Амплитудный детектор

(53) 621.317.326 (08 21 46ельс нсти.Ф. Гаврили с Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56). Авторское свидетельство СССР У 975119, кл. С О 1 К 19/04, 1981.Авторское свидетельство СССР Р 1195269, кл. 6 01 К 19/04, 1983, (54) АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКГОР(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении амплитуды гармонических колебаний, в частности амплитуды выходного сигнала датчика наличия дефекта при электромагнитнотепловой дефектоскопии металла.Цель изобретения - повышения точности измерения амплитуды сигнала. Для этого в детектор, содержащий однополупериодные преобразователи (П) 1 и 2 амплитудных значений, введены аналоговые ключи (АК) 8 - 11, делители 13и 14 частоты и блок 16 управления,содержащий элементы И 16.1 - 16,4.Последние формируют сигналы управления АК 8 - 11 и ключами 5 П 1 и 2.Кроме того, устройство содержит компаратор 12 и сумматор 17. При поступлении гармонического сигнала на входустройства в положительный полупериод открыт один из АК 8 илн 9. Приэтом запоминается значение амплитудысигнала в данный период. ВыходнойАК 1 О или 11 данного детектора закрыт. При поступлении отрицательнойполуволны входной Ак 8 или 9 закрывается, а выходной открывается. Навыходе устройства получают значениеамплитуды входного сигнала в предшествующую. положительную подуволнусигнала, Происходит обнуление П 2.АК 10 или 11 его разомкнут. При приходе следующей положительной полуволны амплитуда сигнала запоминается П 2. 2 ил.14446Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении амплитуды гармонических колебаний, в частностипри измерении амплитуды выходногосигнала датчика наличия дефекта приэлектромагнитно-тепловой дефектоско"пии металла,Целью изобретения является повышение точности регистрации амплитуды сигнала за счет уменьшения выходного напряжения в момент сброса амплитудного детектора.На фиг.1 представлена структурнаяэлектрическая схема амплитудного де 15тектора; на фиг 2 - временная диаг рамма его работы.Устройство содержит первый и второй однополупериодные преобразователиамплитудных значений 1 и 2, состоящие из операционного усилителя 3,накопительного конденсатора 4, ключа5, повторителя напряжения 6 и вентилей 7, четыре аналоговых ключа 8 "11, компаратор 12, делители частоты13 и 14, логический инвертор 15, .блок управления 16, состоящий из четырех элементов И 16.1 - 16.4 исумматор 17. При этом входом"устрой"ства являются объединенные входыаналоговых ключей 8 и 9 и компаратора 12, выходы аналоговых ключей сое"динены соответственно с входами преобразователей амплитудных значений 1и 2, каждый из которых служит неин.- 15вертирующим входом операционного усилителя 3, выход которого через вентиль 7 соединен с первым выводомконденсатора 4 и входом ключа 5,второй вывод конденсатора 4 и выход 40ключа 5 соединены с общей шиной, вы"ход вентиля 7 соединен с неинвертирующим входом повторителя напряжения 6, выход которого соединен с инвертирующими входами операционного 45усилителя 3 и повторителя напряже"ния 6 и служит выходом преобразователя амплитудных значений, а управляющий вход. ключа 5 является управляющим входом преобразователя амплитудных значений, выход компаратора12 соединен с входами делителя час"тоты 13, логического инвертора 15,первыми входами элементов И 16.1 и16.2, которые образуют первый входблока управления 16, Второй вУодблока управления 16 образован объединенными первыми входами элементовИ 16.3 и 16.4 и подключен к выходу 74 2логического инвертора 15, которыйсоединен с входом второго делителячастоты 14, Инверсный выход делителячастоты 14 соединен с третьим входомблока управления 16, образованнымвторым входом элемента И 16,3, атакже с управляющим входом аналогового ключа 11, Выход второго делителя частоты 14 соединен с четвертымвходом .блока управления 16, образованным .объединенными вторыми входамиэлементов И 16,2 и 16.4, а такжесоединен с управляющим входом аналогового ключа 10, а пятый вход блокауправления, образованный вторым входом элемента И 161, соединен свыходом первого делителя частоты 13,Выходы, элементов И 16.1 - 16,4 служатвыходами блока управления и соединены соответственно с управляющимивходами аналоговых ключей 8 и 9 и преобразователей амплитудных значений1 и 2. Выходы аналоговых ключей 10и 11 соединены с входами сумматора17, выход которого служит выходомустройства.Устройство работает следующим образом,В йсходном состоянии, пока навход устройства не поступает сигнал,однополупериодные йреобразователиамплитудных значений обнулены, напрямых выходах делителей 13 и 14уровни низкого потенциала. При. подключении на вход устройства синусоидального сигнала (фиг.2 А) он одновременно поступает на аналоговые ключи8 и 9 и на вход компаратора 12 навыходе которого формируются прямоугольные импульсы (фиг.2 Б), изменяю"щие состояние выхода делителя частоты 13 (на фиг,2 Г представлен сигнална прямом выходе делителя 13), Аналогично.проинвертированные инвертором 15 импульсы с компаратора изменяют состояние выхода делителя частоты 14 (на фиг.2 Д - сигнал на прямом выходе делителя 14)В зависимости от состояния выходов делителячастоты 14 открыт один из аналоговыхключей 10 или 11. Блок управления 16поочередно открывает аналоговые ключи 8 или 9, в зависимости от состояний выходов компаратора 12 и делителей частоты 13 и 14, пропуская навходы преобразователей амплитудныхзначений 1 и 2 положите.