Автокомпенсационное устройство для преобразования амплитуды импульсов в постоянное напряжение

А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 11 Н 02 М ГОС Г 1 О ЕННЫЙ КОМИТЕТ3 ОБРЕТЕНИ ОТН торого и под- диффе ход которого тва и соедифференциаль.(56). 1, Авторское свидетельство СССР1 Чф 526050, кл. Н 02 М 7/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР У 429495,кл. Н 02 Р 13/24 1972,3, Авторское свидетельство СССР Мф 496646,кл. Н. 02 Р 13/24, 1974.(54) (57) АВТОКОМПЕНСАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АМПЛИТУДЫИМПУЛЬСОВ В ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ,содержащее последовательно соединенные первый и второй дифференннальные усилители и,801019564 расширитель, а также третий дифференый усилитель и интегратор, выход кообразует выходнои вывод устройстваключен к одному из входов первогоренциального усипителя, второй вобразует входной вывод устройснен с вторым входом второго диного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, по, с целью повышения надежности црисохранении минимальных пульсаций выходно.го напряжения в широком риапазоне частот,в него введен преобразователь постояннойнапряжения в пропорциональное импульсное,включенный. между выходом интегратора и певым входом третьего дифференциального усилителя, второй вход которого подключен квыходу расширителя, а выход - к входу интегратора,Изобретение относится к электротехнике,радиоэлектронике и может быть использованов качестве прецизионного преобразователяамплитуды импульсов в постоянное напряже.ние в условиях повышенных одиночных илинепериодических помех,Известно устройство содержащее последова.тельно .соединенные дифференциальный усилитель, расширитель и интегратор, вход которого через дополнительный интегратор подключен к свободному входу дифференциальногоусилителя 111.Недостатком устройства г.зляется увеличе.ние амплитуды пульсации выходного устрбйства при увеличении частоты повторения выходного сигнала, что обусловлено следующим.Для устойчивости работы интегратора постоянную времени расширителя выбирают немногим более полупериода минимальной частотывходного сигнала, Для любой другой большей 20частотьг (не кратной минимальной) постояннаявремени расширителя окажется избыточной и,что более важно, моменты переключения интеграторов с процесса повышения напряженияна понижение не будут совпадать с моментом 25амплитудного значения входного напряжения,следовательно, переключение будет задержи.ваться и приведет к увеличению пульсации.Известно также устройство, содержащее последовательно соединенные первый и второй . ЗОдифференциальные, усилители, расширитель иинтегратор, выход которого соединен с оцнимиз входов первого дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с вторым вхоцом второго дифференциального усилителя, В качестве расширителя использованстатический триггер 21,Недостатком устройства является увеличение . амплитуды пульсации лри расширении частотного диапазона в сторону низких частот, что40 обусловлено следующим, Введение в схему вто.рого дифференциального усилителя и использование статического триггера в качестве рас. ширителя позволяет формировать напряжение управления интегратором без задержки, т.е.моменты переключения интегратора определяются только моментами сравнения его выход.ного напряженйя с амплитудой очередногоимпульса входного сигнала, Следовательно, для некоторой постоянной времени интегратора, выбранной, например, в соответствии с требуе мым быстродействием устройсгва, уменьшение частоты повторения входного сигнала, т.е. увеличение пауз между моментами сравнения(сравнение возможно только с приходом каждого очередного импульса), приведет.к тому, что интегратор успеет дополнительно новы. аить свое выходное напряжение, прежде чем переключится на понижение, либо дополнительно понизит его, прежде чем переключится на повышение. Причем это дополнительное изменение выходного напряжения будет тем большим, чем длиннее паузы между моментами сравнения, т.е. чем ниже частоты повторения входных импульсов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автокомпенсациои. ное устройство для преобразования амплитуды импульсов в постоянное напряжение, содержа. щее последовательно соединенные первый и второй дифференциальные усилители и расширитель, а также третий дифференциальный уси литель и интегратор, выход которого образует выходной вывод устройства и подключен к одному из входов первого дифференциального усилителя, второй вход которого образуетвходной вывод устройства и соединен с вто. рым входом дифференциального усилителя (31.Недостатком известного устройства является то, что минимальные пульсации выходного напряжения достигнуты ценой снижения на.дежности, обусловленного сложностью аппара. гурной реализации устройства.Целью изобретения является повышение надежности при сохранении минимальных пульсаций выходного напряжения в широком. диапазоне частот.