Преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1 650229 Сова Советских Социалистических Республикное к авт. свид-ву08.76 (21) 2399173/18-2 Дополtител Заявлено 24 1) М. Кл.Н ОЗК 13/20 б 01 К 19/26 с присоединением заявкиГосударстеенимй комитет СССР28,02.79. Бюллетень Л по делам изабретеи и открытий 45) Дата опубликования описания 28,02.79 2) Автор изобретен Г. Н, Эйхенваль(71) Заявите ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АМПЛИТУДЪ ИМП В ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Изобретение - преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение - предназначено для использования в радиотехнических установках, в частности в электроизмерительной технике и в устройствах автоматического контроля амплитуды видеоимпульсов.Известен преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение, содержащий пороговые устройства с регулируемым порогом срабатывания на входе, интегрирующие цепи на выходе и построенный по принципу нелинейной замкнутой следящей системы 11,К недостаткам этого устройства относятся сложность, зависимость результатов измерения от частоты следования и длительности измеряемых импульсов и неоднозначность исходного состояния устройства.Известно также устройство, содержащее два амплитудных дискриминатора с фиксированным и управляемым порогами срабатывания, схему антисовпадений, два генератора тока для заряда и разряда запоминающего конденсатора и буферный каскад 2.Недостаток такого устройства состоит в его сложности, вызванной тем, что заряд и разряд запоминающего конденсатора осуществляются по линейному закону постоянным током. Это требует введения в устройство двух генераторов тока, блока управления ими (схема автпсовпадений) и вспомогательного буферного каскада, позволяющего исключить влияние нагрузки на линейность заряда и разряда запоминающего конденсатора. Вторым существенным недостатком устройства является неоднозначность исходного состояния.Цель изобретения - упрощение преобразователя и устранение неоднозначности исходного состояния.Поставленная цель достигается тем, что впреобразователь амплитуды импульсов в постоянное напряжение, содержащий амплитудный дискриминатор с управляемым порогом срабатывания и амплитудный дискриминатор с низким фиксированным порогом срабатывания, делители и резисторы нагрузки и отрицательной обратной связи, введены дифференциальный усилитель, диод и интегрирующая ЯС-цепь, При этом выходы обоих дискриминаторов соединены через делители с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого через диод и интегрирующую ЯС-цепь связан с резистором нагрузки, а также с вторым входом дискриминатора с управляемым порогом и через резистор отрицательной обратной связи с инвертирующим входом 30 дифференциального усилителя,Это позволяет изменить линейный характер заряда и разряда конденсатора на экспоненциальный и отказаться от схемы анти- совпадений, генераторов тока заряда и разряда буферного каскада и обеспечить однозначность начального состояния устройства.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма.Преобразователь содержит амплитудный 10 дискриминатор 1 с управляемым порогом срабатывания, амплитудный дискриминатор 2 с низким фиксированным порогом срабатывания, делители 3, дифференциальный усилитель 4, резистор 5 отрицательной об ратной связи, резистор 6 положительной обратной связи, диод 7, интегрирующую ЯС-цепь 8 и резистор 9 нагрузки.Порог дискриминатора 1 определяется напряжением на выходе устройства, Порог второго дискриминатора фиксирован и имеет минимальное значение. Импульсы подаются одновременно на оба дискриминатора. Они срабатывают, если амплитуда на их входах превышает пороговый уровень. Так как у дискриминатора 2 низкий порог, то он срабатывает от каждого импульса. Импульсы с выходов дискриминаторов 1 и 2 через делители 3 поступают на оба входа дифференциального усилителя 4. Напряжение с выхода дифференциального усилителя 4 через диод 7 подается на интегрирующую ЯС-цепь 8, а затем на резистор 9 нагрузки, С выхода преобразователя постоянное напряжение проходит на управляемый порог дискриминатора 1, а через резистор 5 отрицательной обратной связи на инвертирующий вход дифференциального усилителя 4.Если импульсы на выходе дискриминатора 1 отсутствуют, то импульсы с дискрими натора 2 переводят усилитель 4 в насыщение и благодаря положительной обратной связи через резистор 6 на выходе усилителя 4 фиксируется отрицательное напряжение.При этом емкость интегрирующей цепи 8. 