Среднеквадратичный детектор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 004 г ОСУДАРСТНЕНН 1 Й Н ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ(71, Специальное конструкторскоегбюро Биброприбор(56) Справочник по нелинейным схемам./Под ред. Л, Шейнгольда, М,: 1 ир, 977, с. 407-409.( 54 ) СРГДГЕСВЛДРАТИЧ 1 ЫЙ ДЕТЕКТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в радиотехнических устройствах различнаго назначения, в час.тности в электроизмерительной технике. Целью изобретения является повыщение то,ности при измерении сигналов с больщим коэффициентом ампли Средржит вь 1 вляется тора 2/ч токаусилит ктои -Для туды за счет коррекции входного тока усредняющего преобразователянеквадратичный детектор содепрямитель 1, вход которого явходом детектора, первый логарифматор 2, вход которого подключен к выходр выпрямителя 1, антилогарифмирующий транзистор 3, эмиттер которого подключен к выходу первого логарифмаусредняющпй преобразовательв напряжение на операционномеле, инвертирующий вход которого через параллельно включенные резистор 5 и конденсатор 6 подключен к выходу, являющемуся выходом детектора, и второй логарифматор 7, вход которого подключен к выходу дете ра, а выход подключен к базе знт ло: арифмирующего транзистора 3,ус репяс га по(В Ц ПРЯ) С ИЕ достзежецця поставлекцай цели доно)й)1 тельно Введены резистор 8, первьй Вьвод которого подключец к коллектору ацтитогарифмирующего транзистораа Второй вывод , подключеп к Входу усредняющего преобразователя тока В цапряжецие, и пеи.цзерти:)уг)Ий преобразователь напряжения В так, имеющий зону цечувствитеьности, на операционном усилителе 9, двух диодах 10 и 11 и )грех резисторах 12-14, приче; цеццВЕРтиРУЮЩИй ВХОД ОПЕРЛЦИОННага УСИ- лителя ) подключен к коллектору ан ги).оглрифмирующега транзистсра инвертирующцй вход через Один з ре- .1 сгсо)В 2 паДклю)еп к Втг)вомУ Вхо 1 О 1)с-ециР т 0 итс 51 "( )мп упьс ;о."т гехпп(е и пред; знлчецо для ис - поль заезл 1 я в )лдиатезхки)еских усГ паи; Влх различнаго цазцлчечия в.,редеквадратичный детектор са- ДЕРУ(Г ВЬП)51 МИТСЗ)1 Ь. ВХОД К)": 0001 О Я)ЗЛ 5 ЕТСЯ ВХООМ сСТЕКТО)Л, ПЕР)Ьй пог;1 рцфмлтор 2, Вход атор 01 и год - к;пстчец к веходу Вып ) ямитег и 1, лц- ТИЛОГаРЕС)М 1 РУС)ЦИЙ ТаЦЗИСТО) з ЭМИТ - тер которого подк)по еп ( Гцходу первого логарифматора 2, усредцяющий преабрлсзазлте)ь 4 така В )Пппепие на Операдиснком усилите)с), ицзе.рт 1- руощий вход которого через пл.рлллельно Включеке резистор ) 5 ко- депслтар 6 подключен к вьходу, являющемуся .выходом детектора, В"арой лаглрифматор 7) Вход которого подключе к Выходу детектора, л пыхал падключеп к базе лнтилогар,)Г(руз)его трл 1131 сто)л 3 дапо."1 нитс 111.0 В 1)еде -ду неипверту)с)цего преобразователя цапряжения в тск к истанику От)и цлтезпьнага напряженя Б и непОсредственно к катан) первого днаа 1 О.,лцад которого падк.