Смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов

(54)СИЕСИТЕЛЬ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЗЛЕКТРИЧЕСКИХ СИНАЛОВ(57) Изобретение относится кроизмерительной технике и моиспользовано в стробоскопическихциллографах и измерителях мгных значений электрических сЦель изобретения - повышение точности преобразования. Устройство состоит из первого 1 и второго 12 ключей, накопительного 2 и разделительного 8 конденсаторов, резистора 3 обратной связи, повторителя 4 напряжения, усилителя 5, цепи 6 обратной связи элемента 7 смещения, резистора 9 смещения, элемента 1 О нагрузки повторителя напряжения, шунтирующего резистора 11, Цепь в обратной связи выполнена на операционном усилителе, элемент 7 смещения - на диоде, элемент 1 О нагрузки - на источнике постоянного тока, а второй ключ 12 - на транзисторе. В описании приведены формулы, позволяющие определить граничную частотувысокочастотного фильтра и значение шунтирующего резистора 11, при котором отсутствуют искажения. 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной :ехнике и может быть использовано н сгробоскопических осциллографах и измерителях мгновенных значений электрических 121 сигналов,Целью изобретения является повы"шение точности преобразования.На чертеже представлена структурная электрическая схема.Устройство состоит из первогоключа 1, йакопительного конденсатора 2, резистора 3 обратной связи,повторителя 4 напряжения, усилителя 5, цепи б обратной связи, элемента 7 смещения, разделительного конденсатора 8, резистора 9 смещенияэлемента 10 нагрузки повторителянапряжения, шунтирующего резистора11 и второго ключа 12,Сигнальный вход первого ключа 1соединен с п(иной : исследуемого сигнала, а управляющий вход - с первойобкладкой разделительного конденсатора 8 и первым выводом резистора 9смещенйя, первая обкладка накопительного конденсатора 2 соединенас общей шиной, а вторая обкладка -с первым выводом резистора 3 обратной связи и входом повторителя 4 напряжения, выход которого соединен сшиной выходного сигнала, входом усилителя 5 и первым выводом элемента7 смещения, второй вывод которогосоединен с первым выводом элемента10 нагрузки повторителя напряженияи вторым выводом резистора 9 смещения, причем выход усилителя ", ерез цепь б обратной связи соединенс вторым выводом резистора 3 обратной связи, вторая обкладка разделительного конденсатора 8, - с шинойстроб-импульсов, второй вывод элемента 10 нагрузки повторителя напряжения - с шиной источника питания. Сигнальный вход второго ключа 12 соединен с выходом первогоключа 1 и первым вьщодом шунтирующего резистора 11, управляющий входс управляющим входом первого ключа1, а выход - с второй обкладкой накопительного конденсатора 2, второйвывод шунтирующего резистора 11 соединен с вторым выводом резистора 3обратной снязиеЦепь б обратной связи выполненана операционном усилителе, элемент7 смещения - на диоде, элемент 10 3420 2нагрузки - на источнике постоянного тока.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии транзисторыпервого и второго ключей 1, 12 закрыты. Накопительный конденсатор 2связан с шиной исследуемого сигналачерез паразитные емкости сток-исток О транэисторон ключей 1,12,Шунтирующий резистор 1 образуетс паразитными емкостями сток-истоктранзисторов первого и второго ключей 1, 12 и с накопительным конден сатором 2 высокочастотный фильтр сграничной частотойГ,2 ец (с,+ с с 11 )Сй+ Сгде К - величина шунтирующего ре20 зистора 11;С - емкость сток-исток транзистора ключа 1;С - емкость сток-исток транзис 2тора ключа 12;2 С - величина емкости накопиНтельного конденсатора 2.Высокочастотный фильтр с граничной частотой Г эффективно ограничивает амплитуду проходящего через паразитные емкости сток-исток транзисторов первого и второго ключей1, 12 исследуемого сигнала при частоте сигналас Я (2) 35 что позволяет значительно уменьшитьискажения преобразованного сигналапри выполнении соотношениясс (3)где Г( - верхняя граничная частота 40 усилителя 5, определяемая неискаженной передачей расширенного импульса.