4- разряжается через резистор 9 нагрузки и напряжение на управляемом пороге уменьшается до значения, равного амплитуде входных импульсов, При равенстве напряжения на управляемом пороге и амплитуды измеряемых импульсов дискриминатор 1 начинает срабатывать. Уровень импульсного напряжения с дискриминатора 1 на неинвертирующем входе дифференциального усилителя 4, за счет подбора резисторов в делителях 3, всегда превышает уровень импульсного напряжения на инвертирующем входе, и на выходе дифференциального усилителя 4 появляется положительное напряжение. Это напряжение фиксируется благо даря положительной обратной связи через резистор 6. Положительное напряжение через диод 7 попадает на интегрирующую цепь 8, и потенциал на выходе устройства и на управляемом пороге дискриминатора 1 65 возрастает до тех пор, пока не превысит амплитуду входных импульсов, Затем цикл повторяется с начала и напряжение на выходе преобразователя достигает стационарного значения, соответствующего амплитуде преобразуемых импульсов.При налачии входных импульсов дифференциальный усилитель 4 работает в режиме сравнения амплитуд импульсов с запоминанием, Когда нет входных импульсов, дифференциальный усилитель 4 работает в режиме сравнения постоянных напряжений, причем в случае отсутствия входных импульсов напряжение на выходе дифференциального усилителя 4 может иметь произвольный знак, Если напряжение отрицательное, величина порогового напряжения дискриминатора 1 принимает минимальное значение и преобразователь готов к работе. В случае положительного напряжения на выходе дифференциального усилителя 4 на неинвертирующем входе его устанавливается некоторый положительный уровень, а на инвертирующем входе положительный уровень возрастает благодаря резистору 5 отрицательной обратной связи, охватывающей интегрирующую цепь 8 и дифференциальный усилитель 4, до величины, превышающей уровень на неинвертиру 1 ощем входс. При этом напряжение на выходе устройства достигает своего максимального значения, а на выходе дифференциального усилителя 4 появляется и фиксируется отрицательное напряжение, Конденсатор интегрирующей цепи 8 начинает разряжаться, и устройство приходит в исходное состояние,Замена характера заряда и разряда конденсатора позволяет существенно упростить устройство без изменения его технических характеристик.На фиг, 2 кривая 10 изображает выходнос напряжение на выходе преобразователя в установившемся режиме, Основной характеристикой преобразователя является погрешность преобразованияЛУ"вхгде ЛУ - амплитуда пульсаций выходногонапряжения;Л - постоянный коэффициент;Ь 1 вх - аМПЛИтУДа ВХОДН ЫХ ИМПУЛЬСОВ. Величина пульсаций определяется приращением напряжения на конденсаторе интегрирующей цепью 8 за период следования входных импульсов Т. При линейном заряде конденсатораду Ео - А вх у (2)где Е, - ЭДС источника зарядного напряпряжения;т - постоянная времени интегрирующей цепи,При экспоненциальном заряде конденсаторатЛУ. - .: (Е, - А У,) ( - е ) (3)5 или после разложения в ряд и упрощения;ЬО = (Е, - А У,) - 1 --- ) . (4) Так как третий сомножитель в выражении 10 (4) практически близок к 1, то уровень пульсаций на выходе устройства существенно не изменяется, т. е. упрощение устройства не приводит к ухудшению технических характеристик. 15Из рассмотрения работы устройства видно, что использование пассивного ЯС-звена на выходе устройства позволяет существенно его упростить без ухудшения технических характеристик, так как это дает возмож О ность отказаться от схемы антисовпадений, генераторов постоянного тока и буферного каскада, и использовать вместо них дифференциальный усилитель в режиме сравнения с запоминанием. Наличие дифференциаль ного усилителя, в свою очередь, легко устраняет неоднозначность исходного состояния устройства за счет введения дополнительной обратной связи. Формула изобретения Преобразователь амплитуды импульсов в постоянное напрях ение, содержащий амплитудный дискриминатор с управляемым порогом срабатывания, амплитудный дискриминатор с низким фиксированным порогом срабатывания, делители и резисторы нагрузки и отрицательной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и устранения неоднозначности исходного состояния, в него введены дифференциальный усилитель, диод и интегрирующая ЯС-цепь, причем выходы обоих дискриминаторов соединены через делители с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого через диод и интегрирующую ЯС-цепь соединен с резистором нагрузки, а также с вторым входом дискриминатора с управляемым порогом и через резистор отрицательной обратной связи с инвертирующим входом дифференциального усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ2110654, кл. 6 01 К 19/04 опублик. 1973.2. Авторское свидетельство СССР303593, кл. 6 01 К 19/26, 1971.Подписноеытий ипография, пр. Сапунова,аказ 2721/16 Изд,170 НПО Государственного комитета СССР 113035, Москва, Ж, Р