Анализатор вершины импульсных сигналов

.ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнхСоциалистическикРеспублик и 746906(23) Приоритет т 51)М, Кл,Н 03 К 5/20 Гесудврстввиный комитет до делам изобретений и еткрытяй(54) АНАЛИЗАТОР ВЕРШИНЫ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к области радиоэлакт.роники и измерительной техники.Анализатор вершины импульсных сигналовпредназначен, в частности, для использованияв электроизмерительных установках для контроля параметров полупроводниковых приборов,5где анализатор применяется в узле раэбраковкииспытуемых приборов,Известно устройство, содержашее последовательно соединенные блок суммирования, преобораэователь переменного напряжения в постоянное, компаратор и триггер с блоком сбросав исходное состояние, электронные ключи, блокуправления 11,указанное устройство позволяет расширитьчастотный диапазон обнаруживаемых искаженийдо 1 кГц, Однако оно неспособно обнаружитьискажения вершины импульсных сигналов вслучаях, когда частота генерации соизмеримас длительностью самого импульса, так как при 0этом резко уменьшается чувствительностьустройства.Другим недостатком является то, чтосрабатывание триггера зависит только от амплитуды н частоты генерации н не зависит от уровня постоянной составляющей импульса, в результате чего устройство невозможно настроить на обнаружение импульсов с искажениями плоской вершины, уровень которых превышает заранее заданный, выраженный в процентах относительно уровня исследуемого сигнала.Таким образом, явно выраженными недостатками, снижающими эффективность использования известного устройства, являются ограниченный частотный диапазон обнаруживаемых искажений и невозможность перестройки его в широких пределах на обнаружение импульсов с определенным уровнем искажений вершины.Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей путем обнаружения искажений плоской вершины импульсных сигналов, превышающих заданный уровень, а также расширение частотного диапазона обнару. живаемых искажений в сторону нижних частот,Лля достижения укаэанной цепи в анализатор вертпины импульсных сигналов, содержащий последовательно соединенные блок суммирова ния, преобразователь переменного напряженияв постоянное, компаратор и триггер с блокомсброса в исходное состояние, электронные ключи,блок управления, выходы которого раздельнаподключены к управляющим входам блокасброса электронных ключей, подключенныхвыходами к блоку суммирования, а вход первого электронного ключа соединен са входомблока управления и шиной входчых сигналов,введены аналоговый элемент памяти и блок логоваго элемента памяти подключен ка ВХОДУ блока управления элементом памяти, выходом соединенного с управляющим входом аналого.ваго элемента памяти и шиной входных сигнв.лов, а выход - ко входу второго электронного 15 ключа и второму входу компаратора.На фиг. 1 приведена функциональная схема анализатора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Анализатор содержит аналоговый элемент 1 20 памяти с бло 1 сом 2 управления, электронные ключи 3 и 4 с блоком 5 управления, блок 6 суммирования, преобразователь 7 переменного напряжения в постоянное, компаратор 8 и триггер 9 с блокам 10 сброса в исходное 25 состояние.Аналоговый элемент 1 памяти предназначен для запоминания постоянного уровня анализиру. емого сигнала, поступающего на его вход,являющийся входом анализатора. Аналоговый за элемент 1 памяти представляет собой операционный усилитель (ОУ) с коммутируемым входом, в цепи обратной связй которого включен запо. минающий конденсатор. Первый вход аналого.ваго элемента 1 памяти подключен ко входам 35 анализатора, блоков 2 и 5 управления памятью и ключами соответственно и электронного клю. ча 3, второй вход - к выходу блока 2 управления памятью, а выход - к сигнальному входу электронного ключа 4 и второму входу компа а ратора 8.Блок 2 управления памятью может быть выполнен на одновибратаре, электронные ключи 3 и 4 - на палевых транзисторах, Управляю.щие входы электронных ключей 3 и 4 подклю. 45 чены к выходу блока 5 управления электронными ключами, а. их выходы - ко входам блока б суммирования, блок 5 управления электронными ключами предназначен для формирования задержанного относительно начала вход-Ойого" импульса сигнала, управляющего работойэлектронных ключей 3 и 4. Блок 5 управления.представляет собой два последовательно включенных однавибратора. Блок б суммирования выполнен на операционном усилителе и пред.назначен для выделения усиления искажений плоской вершины анализируемого импульса. Выход блока 6 суммированиясоединен со входом преобразователя 7 переменного напряжения в 3746906 4постоянное, представляющим собой пиковыйдетектор, предназначенный для преобразованияпеременного сигнала, поступающего на еговход с выхода блока 6 суммирования, в посто.янный по размаху амплитуды Компаратор 8предназначен для сравнения сигналов, поступаю.щих на его входы с выходов аналогового элемен.та 1 памяти и преобразователя 7. Компаратор 8,может быть выполнен на операционном усилите. управления элементом памяти, причем вход ана. 1 а ле, Триггер 9 выполнен в виде ВВ.