Двухполярный дискриминатор уровня

1 ц 815882 ОП-ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -Опубликовано 23.03.81. БюллетеньДата опубликования описания 28.03.81 03 К 5/О оударстееииыи хамит СССР до делам изобретеии и открытий72) Авторы изобретения Машенков и М. А. Скороду о аявител 4) ДВУХПОЛЯРНЫЙ ДИС ИНАТОР У 1Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам формирования прямоугольных импульсов из переменного напряжения, и может быть использовано при построении устройств автоматики, измерительной техники, исследования шумовых сигналов, где имеется необходимость в пороговых устройствах, срабатывающих от сигналов как положительной, так и отрицательной полярности, причем уровни срабатывания должны быть с высокой точностью одинаковыми в широком температурном 1 О диапазоне.Известен двухполярный дискриминатор уровня, содержащий предварительный усилитель, выпрямитель, дискриминатор на туннельном диоде, охваченные отрицательной обратной связью 1.15Однако при значительной сложности дискриминатор .имеет большую величину минимального порога срабатывания (20 мВ) и низкую температурную стабильность порога (2% в диапазоне температур 20 - 40 С).Наиболее близким техническим решени 20 ем к изобретению является трехпозиционное реверсивное реле, каждая из симметричных половин которого представляет собой релейный усилитель с полоной связью, со своей нетерпью смещения 2.Однако известное полупроводниковое реле не обеспечивает высокой и одинаковой чувствительности к обеим полярностям входного сигнала вследствие нестабильности параметров схемы.Цель изобретения - обеспечение высокой и одинаковой чувствительности двухполярного дискриминатора уровня к обеим полярностям входного сигнала в широком температурном диапазоне.Поставленная щль достигается тем, что в двухполярный дискриминатор уровня, содержащий два усилителя с положительной обратной связью и цепь смещения, дополнительно введены резисторы связи, причем входы усилителей с положительной обратной связью через дополнительные резисторы соединены с соответствующими разноименными полюсами источника входного сигнала, а оба вывода цепи смещения подключены к соответствующим положительной и отрицательной цепям питания усилителей с положительной обратной связью, средняя точка цепи смещения соединена со среднейточкой источника входного сигнала с разноименными полюсами, а цепь смещения выполнена в виде последовательно соединенных первого резистора, диода и второго резистора, причем средней точкой являетсяточка соединения между первым резистором 5и диодом.На фиг. 1 представлена принципиальнаяэлектрическая схема двухполярного дискриминатора уровня, на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу,Двухполярный дискриминатор уровня10содержит усилитель 1 и 2 с положительнойобратной связью, входные каскады которых выполнены соответственно на транзисторах 3 и 4, а выходные - на транзисторах 5и 6, дополнительные резисторы 7 и 8 связи,входные шины 9 и 10 источника входногосигнала со средней точкой 11, образованщй тгезисторами 12 и 13, цепь 14 смещениявыполненную в виде делителя, верхнее плечо которого образовано резистором 15, нижнее - последовательно соединенными диодом 16 и резистором 17, резисторы 18 и 19,обеспечивающие положительную обратнуюсвязь усилителей 1 и 2, резисторы 20 - 24,диоды 25 и 26, шину 27 питания усилителей,выходную шину 28,25Двухполярный дискриминатор уровняработает следующим образом.При отсутствии входного сигнала транзисторы 3 и 4 входных каскадов усилителейоткрыты положительным напряжением смещения, поступающим на их базы с нижнего з 0плеча делителя цепи 14 смещения, образованного резистором 17 и диодом 16, черезцепь источника сигнала (резисторы 12 и 13)и резисторы 7 и 8 связи. Транзисторы 5 и6 выходных каскадов усилителей при этомзакрыты, и выходной сигнал дискриминатора З 5снимаемый с резистора 20 отсутствует.При подаче входного сигнала срабатывает один из усилителей, например 1, для которого полярность полюса источника сигнала, подключенного через дополнительныйрезистор 7 связи к базе транзистора 3, отрицательна по отношению к средней точке11 источника сигнала. Усилитель 1 срабатывает в тот момент, когда мгновенное значение напряжения на резисторе 12 равно порогу срабатывания усилителя 1 (точка 1, 45фиг. 2 а). При этом транзистор 3 закрывается, транзистор 5 евкрывается, на резисторе 20 начинает формироваться выходной импульс (фиг, 2 б).Высокая и заданная чувствительностьдискриминатора к даннои полярности вход 50ного сигнала, т. е, малая величина порогасрабатывания, обеспечивается тем, что входной сигнал подведен к базе транзистора 3через дополнительный резистор 7 связи, отвеличины которого зависит порог срабатывания усилителя 1, а также тем, что последовательно с входным сигналом включенонапряжение смещения, снимаемого с нижнего плеча делителя цепи 14 смещения. Эта высокая чувствительность остается постоянной в широком температурном диапазоне, благодаря тому, что напряжение смещения на нижнем плече делителя из-за наличия диода 16 изменяется при изменении температуры и компенсирует основную составляющую дрейфа усилителя 1 - температурное изменение напряжения. на переходе эмиттер-база входного транзистора 3,Формирование выходного импульса заканчивается при достижении мгновенным значением напряжения сигнала на резисторе 12 величины порога отпускания усилителя 1 (точка 2, фиг. 2 а; фиг. 2 б). При этом транзистор 3 открывается, транзистор 5 закрывается, напряжение на резисторе 20 нагрузки равно нулю. По тем же причинам, что и для порога срабатывания, обеспечивается малая и постоянная в широком.