Пороговое устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХОО,ИРЬНЕПЕИРЕСПУБЛИК А С 05 В 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДДРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТий ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 413451, кл. С 05 В 1/01, 1971.2. Авторское свидетельство СССР по заявке.В 2718591, кл.б 05 В 1/01, 1979 (прототип).(54)(57) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные аттенюатор, эмиттерннй повторитель, первый развязывающий диод, первый регулятор тока, ключ, выход эмиттер 8010167 ного повторителя соединен с однимэлектродом туннельного диода и свходом нормирователя, входы питанияключа, эмиттерного повторителя инормирователя подключены к шине питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения диапазонарегулирования уровней устройства,в него введены элемент задержки, второй развязывающий диод и второй регулятор тока, входом подключенныйк шине питания, а выходом черезвторой развязывающий диод - к входунормирователя, выход которого черезэлемент задержки подключен к управляющему входу ключа.50 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах упоавления и регулирования в качестве устройства сравнения видеосигналов с пороговым уровнем. 5Известны устройства, предназначенные для регистрации длительностипревышения видеосигналами заданногопорогового уровня, содержащие нелинейные элементы с й-образной харак Отеристикой (например туннельные диоды ) и коммутируемые цепи смещения,задающие ток в нелинейном элементе.Известное устройство содержиттуннельный диод ТД 1 и две коммутируемые цепи смещения, задающие токчерез ТД 1.В данном устройстве при отсутствии входного сигнала к ТД подключена первая цепь смещения, задающаяположение рабочей точки на первой 2 Овосходящей ветви характеристики ТД.Устройство устойчиво фиксируетмоменты пересечения видеосигналомпорогового уровня, если крутизнаГФронтов видеосигнала достаточно велика. Если видеосигнал имеет пологие фронты, то в Моменты пересечения им порогового уровня возникаетгенерация, которая существенно снижает точность Фиксации и создает 30помехи.Наиболее близким к предлагаемому"По технической сущности и достигаемому результату является устройство, которое содержит последователь-35но соединенные аттенюатор, эмиттерныйповторитель, ТД и коммутатор, приэтом выход коммутатора через первуюцепь обратной связи, содержащую резистор и диод, соединен с катодом 4 ОТД, а через вторую цепь обратной связи, включающую усилитель и регуляторс входом эмиттерного повторителяр 1.Недостатком известного устройстваявляется сравнительно узкий диапазон регулирования порога, что существенно ограничивает амплитудныйдиапазон входных сигналов, длительнос.ти которых могут быть измерены с необходимой точностью на любом ихуровне от нулевого до амплитудногозначений.Цель изобретения - расширениедиапазона регулирования пороговых уровней.Указанная цель достигается тем,что в пороговое устройство, содержащее последовательно соединенныеаттенюатор, эмиттерный повторитель,первый развязывающий диод, первыйрегулятор тока, ключ, выход эмиттер-, 60ного повторителя соединен с однимэлектродом туннельного диода и свходом нормирователя, входы питанияключа, эмиттерного повторителя инормирователя подключены к шине пи тания, введены элемент задержки, второй развязывающий диод и второй регулятор тока, входом подключенный к шине питания, а выходом через второй развязывающий диод - к входу нормирователя, выход которого через элемент задержки подключен к управляющему входу ключа.В предлагаемом устройстве порог срабатывания по переднему фронту входного сигнала задается суммой коммутируемого и некоммутируемого токов, а порог срабатывания по заднему - только некоммутируемым током, величина которого может быть установлена в пределах от 0 до 1 при этомФ выключение коммутируемого тока после фиксации момента пересечения передним фронтом сигнала порогового урсвня и включение его после фиксации момента пересечения его задним фронтом сигнала производится с задержкой; при которой исключается генерация.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.