триггераи прецназначен для вырабатывания сигналапризнака искажений вершины импульса, Блок10 сброса триггера в исходное состояние предназначен для формирования сигнала, возвращающего триггер в исходное состояние. Он можетбыть выполнен в виде дифференцирующей цепи,подключенной входом к выходу блока 5 управления электроннымй ключами.Работа анализатора происходит следующимобразом.Анализируемый импульс длительностью Тс искаженной плоской вершиной поступает вмомент времени Т 1 (фиг. 2 а) на входы аналогового элемента 1 памяти, электронного ключа 3и блоков 2 и 5 управления памятью и элект.ронными ключами соответственно. При этомблок 2 управления памятью вырабатываетИмпуЛьС дЛитеЛьноСтью Тз - Т 1 фиг. 2 б), КОТОрыи, поступая на управляющий вход аналогового элемента 1 памяти, переводит его в ьймент1 з в режим запоминания уровня входного сигнала и хранения этого уровня в течение времени, равного длительности Т входного импульса.Сигнал на выходе аналогового элемента 1 памяти показан на фиг, 2 г, Передним фронтомвходного импульса запускается первый одио.вибратор блока 5 управления электроннымиключами, который, в свою очередь, в моментвремени Тз запускает второй одновибраторблока 5, На выходе блока 5 формируетсяимпульс длительностью Т 5 - Тз, меньшей длительности ащлизируемого импульсафиг. 2 а, в),что позволяет исключить влияние переходныхпроцессов при нарастании и спаде анализируе.мого импульса на работу анализатора. Импульсс выхода блока 5 управления поступает на входыэлектронных ключей 3 и 4 и открывает. Их,Через открытые ключи 3 и 4 на входь блока бсуммирования поступают сигналы длительностьюТ 5 - тз . Са вХода аналиэаТОра - учаСТок ВХОДного импульса, а с выхода аналогового элемента 1 памяти - участок импульса противополож.иой полярности с плоской неискаженной вершиной (на фиг, 2 а, г названные участки заштрихованы).Блок 6 суммирования: осуществляет алгеб.раическое сложение указанных сигналов, в результате чего выделяются и усиливаются в Кораз искажения плоской вершины, где К5 746906 6коэффициент усиления блока 6 с муммирования. пульса любой формы, что качественно отличаетСигнал на выходе блока 6 с мми ования иу мирования пока- его от устройства - прототипа, которое выявляезан на фиг, 2 д. Преобразователь 7 преобразует лишь искажения в виде модулированного сиг.этот сигнал в постоянное напряжение по уровню нала определенной амплитуды и частоты. Частот.размаха ышщтудны щач. При этом на вы- ный диапазон в предлагаемом анализаторе эначиходе преобразователя 7 вырабатывается ностоян- тельно расширен в сторону нижних частот и.ный уровень напряжений О соответствующий фактически определяется длительностью анализиабсолютному значению искажений, усиленных в руемого импульса, в то время как в устройствеКо раз (фиг. 2 е). Компаратор 8 осуществляет прототийе практически невозможно обнаружитьсравнение сигнала, полученного с выхода преоб- п искажения частоты, соизмеримой с длительное.разователя 7 (фиг. 2 е) с сигналом, поступаю- тью анализируемого импульса.щим с выхода аналогового элемента 1 памяти,уровень которого соответствует уровню постоянной составляющей анализируемого импульса сФормула изобретенияточностью величины К, определяемой соотно Анализатор вершины импульсных сигналов,шепнем:)и содержащии последовательно соединенные блоксуммирования, преобразователь переменногогде О - величнйа абсолютного размаха ампли напряжения в постоянное, компаратор и триг- туды искажений; гер с блоком сброса в исходное состояние,О - в- величина постоянного уровня анализи- п электронные ключи, блок управления, выходыкоторого раздельно подключены к управляющимК - действительное значение уровня иска- входам блока сброса и электронных ключей,подключенных выходами к блоку суммирова.ния, а вход первого электронного ключа соедин.заданного значения, определяемого коэффици- у нен ср входом блока управления и шинойентом усиления К, т. е. К ) Ко, компаратор 8 входных сигналов, о т л и ч а ю щ и й с ясрабатывает (фиг. 2 ж, момент в емени т иперебрасывает т игге 9 в п отивоположноеустойчивое состояние фиг. 2 з). Возвращение плоской вершины импульсных сигналов, претриггера 9 в исходное состояние оояние осутцествляется П вышающих заданный уровень, а также расшив момент времени т пос едством локар з р дством блока 10 рения частотного диапазона обнаруживаемыхкоторый срабатывает от заднего фронта выход- искажений в сторону нижних частот, в негоного импульса блока 5 управления ключами, введены аналоговый элемент памяти и блокИзменением коэффициента усиления блока 6 управления элементом памяти, причем входсуммирования задают в процентном отношении . аналогового элемента памяти подключен ко входудопустимый уровень искажений вершины им- блока управления элементом памяти, выходом соединенного с управляющим входом аналоговогопульса.П ер длагаемый анализатор позволяет обнаружи. элемента памяти и шиной входных сигналов,вать искажения вершины импульсных сигналов а выход - ко. входу второго электронногонеизвестной амплитуды, превьппающие опреде- ключа и второму входу компаратора.40ленный уровень, заданный в процентном от. Источники информацииЭношении к уровню постоянной составляющейпринятые во внимание при экспертизеанализируемого импульса, При этом устройство 1. Авторское свидетельство СССР по эаявобнаруживает искажения плоской вершины им- ке Р 2353072/21, 12.04.78.