Детектор амплитудно-модулированных сигналов

Детектор амплитудно-модулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: детектор амплитудно-модулированных сигналов содержит три операционных усилителя 1-3, повторитель 4 напряжения, компаратор 5. четыре диода 6-9, первый 10 и второй 11 дополнительные диоды, пять резисторов 12-16, конденсатор 17, первую RS-цепь 18, 19. вторую RS-цепь 20, 21. переключатель 22 с узлом управления, замыкающим и размыкающим контактами, входную 23 и выходную 24 шины . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 0 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1356188 (21) 4818489/09 (22) 23,04.90 (46) 07.05.92. Бюл. N. 17 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Электроавтоматика" (72) А,Н.Хрисанов. M:Ë,Øèïÿöêèé, Б.С.Абезгауз, В.А,Шифрин и Б.М.Рафалькес (53) 621,376.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1356188, кл, Н 03 О 1/10, 1984.

„, SU ÄÄ 1732421 А2 (54) ДЕТЕКТОР АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (57) Сущность изобретения: детектор амплитудно-модулированных сигналов содержит три операционных усилителя 1 — 3, повторитель 4 напряжения, компаратор 5, четыре диода 6 — 9, первый 10 и второй 11 дополнительные диоды, пять резисторов 12-16, конденсатор 17, первую RS-цепь 18, 19. вторую

RS-цепь 20, 21. переключатель 22 с узлом управления, замыкающим и размыкающим контактами, входную 23 и выходную 24 шины. 2 ил.

1732421

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, может быть использовано для построения прецизионных быстродействующих температурностабильных аналоговых вычислительных и автоматических систем, и является усовершенствованием устройства по авт. св, N 1356188.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона детектируемых сигналов, На фиг, 1 представлена схема детектора амплитудно-модулированных сигналов; на фиг. 2 — временная диаграмма работы, Детектор амплитудно-модулированных сигналов содержит три операционных усилителей 1 — 3, повторитель 4 напряжения, компаратор 5, четыре диода 6-9, первый 10 и второй 11 дополнительные диоды, пять резисторов 12 — 16, конденсатор 17, первую

RC-цепь 18-19, вторую RC-цепь 20-21, переключатель 22 с узлом управления, замыкающим и размыкающим контактами, входную 23 и выходную 24 шины. Элементы детектор,а . амплитудно-модулированных сигналов соединены между собой (фиг. 1).

Детектор амплитудно-модулированных сигналов работает следующим образом.

В случае детектирования нарастающего переменного напряжения в первый момент времени двухкаскадный амплитудный детектор, состоящий из первого операционного усилителя (ОУ) 1, повторителя 4 напряжения, первого 6 и второго 7 диодов, первого резистора 12, конденсатора 17, работает как составной неинвертирующий ОУ с единичным коэффициентом усиления, поддерживая на выходе повторителя 4 и инвертирующих входах первого OY 1 и повторителя 4 потенциал, равный входному.

При этом на вход компаратора 5 поступает сигнал переменного тока и с его выхода — на параллельную RC-цепь 20-21, на которой выделяется переменный сигнал незначительной амплитуды, зависящий от выбранной постоянной времени RC-цепи 20-21. В результате первый дополнительный диод 10 закрыт. При этом на входе узла управления переключателя 22 — сигнал, близкий к нулю, и его размыкающий контакт нормально замкнут, подключая выход первого ОУ 1 через второй диод 7 к неинвертирующему входу повторителя 4 напряжения.

Так как повторитель 4 напряжения, е свою очередь, включен как неинвертирующий ОУ с единичным коэффициентом усиления, то потенциал íà его неинвертирующем входе также равен в этот период времени входному потенциалу, поэтому потенциал на выходе первого ОУ 1 превышает входной

5 е

25

40 с н

У (45 с н

50 г ж н

55 б

У р о потенциал на величину 0рц — падение напряжения на прямосмещенном переходе первого диода 6 (фиг. 2, график е).

Таким образом, в первую четверть периода времени напряжение 0 на выходе первого ОУ 1 сдвинуто относительно входного напряжения Up< в сторону положительных напряжений.

После перехода Ue и U" одновременно через максимум первый диод 6 запирается, так как напряжение на конденсаторе 17 (U

17) остается практически неизменным, напряжение U стремится уменьшиться вслед за уменьшением Uex, При этом обратная связь составного ОУ "разрывается", так как напряжение на его выходе остается фиксированным, и изменение напряжения на инвертирующем входе первого ОУ 1 более никак с ним не связано. В условиях, когда первый диод 6 заперт, первый ОУ 1 также не имеет обратной связи, и напряжение Ue стремится скачком уйти в сторону отрицательных напряжений, Однако, когда напряжение U становится меньше входного на величину Upn. первый диод 6 отпирается, обратная связь первого ОУ 1 восстанавливается и далее в течение второго, третьего и четвертого полупериодов U сдвинуто по отношению к U» на Upn в сторону отрицательных напряжений (фиг. 2, график е).

Тем временем конденсатор 17 разряжается входным током повторителя 4 напряжения (фиг, 2, график а). Когда 08 достигает значения Ue x, обратная связь составного

ОУ "восстанавливается", напряжение 0 скачком увеличивается до напряжения, способного обеспечить подзаряд конденсатора

17. С конца пятой четверти периода процесы приобретают периодический характер и а вершине каждой положительной полволны наблюдается характерный выступ фиг. 2, график е), Далее на резисторах 15 и 16 суммируютя входное и выходное напряжения, так что а неинвертирующем входе второго ОУ 2 ри R15-R16

3 Uex + 0вых Um 0вых

+ 2 2 2 де 0 и 0 ых — входное и выходное напряения.