Устройство содержит аттенюатор 1, эмиттерный повторитель 2, туннельный диод (ТД 1 3, нормирователь 4, развязывающие диоды 5 и б, регуляторы 7 и 8 тока например резистивные ), элемент 9 задержки и ключ 10.На фиг. 2 обозначено: 11 - сигнал на входе устройства, 12 - сигнал на электроде туннельного диода 3, 13 - диаграмма изменения тока смещения, протекающего через ТД 3;14 - импульс на выходе нормирователя 4, 15 - импульс на выходе ключа 10.В соответствии с приведенной схемой шина питания устройства посредством параллельно включенных коммутируемой и некоммутируемой цепей смещения, первая из которых включает последовательно соединенные ключ 10, регулятор 8 тока и включенный в прямом по отношению к питающему напряжению диод б, а вторая - последовательно соединенные регулятор 7 тока и включенный аналогично диоду б диод 5, связана с выходом эмиттерного повторителя 2, вход которого связан через аттенюатор 1 с входом устройства, с входом включенного в прямом по отношению к питающему напряжению и к входному сигналу туннельного диода 3 и с входом нормирователя 4, выход которого является выходом устройства и связан через элемент 9 задержки с управляемым входом ключа 10.Устройство работает следующим образом.В.исходном состоянии при отсутствии входного сигнала через ТД 31016769 ВНИИПИ Тираж 8 каэ 3385/4 Подписное илиал ППП фПатентф,.Ужгород, ул.Проектн протекает суммарный ток, задаваемыйобеими цепями смещения, который определяет положение рабочей точки напервой восходящей ветви характеристики ТД 3 (см, 13, фиг. 2).Для исключения гистерезиса токив цепях смещения устанавливаются,исходя из условия:и ( ю 1 см 2) в см 2где 3 , 3 - токи, задаваемыесмсм 2,коммутируемой и некоммутируемой цепями смещения соот-ветственно.При поступлении входного сигнала(см. 11, Фиг. 2 ) ток через ТД 3 начинает возрастать и в момент достижения им пикового значения рабочаяточка скачком перебрасывается навторую восходящую ветвь характеристики ТД, при этом на нем возникаетскачок напряжения (см. 12, фиг. 2),который усиливается нормирователем4 достандартной амплитуды (см. 14,фиг. 2 )и затем передается черезэлемент 9 задержки на ключ 10 (см.15,фиг. 2);Элемент 9 обеспечивает задержкув выключении ключа 10 и тем самымвыключение тока 3 и (см, 13,фиг.2 )на время ю , при котором входнойсигнал достигаЕт значения, обеспечивающего устойчивое расположение рабочей точки на второй ветви характеристики, благодаря чему исключаетсявозможность возникновения генерации.Величина ь выбирается исходя иэминимальной крутизны фронтов вход-.ных сигналов и берется тем больше,чем меньше крутизна.В момент выключения ключа 10(см. 15, фиг. 2 ) ток Л. м выключа-.ется и через ТД 3 протекает ток Эсм(см. 13, фиг. 2 ) и ток, задаваемыйвходным сигналом. При уменьшении входного сигналарабочая точка опускается по второйветви н в момент до:тижения токомчерез ТД значения тока впадины ЛВскачком перебрасывается на первуюветвь характеристики,при этом наТД 3 возникает перепад напряжения(см, 12, фиг. 2 ), по которому формируется задний Фронт выходного импульса (см. 14, фиг. 2 ). Ключ 10через время с, эа которое сигнал .уменьшится до значения, исключающе-.го воэможность возникновения генерации, снова подключает к шине питания коммутируемую цепь смещения, и 15 устройство возвращается в исходноесостояние.В результате с выхода устройства.снимается нормированный по амплитуде импульс (см. 14, фиг. 2 ), фронтыкоторого точно соответствуют моментам пересечения фронтами входногосигнала заданного порогового уровня.В предлагаемом устройстве величина тока смещения2 выбирается 5 только из условия установки нужногопорога и может быть взята сколь.чгодно малой, вплоть до нулевогозначения, поэтому верхний пределдиапазона пороговых уровней в нем 30 равен. ВвВ известном устройстве величинатока 3 2 выбирается из условияустановки нужного порога и из условия исключения генерации, в соответствии с которым не может быть взята меньше Зо 2 поэтому верхнийпредел диапазона пороговых уровнейв нем равен1 Эв ОС 2 ем ьУстройство обеспечивает необходи мую точность регистрации длительности входных сигналов на любом заданном уровне в более широком (в 1,4 +1,5 раза )диапазоне значений ихамплитуд.