Импульсный усилитель со стабилизацией нулевого уровня на выходе

)233599 18-21 (О 1) М, Ил Н 03 К 5 0 Гкуеретаен 5 вй кеиетгт Валата Маада ЯР в дааи изобратге 9 й атиетий(46) Дата опубликовании описания 23.,8 Московский ордена Ленина и ордена Трудового КрасногоЗнамени,г сударственный университет им, М. В. Ломоносова ПУЛЬОНЫИ УСИЛИГЕЛ ОО С 11 В 1 ЛН 31 ПНЕйНУЛЕВОГО УРОВНЯ НЛ ВЬ 1 ХОДЕ Изобретение о:носится к обпасти импульсной техники, широко испопьзуемой,например, в ядерной Физике,Известен импуньсный усипитепь со стабииизацией нуневого уровня на выходе, о ушествняемой интегрирующей цепочкой идифференциапьным ус 11 питепем постоянноготока, которые вкпючены поспедоватепьнов цепь внешней отрицатепьной обратной связи импуиьсного усилитепя 1 д. 1 ОНедостатком такого импупьсного усиии тела со стабилизацией нупевого уровняявляется ухудшенное соотношение сигнапшум за счет произвопьного уменьшенияамппитуд импупьсов, спедующих друг за дру- цгом с интервапом порядка нескопьких диитепьностей импупьса и менее за счет выбросов противоположной по 11 ярности.Из известных устройств иаибопее бпизким по технической сущности к нредпагае Омому явпяется импульсный усияитепь состабипизаиией нулевого уровня на выходе,осушествпяемой двумя дифференциапьнымн уеидителямн постоянного тока с емкастной обратной связью, ввпоченнымн после довательно в цепь внешней отрицательной Обратной связи имгул 1 сного усилителя 2Недостатком такого устройства является искажение амппитудных распреде. ений импульсов, спедующих друг за другом с интервапами порядка нескольких длитедьнетей импульса и менее. Зти искажения возникают вследствие отсутствия на выход5 такого усипитепя постоянной составпяющей при подаче на его вход поспедоватепьпости Однопо 51 ярных и мпупьсов, Поэтому каждый импульс сопровождается выбросом противопопОРЮ 10 Й попярности, который и искажает амппитудные распредепее 1 ия им пупьсов, измеренные относитепьно иупевой пинии,Пель изобретения - уменьшение искаже ний формы амппитудных распределений вы- ХОДНЫХ ИМПУПЬСОВ.Пель достигается тем, что в импульсный усилитель со стабилизацией нулевого уровня на выходе, содержащий усилитель постоянного тока, вход которого подкпючен к выходу интегрирующей цепочки, а выход соединен со входом импупьсного уснпитепя введены электронный ключ и допопнитеньный конденсатор, которые подключены пйраппепьно входу интегрирующей цепочки, устройство определения положения максимума импупьса вход которого подкпючен к выходу импульсного усипителя, а вью,оц соединен с управляющим входом электронного ключа, и нелинейная цепь, которая подключена между выходом импуньсного усилитепя и входом интегрирующей цепочки. Нелинейная цепь содержит параллельно соединенные развязываюший резистор и цепоч-. ку из диода и ограничительного резистора.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предпагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Импульсный усипитепь со стабипизацией нулевого уровня на выходе содержит усилитель 1 постоянного тока, интегрирующую цепочку, состоящую из резистора 2 и конденсатора 3, импульсный усилитель 4, устройство 5 определения положения максимума импульса, допопнитепьный конденсатор 6, разделительный конденсатор 7, эпектронный кпюч 8, диод 9, развязываюшцй 10 и ограничитепьный 11 резисторы. Вход 12 устройства соединен с выходом усилителя 4 через конденсатора выход 13 устройства явпяется одновременно входом устройства 5 определения положения максимума импульса,Импульсный усилитепь работает следуюшим образом. ЛВ отсутствии импупьсов напряжение на выходе усилителя 4 поддерживается бпизким к нулю цепью внешней отрицатепьной обратной связи: резисторы 10 и 2,конденсатор 3, усилитепь 1. Обратная связь осущест- д впяется в постоянном токе и на низких частотах, ограниченных сверху постопщой времени г.кгде С - емкость конденсатора 3;Й взначвния сопротивлений резисто 10 2ров 10 и 2, соответственноНапряжения на конденсаторах 3 и 6 также близки к нупю.С пояпением на выходе импупьсного усипитепя 4 попожитепьного импупьса (фиг. 2 а) конденсатор 6, емкость которого на два порядка меньше емкости конденсатора 3, начинает заряжаться с постоянной времениз"- С, ФЯ,), где С - емкость конденсатора 6. 