Преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение

Преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п165 0229

Сава Севетвких

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.08.76 (21) 2399173/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень Л 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М.К .

Н ОЗК 13/20

Ci 011т, 19/26

Государственный комитет (53) УДК 681.325 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Г. H. Эйхенвальд (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЪ| ИМПУЛЬСОВ

В ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕН И Е,1

Изобретение — преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение— предназначено для использования в радиотехнических установках, в частности в электроизмерительной технике и в устройствах автоматического контроля амплитуды видеоимпульсов.

Известен преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение, содержащий пороговые устройства с регулируемым порогом срабатывания на входе, интегрирующие цепи на выходе и построенный по принципу нелинейной замкнутой следящей системы (1), К недостаткам этого устройства относятся сложность, зависимость результатов измерения от частоты следования и длительности измеряемых импульсов и неоднозначность исходного состояния устройства.

Известно также устройство, содержащее два амплитудных дискриминатора с фиксированным и у.правляемым порогами срабатывания, схему антисовпадений, два генератора тока для заряда и разряда запоминающего конденсатора и буферный каскад (2).

Недостаток такого устройства состоит в его сложности, вызванной тем, что заряд и разряд запоминающего конденсатора осуществляются по линейному закону постоянным током. Это требует введения в устройство двух генераторов тока, блока управления ими (схема автпсовпадений) и вспомогательного буферного каскада, позволяющего исключить влияние нагрузки на линейность заряда и разряда запоминающего конденсатора. Вторым существенным недостатком устройства является неоднозначность исходного состояния.

Цель изобретения — упрощение преобразователя и устранение неоднозначности исходного состояния.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение, содержащий амплитудный дискриминатор с управляемым порогом срабатывания и амплитудный дискриминатор с низким фиксированным порогом срабатывания, делители и резисторы нагрузки и отрицательной обратной связи, введены дифференциальный усилитель, диод и интегрирующая RC-цепь. При этом выходы обоих дискриминаторов соединены через делители с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого через диод и интегрирующую ЯС-цепь связан с резистором нагрузки, а также с вторым входом дискриминатора с управляемым порогом и через резистор отрицательной обратной связи с пнвертнрующим входом

30 дифференциального усилителя, 650229

Это позволяет изменить линейный характер заряда и разряда конденсатора на экспоненциальный и отказаться от схемы антисовпадений, генераторов тока заряда и разряда буферного каскада и обеспечить однозначность начального состояния устройства.

На фиг. I изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма.

Преобразователь содержит амплитудный 10 дискриминатор 1 с управляемым порогом срабатывания, амплитудный дискриминатор

2 с низким фиксированным порогом срабатывания, делители 3, дифференциальный усилитель 4, резистор 5 отрицательной об- 15 ратной связи, резистор 6 положительной обратной связи, диод 7, интегрирующую

RC-цепь 8 и резистор 9 нагрузки.

Порог дискриминатора 1 определяется напряжением на выходе устройства, Порог второго дискриминатора фиксирован и имеет минимальное значение. Импульсы подаются одновременно на оба дискриминатора.

Они срабатывают, если амплитуда на их входах превышает пороговый уровень. Так как у дискриминатора 2 низкий порог, то он срабатывает от каждого импульса. Импульсы с выходов дискриминаторов 1 и 2 через делители 3 поступают на оба входа дифференциального усилителя 4. Напряжение с выхода дифференциального усилителя 4 через диод 7 подается на интегрирующую

ЯС-цепь 8, а затем на резистор 9 нагрузки.

С выхода преобразователя постоянное напряжение проходит на управляемый порог дискриминатора 1, а через резистор 5 отрицательной обратной связи на инвертирующий вход дифференциального усилителя 4.

Если импульсы на выходе дискриминатора 1 отсутствуют, то импульсы с дискрими- 40 натора 2 переводят усилитель 4 в насыщение и благодаря положительной обратной связи через резистор 6 на выходе усилителя

4 фиксируется отрицательное напряжение.