гчен к выходусперациокного усилителя Э и к катодуВтарсьга диода 11., анод котороо че -рез Второй 1)езистар 13 подклю)че к) иг ез рир ус) 1 е у В ( с ) )у о з е р а 1 и Оо г с) усьли еля 9через третий рс)зистор ) ч - к Вход) усред 15 ющего преаб)азов 1 з лтел 51 тока В .апря кение ., стр Ойст Ва может быть использовано при построе ццц с";, с 1 с гз кодирвлция Врадиотехнических устройствах, информлионна из.ез)ГГе.ьцьх сцстемзх. ил.ый 1) е 3 ис т о ) о, и е 1)В ый В ыв 0 к 0 тор Оо ПОДКЛК)ЧСП К Кал;ЕК ГаРУ ЛптнпаГЛ - рсф)5 рующзго трацз:с Ора 3, л второй в код пац(лючец к зуод) усредп 5 Вве - го преабрлзоватесп тока в цлпряжецие, доло:цительпа В;зе, ецьй преобрлзозате;ь папряже ця з ток, имею- ИИ)1 .З ОНУ НЕЧУЯ)"7 ЦРЧЬЦС)С ТИ 1 Л ОПЕ рапиа нам усиси еле .", двух дис;дах О 1) и 11 и тех резисторах 12-е )п ичем неццзертпруццй .)ХОД .,:;ерлПИОН 10 0 "тс) 1 З Е) ПС).)кЮЧЕ К коллекта)у л 1.тц, агрзс)ГируюБе 10 т ).цЗИС:ТОРП 3, ПКВЕР",и)У)гюцй ЗХ )Д ПЕРС:З1.е,) 1) а од каторс исто рпс)дключе Г Входу о е)лпцо)стаайс 1130 р 160 Гает следуюь 1 м Образом.Бьпзрямитель 1 Формирует ток, проПОрпиаиал.ЗЫй Лб) С.С ЛЮТПОМу ЗНЫЕНЗг входна а нгпряжеия детектора. Выходное апряя;ение перзаго логариф - млтора) 5 ха) ко .)рого подключеп квыходу выпрямителя 1, рявцо удвоецному логарифму отношения выходного тока выпрямитРл 51к ОпорнОМУ току первого логарифмяторя 2. Ток коллектора транзкстора 3, эмкттер которого подключен к вьгходу первого логл - рифмяторл, экспоценцилльно завислт от напряжения между базой к эте ттером.Сотротквтеетие дополнительного ре- О зистора 8 выбирается достаточно низким чтобы обеспечить лкнейный ре - жим работы транзистора 3 в рабочемдиапазоне токов. Усредцяющий преобразователь 4 тока в напряженке на операционном усилителе с резкстором 5 и кондецсл;0- ром 6 в цепи отрицательной обратной сВязи 1 ор 1 крует еяГр 5 женке п 1 эоп 01 э ЦИОЕЯЛ,0 Р СРРЦНРМУ 3 ЕяЕЕЮ т сК . т 1 элнзист 01 эя 3. 1 ятртжение нс 1 вьходе операционного усилителя " 5 жтес 1выходным наряжением детектора.Логярилтор 4 формирует цапряжецие обрлтцой связи, просэрионстльцое логарифму выходного цапряжешся детектора, которое подается нл бату транзистора 3. Транзистор 3 совмешяРт функции 11 нтилолркфмл торя и вычк.ятел 1 апряжений, подаваемых цл 30 его эмиттер и базу.Указанные элемен гы обссцечкцлютв детекторе формирование напряжения,равеого среднеквадратичному знлчс 1;,цягяжения, 1 утем неявного вычислецкя методом 5;огярийм.-анти огарифм. зистотл 3, суммлрцс 1 Р сопротивление резтлсторов 13 и 14 зеячтттет,е 15 больше сопротивления резистора 8, поэтом; выходоп ток преобразователя напряжения з ток можцо не учттьвлть), 8 .