Пороговое устройство

)5 нозк Со ОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТ ОТКРЫТ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 21) 4441440/24-2122) 14. 06,8846) 15.03.90. Бюп72) Н,Я.Балагура53) 621.374(056) Патент Гл. Н 03 К 3/2 н 88.8),цр Кф 203445 95, 1984. ТРОЙСТВОотносится к импульсет быть использовано й измерительной апв составе устройств ных импульсных сигУ ОРОГО(57) Изобре ной технике в радиоэлект паратуре, а обнаружения е и мо та ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2алов на Фоне шумовой помехи с медленно изменяющейся интенсивностью в широком динамическом диапазоне. Целью изобретения является повышение быст-, родействия.Наличие операционного усилителя 5 и диода 7 позволяет сократить время установления начальных условий после воздействия импульсного напряжения, действующего на входе, за счет быстрого разряда конденсатора 8 фильтра 6 нижних частот. Кроме того, пороговое устройство содержит делитель 3 напряжения и операционный усилитель 1, охваченный положительной обратной связью 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиоэлектронной измерительной аппаратуре, а также в составе устройств обнаружения полезных импульсных сиг 5 налов на фоне шумовой помехи с медленно изменяющейся интенсивностью в широком динамическом диапазоне.Целью изобретения является повыше ние быстродействия.На фиг., 1 представлена принципиаль. ная схема предлагаемого порогового устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Пороговое устройство содержит операционный усилитель (ОУ) 1, охваченный положительной обратной связью, выполненной на резисторе 2, выход которого является выходом устройства, Г-образньп 1 делитель 3 напряжения, включенный между входной шиной 4 и неинвертирующим входом операционного усилителя 1., при этом выход Г-образного делителя 3 напряжения подключен к неинвертирующему входу дополнительного операционного усилителя (ОУ) 5, инвертирующий вход которого подключен непосредственно к выходу фильтра 6 нижних частот в виде КС-цепи и инвер 30 тирующему входу операционного усилителя 1 и через диод 7 к выходу дополнительного операционного усилителя 5 и входу фильтра 6 нижних частот.Пороговое устройство работает следующим образом.При поступлении на входную шину 4 напряжения постоянной составляющей шумовой помехи (1) ) положительной полярности, когда входное импульсное напряжение сигнала равно нулю (Н= О) (см. фиг, 2 а), напряжение с выхода делителя 3 напряжения (Оде.о) одновременно поступает на неинвертирующие входы ОУ 1 и 5, 45Напряжение П,едо, которое поступает на неинвертирующий вход ОУ 1, при пороговом напряжении Ы р ) с нулевым уровнем переводит его в режим срабатывания. ОУ 1 благодаря положитель ной обратной связи, выполненной на резисторе 2, функционирует в триггерном режиме, При срабатывании ОУ 1 на его выходе выделяется постоянное напряжение положительной полярности (фиг, 2 г). Напряжением Одео ОУ 5 переключается в режим насыщения и на его выходе выделяется постоянное напряжение положительной полярности. При этом выходным напряжением ОУ 5 и диод 7 переводится в режим непроводимости. На фиг. 1 приведено включение диода 7 для входных напряжений устройства положительной полярности. Напряжение с выхода ОУ 5 через резистор 8 поступает на потенциальный вывод конденсатора 9 и заряжает его до уровня 1)Орос постоянной временифильтра 6 нижних частот, включенного в цепь отрицательной обратной связи ОУ 5,В течение интервала времени сд-с (фиг. 2 а,б) наступает равенство выходного напряжения делителя 3 (Бд о ) и напряжения на потенциальном выводе конденсатора 9 (Пр,о ), Интервалл времени г -с, примерно равен с .При Цеко - Опор,ООУ 1 переключается в установившийся режим (фиг. 2 г), а выходное напряжение ОУ 5 резко уменьшается до уровня Б ц(фиг,2 в). После переключения режимов работы ОУ 1 и 5 устройство переводится в установившийся режим, при этом на его выходе выделяется постоянное напряжение отрицательной полярности. При поступлении на входную шину 4 устройства импульсного напряжения сигнала Ж) с длиЬХ.ИМП 1 тельностью (с,), которая превьппает постоянную времени (с,пе) фильтра 6 нижних частот (Се на выходе делителя 3 напряжения выделяется напряжение (Оде и), которое поступает одновременно на неинвертирующие входы .ОУ 1 и 5. Если 3 е, превьппаетпо уровню П , , то в момент времени с происходит срабатывание ОУ 1 и на его выходе выделяется постоянное напряжение положительной полярности. Одновременно со срабатыванием ОУ 1, происходит переключение ОУ 5 в режим насыщения и на его выходе выделяется максимальное напряжение положительной полярности, которое переводит диод 7 в режим непроводимости. Напряжение с выхода ОУ 5 через резистор 8 поступает на потенциальный вывод кон- денсатора 9 и заряжает его до уровня Бор,им, с постоянной времени с,пе фильтра 6 нижних частот.