Строб-импульс, поступающий на управляющие входы ключей 1, 12 через 45 разделительный конденсатор 8, открывает транзисторы ключей. За времястробирования накопительный конденсатор 2 заряжается через открытыетранзисторы ключей 1, 12 до напряжения, пропорционального входномусигналу.По окончании стробирования транзисторы ключей 1, 12 закрываютсяи происходит разряд накопительногоконденсатора 2 через резистор 3 обратной. связи и цепь 6 обратной свя- Фзи, н результате чего на накопительном конденсаторе 2 формируется рас(6) нен с вторым выводом резистора обратной связи. 55 ВНИИПИ Заказ 778/55 Тираж 730 Подписное Фипиап ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4 ширенный импульс, проходящий через повторитель 4 напряжения на шину выходного сигналаВторой ключ 12, выполненный на транзисторе, необходим для отключения шунтирующего резистора 11 от высокоомной цепи разряда накопительного конденсатора 2 после выборки очередного значения исследуемого сигнала.Подключение истока транзистора ключа 1 и стока транзистора ключа 12 через шунтирующий резистор 1 к выходу цепи 6 обратной связи позволяет сохранить широкий динамический диапазон входных сигналов.Для обеспечения нормальной работы устройства необходимо выполнение соотношениягде К - выходное сопротивление цеьыкпи 6 обратной связи.Это соотношение легко выполняется, если в цепи обратной связи использовать повторитель напряжения или операционный усилитель.Шунтирующий резистор,11 не должен шунтировать цепь заряда нако - пительного конденсатора 2 при открытых транзисторах ключей 1., 12, для для чего необходимо выполнение соотношенияКыКко + Когде К - сопротивление открытоготранзистора ключа 1;К - внутреннее сопротивлениеоисточника, исследуемого сигнала.Соотношения (1),(2),(3) и(5) позволяют, определить значение шунтирующего резистора 11, при котором отсутствуют искажения, обусловленные прохождением исследуемого сигнала через паразитные емкости транзисторов ключей на вход повторителя напряжения при закрытых транзисторах ключей 1, 12 При реализации предлагаемого уст. ройства в виде полупроводниковой интегральной схемы на основе арсенида галлия основные элементы схемы име 15 20 25 30 35 40 45 50 ют следующие значения: С 2 0,2 пф, С,=С 2 О,1 пФ, Ко =50 Омф К Р 50 Ом й, =100 МГц, К =1 кОм.Полоса пропускания устройства составляет 1 ГГЦ при коэффициенте передачи 0,7, При этом величина исследуемого сигнала, проходящего на выход устройства при закрытых транзисторах ключей, не превышает 1 Х от амплитуды входного сигнала. Формула изобретения Смеснтель стробоскопического преобразователя электрических сигналов, содержащий первый, вЫполненный на транзисторе ключ, сигнальный вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а управляющий вход - с первой обкладкой разделительного конденсатора и первым выводом резистора смещения, первая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей шиной, а вторая об-, кладка - с первым выводом резистора обратной связи и входом выполненного на транзисторе повторителя напряжения, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, входом усилителя и первым выводом элемента смещения, второй вывод которого соединен с первым выводом элемента нагрузки повторителя напряжения и вторым выводом резистора смещения, при-. чем выход усилителя через цепь обратной связи соединен с вторым выводом резистора обратной связи; вторая обкладка разделительного конденсатора - с шиной строб-импульсов, второй вывод элемента нагрузки повторителя напряжения - с шиной источника питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен шунтирующим резистором и вторым, выполненным на транзисторе ключом, сигнальный вход которого соединен с выходом первого ключа и первым выводом шунтирующего резистора, управляющий вход - с управляющим входом первого ключа, а выход - с второй обкладкой накопительного конденсатора, второй вывод шунтирующего резистора соеди