нные полуволны входного сигнала. Кроме того,блок управления 16 по состоянию вытара 15 - соответственно "1" и "0". Состояние выходов делителя частоты 13 изменяется (Риг.2 Г), На выходе устройства - значение амплитуды сигнала, запомненное преобразователем амплитудных значений в промежутке йс- (Фиг 23)При приходе на вход устройства отрицательной полуволны сигнала (отрезок С-С) на выходе компаратора 12 и логического инвертора 15- сигналы "0" и "1" соответственно, благодаря чему изменяется состояние выходов делителя частоты 14, На его прямбм выходе - сигнал 0.На выходе элемента И 16,4 блока управления 16 - уровень "1" (фиг.2 Е), при этом происходит сброс накопительного конденсатора 4 преобразователя амплитудных значений 1 через ключ 5. Входные ключи закрыты. Выходной ключ 10 закрыт, а ключ 11 открыт. На выходе устройства - значение амплитуды положительной полуволны сигнала (фиг.2 А отрезов С - ), запом" ненное преобразователем амплитудных значений 2, Данная информация будет на выходе до момента времени, когда аналоговый ключ 11 закроется, а аналоговый ключ 10 откроется (фиг2 А точка С ). При поступлении положительной полуволны сигнала цикл работы устройства повторится. 15 Формула изобретения Амплитудный детектор, содержащий первый и второй преобразователи амплитудных значений, каждый из которых. состоит из операционного усилителя, неинвертирующий вход которого служит входом преобразователя амплитудных значений, выход операционного усилителя через вентиль соединен с первым входом накопительного конденсатора и входом ключа, причем второй вывод накопительного конденсатора и выходключа соединены с общей шиной, управляющий вход ключа служит управляющим входом преобразователя ампли"тудных значений, вход ключа соединенс входом повторителя напряжения,выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и служит выходом преобразователя. амплитудных значений, компаратор,вход которого соединен с входом устройства,сумматор, к входам которого подключены выходы преобразователей амплитудных значений, о т л и ч аз 1444674 4ходов делителя частоты 14 и инвертора 15 вырабатывает импульсы, подаваемые на управляющие входы преобразователей амплитудных значений 1 и 2,Пусть в первый момент на вход устрайства поступает положнтельная полуволна сигнала (фиг.2 А отрезок -,).На выходе компаратора 12 - уровень"1" (фиг,2 Б). Если высокий уровеньпотенциала на выходе элемента устрой 10ства соответствует "1", а ниэкий -пО", соответственно на выходе логического инвертора 15 - уровень "0"(фиг.2 В). Делитель частоты 13 перебрасывается в состояние, при которомна его прямом выходе - уровень п"(Фиг,2 Г). Поступающие на входы элемента И 16.1.сигналы "1" вырабатывают на его выходе импульс (фиг.2 И),открывающий аналоговый ключ 8. Приэтом на накопительном конденсаторе 4преобразователя амплитудных значений 1 фиксируется амплитудное значение положительной полуволны входногосигнала (фиг.2 Ж). Так как аналоговыйключ 10 закрыт, а аналоговый ключ 11открыт (делитель частоты 14 в исходном состоянии), на выходе устройства (Фиг,23) присутствует информация, запомненная на накопительномконденсаторе преобразователя амплитудных значений 2 (в первый полупериод выходное напряжение равно нулю,так как конденсатор бып обнулен).В промежуток времени С, -Тна вход 35,устройства приходит отрицательнаяполуволна сигнала (фиг.2 А), При этомна выходе компаратора - уровень "0"(фиг.2 Б), на выходе логического инвертора 15 - уровень "1" .(Фиг.2 Д). 40Открывается аналоговый ключ 10 изакрывается аналоговый ключ 11. Аналоговые ключи 8 и 9 закрыты, таккак на соответствующем выходе блокауправления 16 уровень "0". На выходе 4 Бустройства присутствует значениеамплитуды положительйой полуволнысигнала, запомненное преобразователем амплитудных значений 1 на отрезке с -1,. Поступающие на входы элемента И 16,3 сигналы "1" Формируютна его.выходе импульс, обнуляющий втечение промежутка временипреобразователь амплитудных значений 2 (Фиг.2 Г), В промежуток времени"-на вхоц устройства вновь поступает положительная пдлуволна сигнала (Фиг.2 Л). При этом на выходекомпаратора 12 и логического инвер"о ткрытий я наб.,с ское предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 роизводственно-полиг ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регистрации амплитудысигнала, в него введены четыре ана"логовых ключа, логический инвертор,два делителя частоты, блок управления, причем входы первого и второгоаналоговых ключей соединены с входомустройства, а их выходы - с входамипервого и второго преобразователейамплитудных значений соответственно,выход компаратора соединен с входами первого делителя частоты, логи"ческого инвертора и с первым входомблока управЛения, выход логическогоинвертора соединен с вторым входомблока управления и входом второгоделителя частоты, первый выход кото"рого соединен с третьим. входом блокауправления, второй инверсный выходвторого делителя частоты соединенс четвертым входом блока управления,выход первого делителя частоты соединен с пятым входом блока управления, входы третьего и четвертогоаналоговых ключей подключены к выхо-.дам первого и второго преобразователей амплитудных значений соответст"венно, выходы третьего и четвертогоаналоговых ключей подключены к первому и второму входам сумматора,выход которого служит выходом устройства, управляющие входы первогои второго аналоговых ключей и первого и второго преобразователей амплитудных значений подключены соответственно к первому, второму, третьемуи четвертому выходам блока управления, а управляющие входы третьегои четвертого аналоговых ключей подключены соответственно к первому выходу и второму инверсному выходувторого делителя частоты.