -f-ты- ⁵ми входами блока управления и блока регистрации, вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с выходом линейных ворот, а выход - с входом дискриминатора нижнего уровня.The aim of the invention is to reduce the measurement error of the amplitude of the pulses when they change in a large dynamic range without increasing the number ^of channels of analog-to-digital conversion. For. this into a device for measuring the amplitudes of random pulsed signals, containing a delay line and a linear gate connected in series, a disk-2 upper and lower level trimmers, a coincidence element, a control unit, a charge-discharge unit, an address series generator, an address register and a registration unit, an output ² the lower level discriminator connected to the input charge-discharge unit, whose output is connected to an input of the address generator series input device connected to the input matching element, the first input unit ³ yn p phenomenon, and the top-level discriminator through - with a second input of the control unit, an output matching element is connected to the third input of the control unit, the first output of which is connected with the house ³ vho- charge-discharge unit, the first input of the third address register, a second input connected to the address register with the output of the address series generator,> 4 new outputs of the address register are connected to the 1st inputs of the registration unit, and the output of the address register overflow is connected to the fourth input of the control unit, a splitter, a coe selection unit are introduced cient gain amplifier ^4, and a variable gain; moreover, the input of the splitter is connected to the input of the coincidence element and is the input of the device, one branching output is connected to the input of the delay line, with adjustable gain, with -f-you- ⁵ inputs of the control unit and the registration unit, the input of the amplifier with adjustable gain is connected to the output of the linear gate, and the output to the input of the lower discriminator.

Изобретение поясняется чертежом, где приведена блок-схема устройства для измерения амплитуды.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a device for measuring amplitude.

Устройство содержит разветвитель 1, пинию 2 задержки, линейные ворота 3, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, дискриминаторы 5 и 6 нижнего и верхнего уровней, блок 7 выбора коэффициента усиления, элемент 8 совпадения, блок 9 управления, блок 10 регистрации, адресный регистр 11, зарядноразрядное устройство 12, генератор 13 адресной серии.The device comprises a splitter 1, a delay line 2, a linear gate 3, an amplifier 4 with adjustable gain, discriminators 5 and 6 of the lower and upper levels, a gain selection block 7, a coincidence element 8, a control unit 9, a registration unit 10, an address register 11 , charge-discharge device 12, generator 13 address series.

Регистрируемый Импульс поступает на вход разветвителя 1, а также на вход элемента 8 совпадения, на первый вход блока 9 управления и через дискриминатор 6 - на второй вход блока управления. Выходной импульс с первого выхода разветвителя 1, повторяющий входной импульс, поступает через линию 2 задержки, где он задерживается на время, большее, чем время достижения импульсом максимума, на вход нормально закрытых линейных ворот 3. Выходные импульсы с других выходов разветвителя 1 поступают на входы блока 7 выбора коэффициента усиления. Число входов блока 7 выбора коэффициента усилителя равно числу порядков величины амплитуды регистрируемых импульсов. Импупьс, сформированный по амплитуде и длительности, появляется на одном из выходов блока 7 выбора коэффициента усиления в зависимости от порядка величины амплитуды регистрируемого импульса. Этот импульс поступает на соответствующий управляющий вход блока 10 регистрации, где он включает нужный коэффициент усиления или ослабления, блок 9 управления и усилитель 4, включая нужный разряд запятой. Далее через блок 9 управления он поступает на линейные ворота 3, которые открываются и пропускают задержанный входной импульс на усилитель 4 с необходимым коэффициентом усиления или ослабления. При этом параметры пинии задержки подбираются таким образом, чтобы линейные ворота 3 были открыты в момент достижения импульсом максимума. Затем производится серия операций, связанная с преобразованием вырезанного участка входного импульса, в цифровой код (десятичный), поступающий в адресный регистр 11.· Цифровое значение из708245 меренной амплитуды регистрируется блоком 10 регистрации.The registered Impulse is fed to the input of the splitter 1, as well as to the input of the coincidence element 8, to the first input of the control unit 9 and through the discriminator 6 to the second input of the control unit. The output pulse from the first output of splitter 1, which repeats the input pulse, enters through delay line 2, where it is delayed for a time longer than the time the pulse reaches its maximum at the input of normally closed linear gate 3. The output pulses from the other outputs of splitter 1 are fed to the inputs block 7 gain selection. The number of inputs of the amplifier coefficient selection block 7 is equal to the number of orders of magnitude of the amplitude of the detected pulses. An impulse formed by amplitude and duration appears at one of the outputs of the gain selection block 7 depending on the order of magnitude of the amplitude of the detected pulse. This pulse is supplied to the corresponding control input of the registration unit 10, where it includes the desired gain or attenuation coefficient, the control unit 9, and the amplifier 4, including the desired discharge by a comma. Then, through the control unit 9, it enters the linear gate 3, which opens and passes the delayed input pulse to the amplifier 4 with the necessary gain or attenuation. In this case, the parameters of the delay line are selected so that the linear gate 3 were open when the pulse reaches its maximum. Then, a series of operations is performed, which is associated with the conversion of the cut-out section of the input pulse into a digital code (decimal), which enters the address register 11. · A digital value of 708,245 measured amplitude is recorded by the registration unit 10.

