Логарифмический усилитель к дефектоскопу

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликц 958956(088.8) Опубликовано 15.0 Дата опубликовани аткрытии сс(72) Авторы изобретен Иванов, В. А. Ильин и Всесоюзный ордена Трудового Красного чно- сследовательский институт железнодорожного транспорта Заявител 54) ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ УСИ,ЛИТЕ,ЛЬ К ДЕФЕКТОСКОП Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано вдефектоскопах, а также в автоматике приобработке сигналов с большим динамическим диапазоном.Известен усилитель к дефектоскопу, содержащий последовательно соединенныйэмиттерный повторитель, аттенюатор, каскады линейного усиления, детектор и каскадвидеоусиления 1,Недостатком данного усилителя являетсянизкая точность усиления, связанная с тем,что сигналы на входе усилителя ограничиваются, поскольку они имеют значительныйдинамический диапазон, тогда как каскады линейного усиления и видеоусиленияимеют 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 усилительк дефектоскопу, содержащий последовательно соединенные между собой п нелинейныхкаскадов, каждый из которых выполнен ввиде дифференциального усилителя, сумматор, выход которого предназначен для подключения к индикатору дефектоскопа, а вход первого нелинейного каскада - к приемному преобразователю дефектоскопа 2 .Недостатком известного усилителя является 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), авход 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 1)п. По мере увеличения входного сигнала нелинейные каскады 1 последовательно, начиная с последнего, входят в режим ограничения. Выходной сигнал сумматора 2 складывается из суммы выходных сигналов каждого нелинейного каскада 1 и для случая, когда количество нелинейных каскадов равно и, описывается следующими выражениями:25 Цвы= 1-1 п+ К + - фг- + - -гв ограничении находится последний и каскад 11 п 1 п п=213 + - + - +П- П г " и-гК К Кв ограничении находятся предпоследний ипоследний нелинейный каскад 1п11, (и 1)Ьп+ в ограничении находятся все нелинейные з 5каскады 1, кроме первого нелинейного каскада 11= пЦ,в ограничении находятся все нелинейные каскады 1 40Таким образом, уровень выходного сигнала в точках, соответствующих переходу в режим ограничения, получает постоянное приращение Ц 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 усилителя 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 выпрямитель- ного 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 2,4значителььно 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 изобретенияЛогарифмический 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 - 66 П. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кишинев, Электроточприбор, 1974,2. Хьюз Р. С. Логарифмические усилители. Энергия, 1976, с. 31 - 34 (прототип).СостаТех редТиражВНИИПИ Государспо делам изо13035, Москва, Ж -лиал ППП Патент,дакор М. Дылынказ 6774/60 витель Ю. БазилевичА. Бойкас Корректор Ю, Макаренко887 Подписноетвенного комитета СССРретений и открытий35, Раугнская наб., д. 4/5г. Ужгород, ул, Проектная, 4