Логарифмический усилитель к дефектоскопу

Логарифмический усилитель к дефектоскопу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii)958956 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.10.80 (21) 3210706/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 N 29/04//

G 06 G 7/24

Гесударствеииый камитет

СССР

Опубликовано 15.09.82. Бюллетень №34

Дата опубликования описания 15.09.82 (53) УДК 620.179. . 16:620.335 (088.8) пю делам изобратеиий и аткрытий,*.. --..

А. Е. Иванов, В. А. Ильин и В. И. 6ахг (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного ЧНО исследовательский институт железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИ,ЛИТЕ,ЛЬ К ДЕФЕКТОСКОПУ

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в дефектоскопах, а также в автоматике при обработке сигналов с большим динамическим диапазоном.

Известен усилитель к дефектоскопу, содержащий последовательно соединенный эмиттерный повторитель, аттенюатор, каскады линейного усиления, детектор и каскад видеоусиления (1) .

Недостатком данного усилителя является низкая точность усиления, связанная с тем, что сигналы на входе усилителя ограничиваются, поскольку они имеют значительный динамический диапазон, тогда как каскады линейного усиления и видеоусиления имеют ограниченный динамический диапазон. Кроме того, за счет начальной нелинейности детектора слабые сигналы усиливаются также с амплитудными искажениями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является логарифмический усилитель к дефектоскопу, содержащий последовательно соединенные между собой п нелинейных каскадов, каждый из которых выполнен в виде дифференциального усилителя, сумматор, выход которого предназначен для подключения к индикатору дефектоскопа, а вход первого нелинейного каскада — к приемному преобразователю дефектоскопа (2) .

Недостатком известного усилителя явля. ется низкая точность контроля за счет нелинейности, вносимой при последующем детектировании радиочастотного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что усилитель снабжен и резисторами, каждый из которых соединен с вторым входом нелинейного каскада, и п выпрямительными мостами, входы каждого из которых включены между выходом и вторым входом нелинейного каскада, а выходы — с входами сумматора.

На чертеже представлена блок-схема логарифмического усилителя.

Логарифмический увсилитель к дефектоскопу содержит соединенные между собой п нелинейных каскадов 1, каждый из которых выполнен в виде дифференциального усилителя, сумматор 2, выход которого предназначен для подключения к индикатору дефектоскопа (на чертеже не показан), а

958956 вход первого нелинейного каскада 1 — к приемному преобразователю дефектоскопа (на чертеже не показан), а также и резисторов 3, каждый из которых соединен со вторым входом нелинейного каскада 1, и и выпрямительных мостов 4, входы каждого из которых включены между выходом и вторым входом нелинейного каскада 1, а выходы — с входами сумматора 2.

Логарифмический усилитель работает следующим образом.

На первый (неинвентирующий) вход первого нелинейного каскада 1 подается сигнал от приемного преобразователя дефектоскопа.

Амплитудные характеристики нелинейных каскадов 1 подобраны одинаковыми и имеют линейный участок с коэффициентом усиления К и участок ограничения выходного напряжения на уровне U0. По мере увеличения входного сигнала нелинейные каскады 1 последовательно, начиная с последнего, входят в режим ограничения. Выходной сигнал

20 сумматора 2 складывается из суммы выходных сигналов каждого нелинейного каскада 1 и для случая, когда количество нелинейных каскадов равно и, описывается следующими выражениями:

1-1пвык= 1-1п+ К вЂ” + — ф2- +... — — „",—;

1 в ограничении находится последний и каскад 1 1п Un п

U =2U + — + — +...

tl-(и 2 П-2

К к к в ограничении находятся предпоследний и последний нелинейный каскад 1 п

U — (п — 1)1 и+— в ограничении находятся все нелинейные зь каскады 1, кроме первого нелинейного каскада 1

U= rluï . в ограничении находятся все нелинейные каскады 1 40

Таким образом, уровень выходного сигнала в точках, соответствующих переходу в режим ограничения, получает постоянное приращение U при увеличении уровня входного сигнала в К раз.

Следовательно, результирующая характеристика логарифмического усилителя в идеальном случае формируется за счет линейно-кусочной аппроксимации логарифмической кривой.

Входной сигнал логарифмического усили- 50 теля является высокочастотным сигналом.

Детектирование его осуществляется и выпрямительными мостами 4, с выхода которых напряжение огибающей радиоимпульса подается на входы сумматора 2. Каждый нелинейный каскад 1 охвачен обратной связью, подаваемой через входы выпрямительного моста 4 на второй (инвентирующий) вход нелинейного каскада 1. Соотношение между динамическими сопротивлениями диодов выпрямительного моста 4 и сопротивлением резистора 3 определяет коэффициент усиления К нелинейного каскада 1. Для малых входных сигналов за счет большого динамического сопротивления диодов выпрямительного моста 4 коэффициент усиления К нелинейного каскада 1 значительно возрастает. При этом компенсируется начальная отсечка и нелинейность характеристики диодов выпрямительного моста 4. Благодаря этому при выделении огибающей радиоимпульса и подаче ее на вход сумматора 2, 4 значителььно сокращается ошибка, обычно возникающая при детектировании.

Соответственно уменьшается и погрешность результирующей амплитудной характеристики логарифмического усилителя.

Таким образом, предложенное устройство позволяет усилить радиочастотный сигнал, продетектировать его и передать в блок индикатора дефектоскопа видеоимпульс с большим динамическим диапазоном и малой нелинейной погрешностью детектирования. А это в свою очередь дает возможность без искажения отображать на экране индикатора или обрабатывать в блоке обработки сигналы от достаточно различных по размерам дефектов и существенно повысить точность контроля.

Формула изобретения

Логарифмический усилитель к дефектоскопу, содержащий соединенные последовательно между собой и нелинейных каскадов, каждый из которых выполнен в виде дифференциального усилителя, сумматор, выход которого предназначен для подключения к индикатору дефектоскопа, а вход первого нелинейного каскада — к приемному преобразователю дефектоскопа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен и резисторами, каждый из которых соединен с вторым входом нелинейного каскада и и выпрямительными мостами, входы каждого из которых включены между выходом и вторым входом нелинейного каскада, а выходы — с входами сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дефектоскоп ультразвуковой импульсный ДУК вЂ” 66П. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кишинев, «Электроточприбор», 1974.

2. Хьюз P. С. Логарифмические усилители. «Энергия», 1976, с. 31 — 34 (прототип).

958956

Редакор М. Дылын

Заказ 6774/60

Составитель Ю. Базилевич

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 36, Раугнская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4