При этом емкость интегрирующей цепи 8. 4разряжается через резистор 9 нагрузки и напряжение на управляемом пороге уменьшается до значения, равного амплитуде входных импульсов, При равенстве напряжения на управляемом пороге и амплитуды измеряемых импульсов дискриминатор 1 начинает срабатывать. Уровень импульсного напряжения с дискриминатора 1 на неинвертирующем входе дифференциального усилителя 4, за счет подбора резисторов в делителях 3, всегда превышает уровень импульсного напряжения на инвертирующем входе, и на выходе дифференциального усилителя 4 появляется положительное напряжение. Это напряжение фиксируется благо- 60 даря положительной обратной связи через резистор 6. Положительное напряжение через диод 7 попадает на интегрирующую цепь 8, и потенциал на выходе устройства и на управляемом пороге дискриминатора 1 Я возрастает до тех пор, пока не превысит амплитуду входных импульсов. Затем цикл повторяется с начала и напряжение на выходе преобразователя достигает стационарного значения, соответствующего амплитуде преобразуемых импульсов.

При налачии входных импульсов дифференциальный усилитель 4 работает в режиме сравнения амплитуд импульсов с запоминанием. Когда нет входных импульсов, дифференциальный усилитель 4 работает в режиме сравнения постоянных напряжений, причем в случае отсутствия входных импульсов напряжение на выходе дифференциального усилителя 4 может иметь произвольный знак, Если напряжение отрицательное, величина порогового напряжения дискриминатора 1 принимает минимальное значение и преобразователь готов к работе.

В случае положительного напряжения на выходе дифференциального усилителя 4 на неинвертирующем входе его устанавливается некоторый положительный уровень, а на инвертирующем входе положительный уровень возрастает благодаря резистору 5 отрицательной обратной связи, охватывающей интегрирующую цепь 8 и дифференциальный усилитель 4, до величины, превышающей уровень на неинвертирующем входс.

При этом напряжение на выходе устройства достигает своего максимального значения, а на выходе дифференциального усилителя 4 появляется и фиксируется отрицательное напряжение. Конденсатор интегрирующей цепи 8 начинает разряжаться, и устройство приходит в исходное состояние.

Замена характера заряда и разряда конденсатора позволяет существенно упростить устройство без изменения его технических характеристик.

На фиг. 2 кривая 10 изображает выходнос напряжение на выходе преобразователя в установившемся режиме, Основной характеристикой преобразователя является погрешность преобразования

ЛУ (1)

А вх где ЛУ вЂ” амплитуда пульсаций выходного напряжения;

Л вЂ” постоянный коэффициент;

U„- — амплитуда входных импульсов.

Величина пульсаций определяется приращением напряжения на конденсаторе интегрирующей цепью 8 за период следования входных импульсов Т. При линейном заряде конденсатора ду о А вх у (2) х где Е, — ЭДС источника зарядного напряпряжения; т — постоянная времени интегрирующей цепи, 650229

ЮХЕР т

При экспоненциальном заряде конденсатора т

ЛЕ/ — (E, — А.U„) ((— е ) (3)

5 или после разложения в ряд и упрощения ,ЬЕI = (Е, — А У,„) — .(1 — — — ) . (4) Так как третий сомножитель в выражении 1о (4) практически близок к 1, то уровень пульсаций на выходе устройства существенно не изменяется, т. е. упрощение устройства не приводит к ухудшению технических характеристик. 15

Из рассмотрения работы устройства видно, что использование пассивного RC-звена на выходе устройства позволяет существенно его упростить без ухудшения технических характеристик, так как это дает возможность отказаться от схемы антисовпадений, генераторов постоянного тока и буферного каскада, и использовать вместо них дифференциальный усилитель в режиме сравнения с запоминанием. Наличие дифференциаль- 25 ного усилителя, в свою очередь, легко устраняет неоднозначность исходного состояния устройства за счет введения дополнительной обратной связи.

Формула изобретения

Преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение, содержащий амплитудный дискриминатор с управляемым порогом срабатывания, амплитудный дискриминатор с низким фиксированным порогом срабатывания, делители и резисторы нагрузки и отрицательной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и устранения неоднозначности исходного состояния, в него введены дифференциальный усилитель, диод и интегрирующая RC-цепь, причем выходы обоих дискриминаторов соединены через делители с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого через диод и интегрирующую RC-цепь соединен с резистором нагрузки, а также с вторым входом дискриминатора с управляемым порогом и через резистор отрицательной обратной связи с инвертирующим входом дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2110654, кл. G 01R 19/04 опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 303593, кл. G 01R 19/26, 1971. 650229

Редактор И. Грузова

Заказ 2721/16 Изд. № 170 Тираж 1059 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Д. Голубович

Текрсд Л, Камышникова

Корректоры: Л. Котова и Л. Орлова