Диод 7 на интервале времени с -г.з находится в режиме непроводимости и, практически, его обратное сопротивление (го ) не влияет на процесс заряда кондейсатора 9, если г отр .где К - сопротивление резистора 8. В момент наступления времени с напряжение Удел.цмп, Упор.имп (фиг. 2 а,б) .5 1550612ПРИ УДЕЛ ИМп,- УПО ИПРОИСХОдИт ПЕ- реключение режимов работы ОУ 1 и 5. На выходе ОУ 1 устанавпивается постоянное напряжение отрицательной полярности, а на выходе ОУ 5 напряжение положи 5 тельной полярности резко уменьшается до уровня Увюх.оэв причем У вы х 4 озУвыв (фиг. 2 в) . В момент наступления времени с импульсное напряжение 10 сигнала (Увх.имп) на выходной шине 4 устройства уменьшается до нулевого уровня. При наличии на входной шине 4 устройства напряжения постоянной составляющей шумовой помехи (У ) выход ное напряжение делителя 3 напряжения уменьшается до уровня Удело, При Удел.о - Упор.имп, на в оде ОУ 1 сохраняется полярность напряжения установившегося режима (фиг. 2 г).При Упор.имп 1 Удел.о напряжение на выходе ОУ 5 изменяет свою полярность на противоположную, при этом диод 7 переводится в режим проводимости и через его открытьй,переход на интервале времени с -с происходит разряд конденсатора 9 (фиг. 2 в).Время разряда конденсатора 9 (ср, ) может быть найдено иэ выражения, (гав% + гвых,оч 1 40 ния (упор.а+ л упор.имп )удел.оПри этом происходит переключение режима работы ОУ 5, и его выходное напряжение изменяет свою полярность на противоположную. Выходным напряжениемОУ 5 диод 7 переводится в режим проводимости и через его открытый переходза относительно короткий интервал вре.мени (ярд - с-с,) происходит разрядконденсатора 9 до уровня Упо.омеханизм разряда которого аналогиченмеханизму разряда при си,Формула изобретения где К- коэффициент усиления ОУ 5;- глубина коммутируемой отрицательной обратной связиОУ 5; г.- - сопротивление диода 7 в ре 1 оЧ жиме проводимости г оьх Ъ---- выходное сопротивление ОУ 51 ф,охваченного отрицательнойобратной связью,Так как( + ) ссВК о 1+ВК оэто ссс фильтра 6 нижних частот,почто обеспечивает относительно высокое быстродействие устройства.После разряда конденсатора 9 в момент времени с на его потенциальномвыводе устанавливается напряжение Упор.о = Удел.оПри поступлении навходную лину 4 устройства импульснопонапряжения сигнал (У х им и) с С мссС , и если напряжение на выходе деЛИтЕЛЯ 3 (УДЕЛ,И,Пп) ПРЕВЫШаЕт УПОР.Опроисходит срабатывание ОУ 1. Напряже 20 25 30 35 ние Удеимппоступает на неинвертирующий вход ОУ 5, при этом на его выхо де напряжение резко возрастает,а диод 7 переводится в режим непроводимости. Выходное напряжение ОУ 5 через резистор 8 поступает на потенциальный вывод конденсатора 9 и заряжает его, при этом за время действия импульсного напряжения Уимп пороговое напряжение (У р о ) увеличивается на величину в У пор и мпВеличина У пор. ими может быть найдена иэ выраженияИМПлМсУпоимп Удел имп Коч где К, - коэффициент усиления ОУ 5.Как следует из приведенного выраженапряжения оУ ор имп обратно пропорционален постоянной вре-мени 2 фильтра 6 нижних частот.В течение действия импульсного наи пряжения сигнала (симо ) в схеме устройства автоматически поддерживается неравенство Удел, имп 2 (Упор,о Улор.иип) которое обеспечивается за счет соответствующего выбора соотношенияЛ и ожидаемой максимальной длительностью импульсного напряжения сигнала (см )импмщ Практически, при проектировании схемы должно выдерживаться условие с5 симп, . После Уменьшении импУльсИМП. МОксного напряжения сигнала до нуля (У в и = 0) происходит переключение ОУ 1 в исходный режим а на выходе делителя 3 напряжения напряжение иэменяется с Ул.имп й до УРовня Удел,оНапряжение (У + о Упор имп ), .постУпающее на инвертирующий вход ОУ 5 превьппает по уровню напряжение УДел.окоторое поступает на его инвертирующий вход с выхода делителя 3 напряжеПороговое устройство, содержащееоперационный усилитель, охваченныйположительной обратной связью, выход1550612 Ргмро РУ витель Н.Маркинд М,Дидык.Варош Ред орр П з тениям и ская наб арина, 1 инат "Патент город, у ии зводственно-изд которого является выходом .устройства, фильтр нижних частот в виде КС- цепи и Г-.образный делитель напряжения, включенный между входной шиной и не 5 инвертирующнм входом операционного усилителя, инвертирующнй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен дополнительный Заказ 278 Тираж 661 НИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Жоперационный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходомГ-образного делителя напряжения, аинвертирующий вход подключен к выходуфильтра нижних частот в виде КС-цепинепосредственно и через диод - квходу фильтра нижних частот в видеКС-цепи, который подключен к выходудополнительного операционного усилителяоеоткрытиям при ГКНТ СССР