Спосіб аналого-цифрового перетворювання для сигналів імпульсної рефлектометрії

Спосіб аналого-цифрового перетворення для сигналів імпульсної рефлектометри, який включає Корисна модель відноситься до області електронно-вимірювальної техніки і може бути використана для вимірювання сигналів, час появи яких відомий, наприклад, для імпульсної рефлектометрії. Перетворення аналогової величини у дискретне значення використовується у великій кількості практичних задач радіоелектроніки. Підвищення точності вимірювання аналогової величини дозволяє зменшити похибку визначення таких параметрів імпульсів як: часу появи сигналу та його тривалості Необхідність підвищення точності із одночасним збільшенням розрядів перетворення особливо актуально у задача вимірювання відстаней до неоднорідностей за допомогою наносекундних та пікосекундних сигналів у матеріалах [2] та вимірювання відстаней до неоднорідностей у лініях зв'язку [3]. Для вимірювання амплітуди короткотривалих сигналів у імпульсній рефлектометри використовуються загальні підходи для вимірювання таких сигналів. У якості аналогово-цифрових перетворювачів (АЦП) використовуються вже існуючи прилади. Відомо цілий ряд варіантів побудови АЦП: послідовного наближення, сигма-дельта, паралельні, конвеєрні, послідовної лічби [4, 5]. Серед існуючих типів, умові високої швидкодії перетворення та високої розрядності найбільш відповідають такі схеми реалізації АЦП - послідовного наближення, конвеєрні та паралельного порівняння. АЦП паралельного порівняння дозволяють отримати макси послідовне виконання циклів порівняння вимірюваного сигналу із опорним, що встановлюється в кожному циклі окремо, який відрізняється тим, що значення розрядів аналого-цифрового перетворювача (АЦП) визначається шляхом виконання кількох послідовних вимірювань, у кожному з яких визначається лише частина розрядів, починаючи від „старших" до „молодших". мальну швидкодію з усіх існуючих видів АЦП шляхом порівняння сигналу на 2 N компараторах. Зрозуміло, що при збільшенні розрядів N, кількість компараторів стає перешкодою у технічній реалізації. Наприклад, при N=14 необхідно 16384 однакових за своїми параметрами компараторів. Конвеєрні АЦП за рахунок використання внутрішнього конвеєру дозволяють суттєво зменшити кількість компараторів. Найближчий за реалізацією - це АЦП послідовного наближення [5]. АЦП послідовного наближення має суттєвий недолік - сигнал не повинен змінюватися на його вході під час виконання всього циклу перетворення. Для АЦП послідовного наближення час вимірювання повинен бути не більшим за час існування імпульсного сигналу, однак, для забезпечення високої розрізнювальної здатності, імпульсна рефлектометрія вимагає зменшення тривалості зондуючого імпульсу t. Тривалість часу, необхідного АЦП послідовного наближення для встановлення всіх розрядів, у загальному виді визначається за наступною формулою: ta4n=(tKOMn+tcr+t4an)*N, (1) де tK0Mn - час необхідний для спрацювання компаратора; t CT - час, який необхідний лічильнику послідовного наближення для формування наступного коду ЦАП; t4an - час встановлення на виході ЦАП напруги, відповідно до встановленого коду. CM О) 00 ю