книги из ГПНТБ / Петренко А.И. Масштабно-временные преобразователи импульсных сигналов

Статическая погрешность преобразователя опреде­ ляется на основании основных соотношений, описывающих узлы устройства и связывающих выходную и входную ве­ личины преобразователя. В соответствии с рассмотренным процессом преобразования статическая погрешность обус­ ловлена погрешностью записи ординаты входного сигнала

j| на мишени потенциалоскопа, погрешностью представления отсчетного значения ординаты линии зарядного рельефа временным интервалом t* (14) и погрешностью преобра­ зования временного интервала в напряжение или число импульсов.

Погрешность записи е3 определяется линейностью канала записи устройства, стабильностью его характе­ ристик, а также правильностью выбора коэффициента уси­ ления усилителя входного сигнала Уѵ определяющего точ­ ность вписывания изображения входного сигнала в контур рабочего участка мишени. В схемном отношении элементы канала записи мало отличаются от узлов электронно-лу­ чевого осциллоскопа, поэтому обычный порядок резуль­ тирующей погрешности записи 1—1,5%.

Погрешность zt представления ординаты временным интервалом при развертывающем методе преобразования (т. е. отсчета интервала от момента запуска генератора пи­ лообразного напряжения до момента появления импульсаотметки) определяется нестабильностью начального уров-

.ня, нелинейностью пилообразного напряжения развертки и погрешностью определения момента пересечения считы­ вающего пучка с линией зарядного рельефа. Нестабиль­ ность начального уровня и нелинейность развертываю­ щего напряжения можно свести к минимуму выбором соответствующего схемного решения. Погрешность опре­

145

Погрешность ес преобразования временного интервала

внапряжение определяется нелинейностью пилообраз­ ного напряжения в амплптудио-ішпульсиом модуляторе. Если для обратного преобразования использовать напря­ жение строчной развертки считывания, погрешности за счет нелинейности развертывающих функций взаимно компенсируются [25].

Погрешность е„ преобразования временного интервала

вчпсло импульсов обусловлена нестабильностью тактовой частоты ускоряющих импульсов, конечной крутизной фронтов выходных импульсов широтно-импульсного мо­ дулятора, возможной потерей импульса при перебросе триггера модулятора и погрешностью дискретности по уровню. Чтобы снизить порядок е„ до 0,5—0,75%, приме­ няют кварцевую стабилизацию в генераторе ускоряющих импульсов, привязку момента появления первого импульса

кмоменту опрокидывания триггера, быстродействующий триггер в модуляторе н т. д.

Суммарную статическую погрешность е представления отсчетного значения ординаты в преобразователе можно оценить в 1,5—2%. Так как основные составляющие по­

грешности 8 определяются разрешающей способностью выбранной трубки N — 150 4- 200, то величину е мож­ но существенно уменьшить применением в преобразо­ вателе трубки памяти с большой разрешающей способ­ ностью.

Динамическая погрешность определения отсчетного значения обусловлена инерционностью измерительного тракта и может быть найдена по эквивалентной передаточ­ ной функции устройства [31]. Для нахождения эквивалент­ ной передаточной функции реальную нелинейную импульс­ ную схему устройства с шпротно-импульсным модулято­ ром ШИМ (рис. 48, а) заменяют схемой липейпого у ст ­ ройства с амплитудно-импульсным, модулятором АҢМ

146

(рис. 48, б) и элементом задержки

К,

ß =-jpUс — относительный коэффициент широтной моду­

ляции;

Kt — крутизна характеристики широтно-импульс­ ного модулятора;

Т — временной интервал.

Рпс. 48. К расчету масштабно-временного преобразователя как им­ пульсной системы:

а — импульсная система с Ш И М ; б — эквивалентная импульсная система с АЫ М ; в — временные диаграммы, поясняющие принцип эквивалентной замены; 1 — импульсный элемент; 2 — непрерывная часть.