этом случае предлагаемьп детектор рлботлет аналогич 10 прототипу.ЛтГлтттудное значение тока коллекгора яцтилоглрифмируктщего транзистора 3 должно увеличиваться пропорциоця.ьно квадрату значения коэффициентл амп:птудь входнот о напряжения, глк как первый .тогарифматор, антилогарифмируюший транзистор, усредняю-.ший преобразователь тока в напряжение и второй логярифмлтор реализует 1 лрлболу со скользящим смсшс-нпем, 1 оэтому пргт бл.тьНтх зцлчоцтях коэффициецта амплитуды вход;ого няпряжеея ток коллсктора трсгзт;стора 3 резко тзозрлстлет, Увеличение тока коллектора транзистора 3 происход тце по квадрл гттчное 1 зависегмости соотВетственцс е озрсстацею коэфф 1;ценгл лмпттитуды, а с погреиост-ю тем бо:ц,шей, чем большее значение прини мает коэффипецт амплитуды и чем длтгке выходное нлпртжетпе детекто к ма к сцмяль цом:, 31151 чсэ ИР э ТОЙ 10 рСЕцэг.11 ЗЛ:ВЕЕСлт О 11 я 5 Оцяриф "1 ру юг 111 х и л гтлсэгартфме 1 эу юше 1 отрлцз;сторон. применяемых в детектоэс., и От Выбэлнцот о улс 1 тсбэл тковСрс з э. и трязтс торыОднао прц злчитсльцом увесцте - 1 Пц ;ока коллекторл транзисторов напряжение цл резЕсторе 8 начиняет пре -Зоея цечуттствительности 1 с 11 Веэтируюшего преобразователя напряжения в ток цл оцерлциоцном усилите:е 9, диодах 1 О, 1 и резисторах 12-4 равна напряжению источтикл отркцл - тельного цапряжения, к которому поттключен кнпертирующий вход сэттерстпл - оцного усилителя 9 через резистор 12,15 Она ттыбирлегся такой, чтобы при не - больших з лчениях коэффициента л -ты 1;1 гь Велечпеу 1 лпрлжец 5;, зл;тлюпего зсну нечувствительцосте. неин 1 ертцруюнеО преобразователя напря:; нця в ток, 11 ри этом резко возрастает его выходной ток (протсэрцистнль -цс рлзцости напряжени на резисторе8;. нл;ря:е; етя, задяощео зону нечувстветестьцост), Ьыходно 1 ток цеЕцвЕтируюшего преобразователя напряженияв ток сумцрустся с -,оком колтектора,рлнзисторл 3 цл Входе усредцяющегопреобрлзо:Зтеля токл в наптэяжецце,Зл счет этого умсньшлегся отклспениевхои:ого тока сге;.Пяющего преобра 30 влтея тока в цлп 1 эяжен 1 е От квяд1 эл т 1 тцой злв 1 си 10 типп ВО э ряс тяние 1соэсэф лциента лмпитуды гходцых сигЕЛЕЛО: плитуды н;тпряжецие импу 511 сов ца резисторе 8 был мс ньше цл.р 5 же;П 5,задлюцего зону цечувс.твитель Ос:ти.При этом выходной ток 1 реобэазоллтс -ЛЯ нап 11 ЯжециЯ Б ток б:1 иток к нулвНацряжЕНИЕ .1 Л ВЫХОПЕ ОПЕряЕ 0.ЕОГстусилителя 9 толожителе:цое, диод 11закрыт, напряжение ,л инвертирующемвходе операционного усилите;тя 9 п;ддерживлется током черс.з диод 1 О рлньтм напряжетиюл КОГт.текторе трлц -Бе:тинил зоны нечутэствеггел.ностинеиептертирующе го преобрлзоватс тя ня -ГряжсЙя в 1 Ок, егО сосэффицс 1 т тере -С Е;.