температурном диапазоне величина порога отпускания усилителя 1.В этот полупериод входного напряжения полярность полюса источника сигнала, подключенного через дополнительный резистор 8 связи к базе транзистора 4 усилителя 2, положительна по отношению к средней точке 1 Г источника сигнала.Напряжение сигнала, снимаемого с резистора 13 включено согласно с напряжением смещения и обеспечивает надежное отпирание транзистора 4, благодаря чему усилитель 2 не срабатывает, транзистор 6 закрыт.В другой полупериод входного напряжения полярность полюса источника сигнала, подключенного через дополнительный резистор 8 связи к базе транзистора 4 усилителя 2, отрицательна по отношению к средней точке 11 источника сигнала. Усилитель 2 срабатывает в тот момент, когда мгновенное значение напряжения на резисторе 13 равно порогу срабатывания усилителя 2 (точка 3, фиг. 2 а), При этом транзистор 4 закрывается, транзистор 6 открывается, на резисторе 20 нагрузки начинает формироваться выходной импульс (фиг. 2 б).Высокая чувствительность дискриминатора к данной полярности входного сигнала, т. е. малая величина порога срабатывания в точке 3 (фиг. 2 а) одинаковая с чувствительностью к другой полярности входного сигнала, т. е, выполнение условия обеспечивается тем, что входной сигнал подведен к базе транзистора 4 усилителя 2 через дополнительный резистор 8 связи, а последовательно с входным сигналом включено то же, что и для усилителя 1, напряжение смещения, снимаемого с нижнего плеча делителя, подключенного к общей шине питания усилителей 27. Регулировкой одного из резисторов связи 7 или 8 обеспечивается одинаковая чувствительность дискриминатора к обеим полярностям входного сигнала.Постоянная и одинаковая чувствительность дискриминатора к обеим полярностям5 815882Бвходного сигнала в широком температурнм кие характеристики устройств автоматики диапазоне достигается за счет того, что цепь и измерительной техники, создаваемых на 14 смецения выполнена в виде делителя его основе, при эксплуатации в широком темподключенного к общей шине питания Уси- пературном диапазоне.лителей 27, а нижнее плечо, с которого снимается термозависимое напряжение, включаемое последовательно с входным сигналом, является общим для обоих усилителей,Формирование выходного импульса заканчивается при достижении мгновенным значением напряжения сигнала на резисторе 13 величины порога отпускания усилителя 2 (точка 4, фиг, 2 а; фиг. 26). При этом транзистор 4 открывается, транзистор 6 закрывается, напряжение на резисторе 20 нагрузки равно нулю,По тем же причинам, что и для порога срабатывания, обеспечивается малая и постоянная в широком температурном диапазоне и одинаковая с порогом отпускания усилителя 1 величина порога отпускания усилителя 2. В этом полупериоде входного напряжения полярность полюса источника сигнала, подключенного через дополнительный резистор 7 связи к базе транзистора 3 усилителя 1, положительная по отношению к средней точке 11 источника сигнала. Напряжение сигнала, снимаемое с резистора 12, включено согласно с напряжением смещения и обеспечивает надежное отпирание транзистора 3, благодаря чему усилитель 1 не срабатывает, транзистор 5 закрыт.Таким образом, на выходной шине 28 двухполярного дискриминатора уровня в каждый полупериод входного напряжения переменного тока будет формировать прямоугольные импульсы одинаковой длительности, что обеспечит высокие метрологичесформула изобретения1. Двухполярный дискриминатор уровня,содержащий источник входного сигнала сразноименными полюсами, два усилителя с1 О положительной обратной связью и цепь смещения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой и одинаковой чувствительности к обеим полярностям входного сигнала в широком диапазоне температур, дополнительно введены резисторы связи, причемвходы усилителей с положительной обратнойсвязью через дополнительные резисторы связи соединены с соответствующими разноименными полюсами источника входного сигнала, а оба вывода цепи смещения подключен ны к соответствующим положительной и отрицательной цепями питания усилителей сположительной обратной связью, средняяточка цепи смещения соединена со среднейточкой источника входного сигнала с разноименными полюсами.2. Дискриминатор по п. 1, отличающийсятем, что цепь смещения выполнена в видепоследовательно соединенных первого резистора, диода и второго резистора, причем средней точкой является точка соединения между первым резистором я диодом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ПТЭ. 1972, Мо 6, с. 90 - 91.2. Липман Р. А. Полупроводниковые реле. М Госэнергоиздат, 1963, с. 63, рис. 2635 (прототип).В. Бчтяга 11303 фил ал П Редактор Т. КиселеЗаказ 695/88ВИИИ Составитель В. ЧижовТекред А. Бойкас КорректоТираж 988 Подписи рственного комитета СССР обретений и открытий- 35, Раушская наб., д. 4/5 , г. Ужгород, ул. Проектная,ПИ Го судаделам из Москва, Ж П Патент