Устройство фиксации уровня сигналов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 748850(51)М. Кл. Н 03 К 5/20 Н 04 М 5/18 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(54) УСТРОИСТВО ФИКСАЦИИ УРОВНЯ СИГНАЛА Изобретение относится к радиотехнике .и может быть использовано в телевизионных фиксаторах уровня сигнала а также в измерительных устройствах для восстановления постоянной состав- з ляющей импульсных и синусоидальных сигналов.Известно устройство фиксации уровня сигнала, содержащее источник сигнала, выход которого подключен к пер вой обкладке переходного конденсатора, второй обкладкой подсоединенного через первый резистор к инвертирующему входу операционного усилителя и через второй резистор. - к источнику фиксируемо 45 го уровня и неинвертирующему входу операционного усилителя Г 13 . Недостаток известного устройства состоит в узком динамическом диапаэо не. Объясняетск это следующим. Выход- ной каскад операционного усилителя работает в режиме эмиттерного повторителя с малым сопротивлением в цепи эмиттера. В открытом состоянии выходное сопротивление определяется малым сопротивлением открытого транзистора. В закрытом состоянии оно равно эмиттерному сопротивлению, также достаточно малому. Поэтому изменение выходного сопротивления, определяющее в большой степени динамический диапазон при . обработке сильных сигналов, невелико. При слабых сигналах выходной транзистор полностью не запирается, поэтому выходной уровень остается постоянным, равным фиксируемому. В результате ко эффициент передачи слабого сигнала близок к нулю, и слабые сигналы на выход не поступают.Цель изобретения - расширение динамического диапазона.Для этого в устройство фиксации уровня сигнала, содержащее источник сигнала, выход которого подключен к первой обкладке переходного конденсатора, второй обкладкой подсоединенного через первый резистор к инвертирующему входу операционного усилителя и через второй резистор - к источнику фиксируемого уровня и неинвертирующему входу операционного усилителя, введен безынерционный ключевой элемент, включенный между второй обкладкой конденсатора и выходом источника фиксируемого "уровня, управляющий вход которого подключен к выходу операционного усилителя.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства,748850 Формула изобретения Патент, ул, Проектная,4 илиал ПП Ужгоро Устройство содержит источник сигнала 1, перехрдной конденсатор 2, резистор 3, операционный усилитель 4,безынерционный ключевой элемент 5, резистор б и источник 7 фиксируемогоуровняИсточник сигнала 1 соединен с первой обкладкой переходного конденсатора2, вторая обкладка которого подключена к выходу устройства и через резистор 3 соединена с инвертирующим входом операционного усилителя 4, к 10неийвертирующему входу которого подключен источник 7 Фиксируемого уровня,Между второй обкладкой конденсатора2 и выходом источника 7 Фиксируемогоуровня включены резистор б и ключевойэлемент. 5, управляющий вход которогосоединен с выходом операционного усилителя. В качестве безынерционногоключевого элемента 5 может быть использован любой электронный ключ, 20имеющий малое выходное сопротивлениев режиме замыкания и большое в разомкнутом состоянии, а также достаточновысокую крутизну характеристики управления, например полевой транзистор,Устройство работает следующимобразом.При отсутствии сигнала на выходеустройства через резистор б устанавливается потенциал, заданный источником 7 Фиксируемого уровня. При этом 30на входы усилителя 4 поступают практически одинаковые напряжения, поэтому напряжение на его выходе близкок нулю и ключевой элемент 5 разомкнут,При появлении на выходе источника 35сигнала 1 отрицательного импульса операционыый усилитель 4 разбалансиру"ется-,-"на"его выходе появляется положительное напряжение , которое отпирает ключевой элемент 5, Благодарямалому внутреннему сопротивлению замкнутого ключевого элемента 5 йапряжение на вйходе устройства поддерживается равным Фиксируемому, .а конденсатор 2 заряжается до напряжения, равного амплитуде отрицательной полуволны. При появлении положитЕльной полуволны выходное напряжение оказывается восстановленным, посколькук положительной полуволне добавляетсянапряжение отрицательной полуволны, 50зафиксированное на конденсаторе 2.При этом операционный усилитель 4 разбалансируется, но теперь на его выходе появляется отрицательное напряжение, запирающее ключевой элемент 5. 55 Таким образом, сигнал оказываетсявосстановленным относительно Фиксируемого уровня. Как только выходнойсигнал начинает пересекать Фиксируемый уровеньт.е. в некоторые моменты выходное напряжение становитсяменьше фиксируемого значения, операционный усилитель 4 разбалансируется,на его выходе появляется положительное напряжение, открывающее ключевойэлемент 5. Выходное напряжение становится равным Фиксируемому, а конденсатор 2 подзаряжается через малое внутреннее сопротивление ключевого элемента 5.В результате введение в устройство безынерционного ключевого элемента 5 значительно улучшает Фиксацию уровня малых сигналов, посколькув момент регулирования усиление операционного усилителя 4 может бытьсамым высоким (из-за отсутствия обратной связи) и к тому же добавляетсяусиление ключевого элемента 5 (например, полевого транзистора).Кроме того, выходные характеристики ключевого элемента 5 могут бытьвесьма высокими (в частности, сопротивление замкнутого ключа - весьмамалым).Благодаря четкой Фиксации слабыхсигналов расширяется динамическийдиапазон устройства,Устройство Фиксации уровня сигнала, содержащее источник сигнала, выход которогО подключен к первой обкладке переходного конденсатора, второй обкладкой подсоединенного черезпервый резистор к инвертирующему входу операционного усилителя и черезвторой резистор - к источнику фиксируемого уровня и неинвертирующемувходу операционнОго усилителя, о т-,л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения динамического диапазона, в него введен безынерционныйключевой элемент, включенный междувторой обкладкой конденсатора и выходом источника фиксируемого уровня,управляющий вход которого подключенк выходу операционного усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 485572, кл, Н 04 й 5/16, 5.03.73,