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соеди ненные первый и второй дифференциальные усилители и расширитель, а также третий диф. ференциальный усилитель и. интегратор, выход которого образует выходной вывод устройства и соединен с одним из входов первого дифференциального усилителя, второй вход которого образует входной вывод устройства и соединен с свободньгм входом второго дифференциального усилителя, введен преобразователь . постоянного напряжения и пропорциональное импульсное, включенный между выходом интегратора и первым входом третьего дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к выходу расширителя, а выход - к входу интегратора.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений,, Устройство содержит (фиг. 1) последовательно соединенные первый и второй дифференциальные усилители, расширитель 3, третийдифференциальный усилитель 4, интегратор5, выход которого соединен непосредственнос одним из входов первого дифференциаль.ного усилителя 1, а через преобразователь бпостоянного напряжения в пропорциональноеимпульсное - со свободным входом третьего дифференциального усилителя 4.Элементы 1 - 5 выполнены аналогично известному устройству, а именно: 1, 2, 4, 5 - на3 . 101 базе операционных усилителей, интегратор 5 имеет емкостную обратную вязь) в качест. ве расширителя 3 применен статический триггер, управляемый импульсами противоположной полярности,Элемент 6 лреобраэует постоянное выход. ное напряжение интегратора 5 в пропорциональное импульсное типа "меандр" н может быть выполнен, например,. в виде последовательно соединенных усилителя и модуля. тора.Введением в схему преобразователя 6 образован дополнительный .контур управления работой интегратора 5 в процессе преобразования. Дополнительный контур в исходном состоянии практически исключен из работы за счет образования на входе преобразователя 6 порога, нечувствительного к малой амплитуде пулышии.Устройство работает . следующим образом.При, подаче на вход устройства импульсной последовательности с амплитудой О г) например, положительной полярности на выходе дифференциального усилителя 1 появляетсяимпульсО ) Ог той. же поцярности, следовательно, на выходе усилителя 2 появитсяотрицательный импульс, который запуститтрштер 3. На его выходе сформируется но. .ложительный уровень напряжения 03 . Врезультате после инвертирования на выходеусилителя 4 появится отрицательный уровень напряжения О под дечствием которого выходное напряжение интегратора 5 нач.нет линейно увеличиваться со скоростью Ч =- ( Т - ,постоянная интегрироваОния) до момента пересечешь порога нечув.ствительности преобразователя 6. В дальнейшем с ростом выходного напряжения интегралтора 5 увеличивается амплитуда меандрана выходе преобразователя 6, скорость уве)личения напряжения интегратора 5 уменьшается согласно выражению У Ъ ЧЛ и носит ступенчатый характер с частотой меандра.Т .В момент ООдифференциальный усилитель 1 переходит в насыщение, очередной по.ложительный импульс 0 пройдет на выходусилителя 2 без изменения полярности и установит триггер 3 в нулевое состояние. Сэтого момента работой интегратора 5 уирц 9564 4ляет только положительный меандр 0, ПО.степенное уменьшение (также с частотой меандра) выходного напряжения интегратора 5приводит к ситуации 0( О г) очередной5 импульс 0 (точнее разность 0 05 ) )усиленный элементами 1 и 2, приведет к по.явлению на входе триггера 3 отрицательногоимпульса, а на его выходе - уровня положительного напряжения, и описанные процессы16 будут повторяться. Устройство перейдет в .ре.жим хранения. После прекращения подачивходных импульсов устройство возвращается висходюе состояние,Работа устройства происходит аналоги)вв1% при подаче отрицательных входных нчнульсов.Таким образом, в режиме хранения интегра.тор 5 за счет значительного снижения скорости не успевает значительно изменять выходноенапряжение в.паузе между нмпульсамн, чтоэ не приводит к увеличению амплитуды пульса.ции.Для обеспечения минимальных пульсацийвыходного напряжения устройства в режимехранения целесообразно, чтобы дифференциальр иый.усилитель 4 работал. в линенном режиме,что обесетщается выбором соответствующихкоэффициентов передачи дифференциального усилителя 4 и преобразователя 6, а также целесообразно, чтобы частота выходного сигналаЗО последнего превышала не менее чем на порядокнаибольшую чистоту повторения входных импульсов,.оТаким образом, предлагаемы устройство со- Ихраняет положительное качество известногоустройства - уменьшение пульсации(а значити точность нреобраоовання) при расширениичастотного диапазона в. сторону нижних частот,;т,е. при увеличении скважности, вместе е тем 40обеспечивает повьппенне надежности за счетупрощения (в полтора раза) схемы устройст. ва.Экономический эффект от применения предлагаемого устройства может быть рассчитан с 45учетом того, что стоимость покупных иэделийи трудозатрат иа изготовление, сборку и настройку. со)ставляют около нрловины аютветствующнх затрат, необходимых для реализации известного устройства.1019564 Выходное жл Р й У гонорам Ьзаренко дакто Поднисное Заказ 372/ 49 Тираж 687ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Зона нечуВстбимедьностид Составитель Л. УстинкинаТехред Л,Пекарь Корректор В. Гирняк