ПЕП С НХОН.;ой П .Гс 5, цсрнмй ЛО ариамяторцх ц кот рого подключенц с(ОЦ 1 с ВЫ 5 рцГ" Хс . ОПТ:1ГЗ)ксЭМК - сУоший пРазистОР,. )МпттРР котсгого ПО,ЕК 1 Юс (" К ХО 1 с Г ОО;1( Я ПИф Ятоа, усеця(с ")рсбНозяец,ТОКЯ Н ПЯПГЯЖЕИЕ НО ОГГ.Р)ЦИ(ЦЦЕСМ УС 1 ЦТРЦЕ, ЦВРСТсУ;". ВХОЦ (ОТО)О-О сРС-:З Цс.-)аС.Ц., О 1.(:Р.;Н:Ь Ерези стоэ и к(ц,.,енсе "р ПО;1 кцючец:(его выходу и "о;но": пицр, ,второйлогарифматор. в.;:.Од к"т.)рого под:;люЧЕН К В,СХОДНО 5 ПЗНР а 1 ЫХСД ссо Г. -Квсрц К баэр а , Г,.,с.ц(,(.О ТРЯНИ( ТОРЯ, С .; с и , Г К Щ 1:, с С Я1 С, . О С Ц ЛЕ Ю Ц 1, ШРзтЯОссс. О(11С,И С З К ( Р Г ," Кс ( П ; ; С ) - С П (О ГП ЕП,КозффЕЦ(1 РПСО;. "11.ц. "ч", . Н РГО ВЕ.с д С 1 ы р с" з 1 СО р ., ц срц 51 1. о. 1 О, . К (О р О г О7 б;ОКГзссЕН , к;С.К "с,: у с Ис Г З ц 1,",с" Р, ,у:,"(; ".. р(.; (е; с.цях:с)П Р Псс ц( сСГ ; Ю 1.: З.(;(р с, : И(НЕкента передачи неиннертир Гкпкрго1 реОбр-оватечя еапряжрния Б Ок ус. янанлснается степень кор 15 к:ии ход - сНого тока УсРеДнЯюпего ГРеобсза.зове: ая ТОКЛ 11 НЯПГ)5 ЖЕНИЕ ")И боЬШ 1 Х 3 ;вчециях коэффициента амцлиту;,ВКО;Ого сиг:а.а гяк чтобы Обеспечить.Я.( с,сО; (1. Ц О Р ВН 11 ИПИ Госуерс тв "ццсц: о камитетя (::Р дела. изобе(Ий и Откцт;Й 113035, Косква Р 3) РЯУшскан наб, д Фс 3Производственно-полиграф;ИР с(ое .:р Р. 1:рп 5 т е, г",жг Оро; Гц) осе( ппая л дачи и сопротивление резистора,: вь 5 ираются такими, чтобы обеспечить минимальное отклонение от квадратичпс;изависимости при увеличении коэффицкента амплитуды дця входного токаусредняющего преобразователя тока внапряжение. Зтим обеспечивае.:ся чинимальная погрешность дегектора при,измеренки напряжений с большим коэффициентом амплитуды к максимальнымРЕДНЕКВаДРатИЧНЫМ ЗНЯЧЕНИЕМ, спсЯнапряжений, имеющих меньшее среццеквадратичное значение, корректируюпее действие доцолнитегьно вн .рецеьхэлементов снижается, Вместе с тем снижается вызывающее погрешностьвлкяцкр соцротивлекя базы а "тцлога -р з фм и р у юш РОр я 3 1 л с т О р а . 1 е к им О О Г рЗОМ ТОЧНОСТЬ фо 1 ИРОВЯНИЯ СРРсЕКЯДР ЯТЕ(ЧЕ 1 ГО ЗпаЕН 5 С Окс"1 ЯРСС 5ВО ВСЕМ ДИаПаЗОНЕ ВХОДЕГЫХ сЯПРЯ;ПцийП 1 и этом ез епиГика зоны цечуе(1 с" (-.с.ности ц:бирается такой, .чтсбы приНИЗКИХ ЕНЯЧРНИЯХ КОсз 1 фИЦИЕ Г 1 С Ь НЛЕ -туды (пе более 3 ) несцзертрусс 1;сспреобразователь напряжения В ток О( -таняцн В,Клочеезпсп, Велисицой коэфНИМЯГЬНс 0 ЦОГРРШЦОСТЬ ДЗТЕКТОР;.Такии образом, изобретец е Обесц- чивает значительное позьппсее Очности предлагаемого,детектора Гцикзмерецзи напряжений с бо;ьшим коэффиЦигн .Ом амс.ктуды брз уссжнецсего по сравнецкю с прототипом ., безХУДШЕНИЯ тОЧНОСтНЫХ ПОКЯЗа сЕР Цдкапасоне частот и уровней хо и"х напряжений,формулакзобрепсцс Среднеквадратичный детектор с( -держапцй выпрямитель вход оторого