Принцип эквивалентной замены импульсов ШИМ на АИМ показан на рис. 48, в,

147

На основании известных положений теории импульсных систем [31] для наиболее распространенной непрерывной части устройства типа апериодического звена первого порядка

( « I )

апериодического звена второго порядка

и инерцпонно-ннтегрирующего звена

аТ

(123)

9 (9 + а)

могут быть получены соответствующие выражения для эквивалентной передаточной функции:

где д =-jr— нормированная комплексная частота;

а и 6 — параметры непрерывной части устройства, равные отношению периода квантования Т- к соответствующим постоянным времени.

148

На основании выражений (124) — (126) выбирают па­ раметры непрерывной части преобразователя. В частности,

ла кадровой развертки считывания осуществлялась с помощью фантастронной схемы. Для установленного от-

•счетного значения определялась амплитуда импульса на выходе амплитудно-импульсного модулятора и число им­ пульсов в группе на выходе формирователя выходных и ускоряющих импульсов. Количество, импульсов подсчи­ тывалось счетчиком выходного блока. Полученные ста­ тические характеристики для разных коэффициентов уси­ ления входного блока приведены на рис. 49.

Динамическая точность преобразования проверялась на экране двухлучевого осциллографа сопоставлением формы

149

входных сигналов с выходными, представленными анало* говым напряжением и числом импульсов. В первом случае сопоставляемый выходной сигнал снимался с фильтра ап-

150

сопоставлялась с огибающей подсвеченной части растра и определялась процентная точность их соответствия.

Осциллограммы совмещенных па экране осциллографа входного и выходного сигналов системы, представленных последовательностью импульсов, показаны на рпс. 50, в. Сигналы совпадают с точностью до толщины линип. При выбранных линейных размерах изображения это соотвествует точности 1,5—2%, что хорошо согласуется с прове­ денными выше оценками.

ЛИТЕРАТУРА

трубки в режиме накопления зарядов с предварительной подготов­ кой экрана перед записью, Сб. «Автоматика и телемеханика», вып. 3, Госатомнздат, 1962.

2. А р х и п о в В. К., С т е п а н о в Б. М., Работа элек­ тронно-лучевой трубки в режиме накопления зарядов с принудитель­ ным отбором вторичных электронов при записи, Сб. «Автоматика и телемеханика», вып. 3., Госатомнздат, 1962.

3. А р х и п о в В. С., С т е п а н о в Б. М., Некоторые во­ просы телеметрии быстропротекающпх процессов, «Известия вузов

Телеизмерение времени с многострочной записью на трубке 18Л047, Сб. «Автоматика и телемеханика», вып. 2, Госатомпздат, 1962.

7. Д е н б н о в е ц к н й С. В., П е т р е н к о А. И., Мас­ штабно-временное преобразование импульсных сигналов, «Вопросы радиоэлектроники», серия 1, вып. 5, 1964.

8. Д ѳ н б н о в е ц к п й С. В., П е т р е н к о А. И., Т ѳ- т е л ь б а у м Я. И., Электронные преобразователи, сжимающие Спектр одиночных кратковременных импульсов для последующей машинной обработки информации, Труды Второй всесоюзной

151

М у д р а к ІО. Н., Автоматическое распределение изображений импульсов по экраиу потеицпалоскопа, Сб. трудов аспирантов КИИ,

на электронно лучевых трубках, Сб. «Вычислительная техника и ее применение», Госэнергоиздат, 1959.

16. Л я м п ч е в И. Я., Электронно-лучевые трубки для преобразования электрических сигналов (обзор иностранных па­

з о в Л. Д., З а в а р и н Г. Д., К р у с с е р Б. В., Щ ѳ л о -

применении трубок с накоплением зарядов в устройствах обработки

О согласовании параметров рецепторов и устройств обработки., информации, Доклад на III Всесоюзном совещании по автоматияескому управлению, Одесса, 1965.

152

штабно-временном преобразователе импульсных сигналов, Сб. тру­

к н й О. В., Широкополосные модуляционные магнитные головки с высокой отдачей, «Автоматика и приборостроение», Киев, 1964, № 4.

квантования при дискретном представлении слабого сигнала в шуме, «Радиотехника и электроника», т. 8, 1963, № 3.

Jior data processing, IRE Trans, on Industrial Electr., December, 1959.

153