В установившемся режиме выходное апряжение равно входному напряжению

Если амплитуда входного напряжения ольше выходного, то в отрицательном полпериоде на неинвертирующем входе втоого ОУ 2 появятся "пички" напряжения трицательной полярности (фиг. 2, графики

1732421

55 а и б). На время этих "пичков" на выходе . второго ОУ 2 возникают импульсы отрицательного напряжения, заряжающие через резистор 13 конденсатор 19 первой RC-цепи. В промежутках времени между "пичка.ми" конденсатор 19 разряжается до напряжения, близкого к напряжению отрицательного источника опорного напряжения -0,>г и отличающегося от него в сторону отрицательных напряжений на величину напряжения смещения третьего ОУ,З, При этом на инвертирующем входе третьего ОУ

3 напряжение более отрицательное, чем на неинвертирующем входе, то на его.выходе установится положительное напряжение, запирающее диод 9 (фиг. 2, графики в, г и д).

Так как выходное напряжение U»x всегда . несколько меньше амплитуды входного напряжения из-за разряда конденсатора 17, описанный режим работы реализуется в установившемся режиме или при возрастании амплитуды входного сигнала, когда устройство работает как двухкаскадный амплитудный детектор, так как закрытый диод 9 разрывает обратную связь с выхода третьего ОУ 3 на конденсатор 17.

Если амплитуда входного сигнала убывает, то на неинвертирующем входе второго

ОУ 2 образуется пульсирующее напряжение положительного знака (фиг. 2, графики а и б). На выходе второго ОУ 2 не формируется очередной импульс отрицательной полярности, поэтому конденсатор 17 разряжается до напряжения более высокого, чем напряжение отрицательного источника опорного напряжения, в этот момент напряжение на инвертирующем входе третьего ОУ 3 становится более положительным, чем на его неинвертирующем входе, и на его выходе . формируется отрицательное выходное напряжение, которое отпирает диод 9 и через резистор 14 разряжает выходное напряжение, которое отпирает диод 9 и через резистор 14 разряжает конденсатор 17 (фиг. 2, графики а, б, r и д).

Разряд конденсатора 17 продолжается до тех пор, пока выходное напряжение 0»х детектора не станет несколько меньше, чем амплитуда входного напряжения U><, после чего детектор продолжает работать в установившемся режиме, В случае детектирования сигналов, представленных в виде разнополярных напряжений постоянного тока и их сочетаний с сигналами переменного напряжения, положительное входное напряжение поступает на входную шину 23 и далее на неинвертирующий вход первого ОУ 1, на резистор 15 и инвертирующий вход компаратора 5. При этом на выходе компаратора

5 формируется отрицательное напряжение.

Отрицательное выходное напряжение компаратора 5 заряжает через вторую RS-цепь

20 — 21 конденсатор 21 и запирает второй дополнительный диод 11, переключатель 22 не срабатывает и его размыкающий контакт в нормально замкнутом состоянии связывает через диод 7 выход первого ОУ 1 с неинвертирующим входом повторителя 4 напряжения. Далее работа детектора амплитудно-модулированных сигналов протекает аналогично описанной выше.

При отрицательном входном напряжении, которое поступает на входную шину 23 и далее на неинвертирующий вход первого

ОУ 1, на резистор 15 и инвертирующий вход компаратора 5, на выходе компаратора 5 формируется положительное напряжение.

Это положительное напряжение через вторую RS-цепь заряжает конденсатор 21, открывает второй дополнительный диод 11 и подается на переключатель 22.

При этом переключатель 22 срабатывает и переключает выход первого ОУ 1 и через замыкающий контакт и первый дополнительный диод 10 к HBMHBepTNpóþщему входу повторителя 4 напряжения, Через резистор 12 замыкается отрицательная обратная связь с выхода повторителя 4 напряжения на инвертирующий вход первого ОУ 1, при этом на выходе 24 повторяется отрицательное входное напряжение. а диоды 6 и 7 остаются закрытыми, так как на них напряжение, близкое к нулю, являющееся результатом суммирования напряжений смещения нуля повторителя 4 напряжения и падения напряжения на первом резисторе 12 от входного тока первого

ОУ 1. При этом на входе ОУ 2 будет отрицательное напряжение, а на его выходе — напряжение, близкое к напряжению отрицательного источника -0, что приводит к формированию на выходе третьего ОУ

3 положительного напряжения, которое закрывает диод 9 и отключает цепь второго ОУ

2, обеспечивая работу детектора как двухка-. скадного повторителя напряжения.

Формула изобретения

Детектор амплитудно-модулированных сигналов по авт. св. N. 1356188. о тл и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона детектируемых сигналов, введены первый дополнительный диод, анод которого подключен к входу повторителя напряжения, переключатель, включенный между выходом первого операционного усилителя и катодами первого и первого дополнительного диодов соответственно, а между входом детектора амплитудно-модулированных сигналов и входом

1732421

Сйх Ы д е) Рог 2

Составитель M.Øèïÿöêèé

Техред М,Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор Г.Гербер

Заказ 1587 Т и раж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 управления переключателя, включены последовательно компаратор, интегри1

Ьк 1 рующая цепь и второй дополнительный диод, t