4Зта постоянная. времени выбирается надва порядка больше дпитепьности импупьсаПоэтому, когда импупьс на выходе импульсного усипитепя 4 достигает максимума,конденсатор 6 оказываетсязаряженнымдо напряжения, вепичина которого примерно на два пдрядка меньше амппитуды импульса, но пропорциоиапьна ей. Этим достигается уменьшение количества заряда,поступающего на интегрирующую цепочкус каждым импупьсом, что эквивалентносоответствующему уменьшению дифференцируюшего действия цепи внешней обратнойсвязи. В момент достижения импульсоммаксимума срабатывает устройство 5 определения попожения максимума импупьсафиг, 2 б) и замыкает электронный кпюч 8,Конденсатор 6 начинает разряжаться спрстоянной времени (фиг. 2 в) 1:й - С Бгде Яа - сопротивление электронного кшочав открытом состояния, Время замьщаняя элеьтронного ключа 8 выбирается порядка ЗГря бапее, чтобы конденсатор 6 успел разрядиться, чем и обеспечивается предотвращениенакоппения заряда от одного импупьса кдругому, Есги сигнап на вход усипитепяподается через раздепитепьный конденсатор7, то импупьс на выходе импульсного уси.лителя 4 сопровождается выбросом обратной полярности,Напряжение выброса через диод 9 и резистор 11 заряжает конденсатор 6 "с постоянной времени 8фо"-СЯЯ )Ц 1%где Йу - сопротивпенце диода 9 в прямом направпении;"- сопротивпение резистора 11.Так как 29+ Йи)4: З скорость заряда конденсатора 6 напряжением выброса много бопьше скорости заряда его напряжением импульса.Отрицательное напряжение, возникшее на конденсаторе 6 за счет выброса, поступает на интегрирующую цепочку, состояаую из резистора 2 и конденсатора 3,накацпивается на конденсаторе 3, усилива ется усипитенем постоянного тока и поступаег в виде медпенно меняющегося напряжен и,на импупьсный усипитепь 4,смешай напряжение на его выходе в сторо- БУ цопожитедьнйх значенийчто эквивалентно уменьшению вепичцны выброса противонопожной попярности.Если са цап на вход импульсного усипитепя 4 подается гапьванически, то цепьускорения заряда конденсатора 6 (диод 9 и резистор 1 Ц в работе не участвует до тех рор, пока напряжение на выходе ймпупьсного усилителя 4 в интервалах между импуг.,сами не станет отрицательным эа Б счет смещения уровня, когда период следования импульсов превышает их дпитедьность в полтора два раза.Это отрицатепьное напряжение через диод 9, резистор 11.заряжает конденсатор 10 6 с постоянной времени -д . Возникшее на конденсаторе 6 напряжение поступает на интегрирующую цепочку из резистора 2 и конденсатора 3 и далее через усилитель 1 постоянного тока иа вход импульсного 15 усипитепя 4, смещая уровень на его выходе в сторону попожитепьных значений.Резистор 11 спужит дня ограничения выходного тока импульсного усидитея 4, если амплитуда выброса на его выходе 20 окажется много больше потенциала отпирания диода 9.н = 2-З)ЧТак как при работе устройства сохра- Р няется пропорционапьность между амплитудой импульса на выходе импульсного усипитепя 4 и амппитуаэй напряжения на конденсаторе 6, абсопютная вэпичяна изменения амплитуды за счет напичия выброса пропорционапьна самой амппитуде, а относительная ошибка постоянна дня. всех амппитуд измеряемого диапазона.Испопьзование такого устройства при сохранении высокой стабипьности уровня в отсутствие сигнапа существенно упучшает его нагрузочные характеристики, а именно, уменьшает искажение амппитудного распредепечия импульсов, препятствует ухудшению соотношения сигнап-шум, позвопяет соеди- ф нять вход усипитепя с выходом источника сигнапа через раздепитепьный конденсатор,устраняя тем с,.мым влияние нестабильностивыходного напряжения источника сигнапана нестабильность выходного напряженияусилителя и допуская соединение устройствс различными потенциалами выхода н входабез существенного ухудшения нагрузочныххарактеристик.Фор му п а изобретения1. Импульсный усилитель со стабипиэацией нулевого уровня на выходе, содержащий усилитель постоянного тоха, вход которого подкпючен к выходу интегрирующей цепочки, а выход соединен со входом импульсного усипитепя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью уменьшения искажений формы амплитудных распредепений выходных импупьсов, в него введеныэлектронный ключ и допопнитепьный конденсатор, которые подключены параппепьно входу интегрирующей цепочки, устройство опредепения положения максимума импульса, вход которого подключен к выходу импульсного усипигепя, а выход соединен с управляющим входом электронного кпюча, и непинейная цепь, которая подкпючена между выходом усипитепя и входом интегрирующей цепочки.2. Усипитепь по п, 1, о т и и ч а ющ и й с я тем, что нелинейная цепь содержит"параппепьно соединенные развязывающий резистор и цепочку из диода и ограни- читм 1 ьнОГО резистораИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:Ф1, 1 ЕЕЕ Т.дуб ол НОС Ьсеисе,% 18 ч 1 с 4461 1972 а2. Авторское свидетепьство СССРМ 386821, Н ОЭ К 5/00, 1973ираж 108 вп ППП фПатент г. Ужгород, уп. Проектнан, 4 ИПИ Государстве по дела 113035, Москва