Пиковый детектор

Пиковый детектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз ° Советскик

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е ()853561

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 30. 11. 79 (21) 2847761/18-21 (51 } М. Кд. с присоединением заявки И

G О1 R 19/04

Н 03 К 5/24 йеудврстввннв1й камнтвт

СССР (23) Приоритет по делан наобрвтвннй н открытий

Опубликовано 07. 08.8) ° Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 17. 08.8 1 (53) УДК 621.374..5(088.8) Н.Н.Зацепин, В.Ф.Силюк, И.И.Малько, Б.А.Сенько и Н.Н.Науменко (72) Авторы изобретения! — Отдел физики неразрушающего контроля АН Белорусской ССР и Белорусский политехнический институт (71) Заявители (54) ПИКОВЬЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, может быть использовано для детектирования и параметрического усиления сигналов.

Известен пиковый детектор, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с клеммами источника входного нанряжения через резистор, а неинвертиру1О ющий вход через резистор — с Землей.

Причем в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя включена параллельная цепь, состоящая из диода, шунтированного последователь15 но соединенными диодом и резистором, при этом диоды включены в противофазе (1 ).

Недостатком этого устройства является невысокая точность, чувствительность, а также ограничение быстродействия и динамический диапазон, так как для усиления используется один операционный усилитель, а формирование выходного напряжения осуществляется от сигнала, не превосходящего уровень входного. Помимо этого, коэффициент передачи устройства не может быть вьппе единицы.

Из известных наиболее близкйм по, технической сущности является пиковый детектор, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения (операционньп1 усилитель), каскад управления, электронный коммутатор и RC-фильтр 12).

В этом устройстве выходной сигнал RC-фильтра формируется as входного сигнала, что ограничивает быстродействие, точность, частотный и динамический диапазоны. Тбчность также ограничивается ввиду того, что из-за неполного запирания электронного коммутатора входное переменное напряжение смещает уровень выходного. Помимо этого, данное устройство не универсально, и.его коэффициент передачи всегда "1". Наи853561 электронных коммутаторов 3 и 4. Так как каскады коммутаторов 3 и 4 в простейшем случае представляют со бой, например, электронные ключи, 5 выполненные на полевых транзисторах с противоположными каналами, то при коэффициенте передачи делителя напряжения 7 К-1 в один из полупернодов напряжения U коммутатор 4 будет закрыт, и на входе коммутатора 3 появится напряжение Оо источника опорного напряжения 5, которое через открытый коммутатор 3 быстро зарядит емкость С RC-фильтра 6 до пикового значения входного напряжения Ох.

Поскольку выходное напряжение RC-фильтра 6 через делитель напряжения 7 поступает на второй вход элемента сравнения 1, то при равенстве входного напряжения RC-фильтра амплитудному значению входного напряжения

01, электронный коммутатор 4 открывается, а коммутатор 3 закрывается.

Емкость RC-фильтра 6 медленно разря25 жается. В следующий полупериод входного напряжения 0 процесс повторяется, и емкость С снова подзаряжается до пикового значения. .При коэффициенте передачи делизр теля напряжения 7 К= — процесс заря4

N да емкости С RC-фильтра прекратится только при напряжении на выходе

RC-фильтра 0ф, при котором выходное напряжение делителя напряжения 7

35 UylN =U . Следовательно, 0 =Н0

В отсутствии 0> на выходе RC-фильтра напряжение отсутствует, так как вхор

40 коммутатора 3 замкнут на Землю коммутатором 4. Это исключает дрейф нуля. Точность измерения также повышается за счет исключения влияния флуктуации фазовых соотношений меж45 ду моментом открывания коммутатора 3.

Это также приводит к расширению частотного диапазона.

I более существенными недостатками известного устройства являются огр,,ниченные коэффициенты передачи и функциональные возможности, а также невысокие точность, быстродействие, частотный и динамический диапазоны.

Целью настоящего изобретения является повышение точности, быстродействия и увеличение динамического диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в известный пиковый детектор, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения, каскад управления, электронный коммутатор и RC-фильтр, введены источник опо15ного напряжения, второй электронный коммутатор и делитель напряжения, причем, второй вход первого электронного коммутатора соединен с выходом источника опорного напряжения и входом второго электронного коммутатора, выход которого соединен с общей шиной, а другой вход — с первым входом первого электронного коммутатора и вы ходом каскада управления, один из входов элемента сравнения через делитель напряжения соединен с RC-фильт ром.

На чертеже представлена структурная схема пикового детектора.

Устройство содержит элемент сравнения (операционный усилитель) 1, один из входов которого соединен со входом устройства, а выход через каскад управления 2 соединен со вторыми входами электронных коммутаторов 3, 4 с противоположными каналами проводимости, первые входы которых связаны с выходом источника опорных напряжений 5. Выход второго электронного коммутатора 4 соединен с землей, а выход первого электронного коммутатора 3 связан со входом ВС-фильтра

6, выход которого через делитель напряжения 7 подключен ко второму вхо ду элемента сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое напряжение UX поступает 5О на один из входов элемента сравнения

1, на втором входе которого напряжение отсутствует. Напряжение, усиленное элементом сравнения 1 н каскадом управления 2, в качестве которого может 55 быть использован операционный усилитель с разорванной отрицательной обратной связью, поступает на вторые входы

Быстродействие устройства повышается за счет того, что для установления на выходе RC"ôèëüòðà напряжения U при зарядке емкости С через сопротивление коммутатора R < при C>--CR< от входного сигнала 0

u=u (i-1 ) требуется время t z от уровня 0 =

=0 потребуется время

Формула изобретения

Составитель Л.Николаева

Техред Н. Ковалева Корректор Н.Швыдкая

Редактор H.Êîëÿäà

Заказ 5666/2I Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При K=i и =t,ò.å. время заряда конечно. При К >1 -- 0, или

3-- - 1ГЗ

0, 3 что возможно только при t„» или

t g OСледовательно, при увеличении уровня напряжения U быстродействие устройства возрастает (время t умень2 шается).

Из вышесказанного также следует, что устройство может быть эффективно использ зBHo в качестве высокочувствительного параметрического усилителя сигналов при широком динамическом диапазоне.

Пиковый детектор, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения, каскад управления, элек-. тронный коммутатор и RC-фильтр, отличающийся тем, что, 853561 6 с целью повышения точности измерения, быстродействия и расширения динамического диапазона, в него вве дены источник опорного напряжения, второй электронный коммутатор и делитель напряжения, причем, второй

1 вход первого электронного коммутатора соединен с выходом источника опорного напряжения и входом второго электронного коммутатора, выход которого соединен с общей шиной, а другой вход — с первым входом первого электронного коммутатора и выходом каскада управления, один из входов элемента сравнения через делитель напряжения соединен с RC-фильтром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Шило -В.Л. Линейные интегральные схемы з радиоэлектронной аппаратуре, М., "Советское радио", 1974, с. 165 (аналог).

2. Авторское свидетельство СССР

У 549749, кл. G Ol R 19/22, 1976.