Claims

This invention relates to a technique of measuring and controlling pulsed physical quantities in non-reproducible one-time processes, such as plasma phenomena, astrophysical flashes, explosions, etc. There are known devices for measuring pulse amplitudes, such as pulsed voltmeters, which allow high Accuracy, but does not provide the ability to measure single pulse signals fl. The most perfect is a device for measuring the amplitudes of random impulse signals containing serially connected delay lines and linear gates, upper and lower level discriminators, a coincidence element, a control unit, a charge-random block, an address series generator, an address register. the registration unit, the output of the lower-level discriminator is connected to the input of the charge-discharge unit whose output is connected to the input of the generator of the address series, the input of the device is connected to the input of the coincidence element, control input, and through the upper-level discrimination-ure - with the second input of the control unit, the matching element is connected to the third input of the control unit, the first output of which is connected to the control input of the gate, the second to the control input of the charge-type block the third with the first input of the address register, the second input of the address register is connected to the output of the address series generator, the main outputs of the address register are connected to the i-th inputs of the registration unit, and the output is overflow of the address register with four rtym input control unit 2. The disadvantage of known devices is the impossibility of performing accurate measurements if the pulse amplitude varies over a wide dynamic range. For example, if the device provides 10 thousand channels, then in the dynamic range of the amplitudes of the pulses, the relative measurement error will be 0.1%. If the dynamic range according to measurement conditions is necessary to increase to 10, then the relative measurement error is already 1OO%. In the latter case, the measurement accuracy to 0.1% needs to increase the number of converter channels to 1O million, which is technically impossible to implement. The aim of the invention is to reduce the measurement error of the amplitude of pulses when they change in a large dynamic range without increasing the number of channels of the analog-digital conversion, or. For Into a device for measuring the amplitudes of random pulse signals containing successively connected delay lines and linear gates, upper and lower level discriminators, a matching element, a control unit, a charge-discharge unit, an address series generator, an address register, and a registration unit, discriminator output the lower level is connected to the input of the charge-discharge unit, the output of which is connected to the input of the generator of the address series, the input of the device is connected to the input of the coincidence element, with the first input of the control unit In addition, through the upper-level discriminator to the second input of the control unit, the output of the coincidence element is connected to the third input of the control unit whose first output is connected to the input of the charge-discharge unit, the third to the first input of the address register, the second input of the address register is connected with the output of the address series generator, the main outputs of the address register are connected to the 1st inputs of the registration unit, and the output of the address register overflow to the fourth input of the control unit, a splitter is entered, the coefficient selection unit ienta gain amplifier and the variable gain; the splitter input is connected to the input of the coincidence element and is a device input, one branching output is connected to the input of the delay line, and the th outputs to the th inputs of the gain selection block, the i-th outputs of which are connected to the i -th control inputs an amplifier with adjustable gain, with -f-th inputs of the control unit and the registration unit, the input of the amplifier with an adjustable gain factor is connected to the 7 54 linear gate output, and the output - to the input of the lower-level discriminator. The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a device for measuring amplitude. The device contains a splitter 1, a delay line 2, a linear gate 3, an adjustable gain amplifier 4, lower and upper discriminators 5 and 6, a gain selection block 7, a matching element 8, a control block 9, a registration block 10, an address register 11 The charge device 12, the generator 13 of the address series. The recorded pulse is fed to the input of a splitter 1, as well as to the input of the coincidence element 8, to the first input of the control unit 9 and through the discriminator 6 to the second input of the control unit. The output impulse from the first output of the coupler 1, which repeats the input impulse, enters through the delay line 2, where it is delayed for a time longer than the pulse reaching the maximum, at the input of the normally closed linear gate 3. The output pulses from the other outputs of the coupler 1 enter inputs of the gain selection unit 7. The number of inputs of the amplifier coefficient selection unit 7 is equal to the number of orders of magnitude of the amplitude of the recorded pulses. The pulse, formed in amplitude and duration, is El on one of the outputs of block 7 for selecting the gain depending on the p-order of the magnitude of the amplitude of the recorded pulse. This pulse arrives at the corresponding control input of the registration unit 10, where it turns on the required gain or attenuation coefficient, control block 9 and amplifier 4, including the desired decimal place. Then, through the control unit 9, it enters the linear gate 3, which opens and passes a delayed input pulse to the amplifier 4 with the necessary gain or attenuation factor. At the same time, the parameters of the delay line are selected so that the linear gate 3 is open when the pulse reaches its maximum. A series of operations is then performed, associated with converting the cut-out portion of the input pulse, into a digital code (decimal) entering the address register 11. The digital value of the measured amplitude is recorded by the registration unit 10. The invention The device dp of measuring the amplitudes of random pulsed signals containing serially connected delay line and linear gates, discriminators of the upper and lower levels, the coincidence element, the control unit, charging unit, the address serga generator, the address register and the registration unit, you the downstream discriminator stroke is connected to the input of a charge-discharge unit whose output is connected to the generator input of the address series, the device input is connected to the input of the coincidence element with the first input control unit, and through the upper-level discriminator to the second input of the control unit, the output of the coincidence element is connected to the third input of the control unit, the first output of which is connected to the control input of the linear gate, the second to the control input of the charge-discharge unit, the third to the first the address register input, the second address register input is connected to the address series generator output, the main address register outputs are connected to the i-th inputs of the registration unit, and the output address register overflow is the fourth the input of the control unit, characterized in that, in order to reduce the measurement error of the amplitude of the pulses when they change in a large dynamic range without increasing the number of analog-to-digital conversion channels, a splitter, a gain selector unit and an amplifier with an adjustable gain factor are inputted to the splitter input is connected to the input of the coincidence element and is the input of the device, one output of the splitter is connected to the input of the delay line, and the i th outputs are connected to the i-th inputs of the coefficient selection unit of the amplification amplifier, the i -th outputs of which are connected with the i -th control inputs of the amplifier with adjustable gain, with the i inputs of the control unit and the recording unit, the amplifier input with adjustable gain is connected to the output of the linear gate, and the output with the input discriminator lower level. Sources of information taken into account in the examination 1, Description of the serial pulse voltmeter VK7-1OA.

2. Metalin L. A. et al. Egtektronnye metody teplovykh fiziki M, Atomizdat,