Пиковый детектор

Сева Саеетскик бее 4 наектлческик Реслублик(22) Заявлено 1112,79 (23) 2854331/18-21с присоединением заявки йт(23) ПриоритетОпубликовано 150981, Ьюлйетень Йе 34 С О 119/а 4 Госуааретееиный комнтет СССР но дедам нзобретеннй н открытнй(088,8) Дата опубликования описания 1509 л 1(54) ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР ни ес функциональных вства.Поставленнаячто в пиковдифференциалдно-емкостнуюи повторительс входной кл аетс ель дости й детекто ный уснлн запоминающ напряжения айвой соеди жатем щий дно Ку ром содерель,ую ячейв котонен неИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измере я амплитудныхзначений электрич ких сигналов сложной форье,Известно устройство для измеренияамплитудного значения электрическогосигнала, содержащее последовательносоединенные дифференциальный усилитель, диодно-емкостную запоинкующуюячейку и повторитель напряжения, вкотором вход устройства через резистор соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя,инвертнрующий вход которого соединен Ис выходом повторителя напряжек 1 я,являющимся выходом устройства 11) .Недостатком данного устройстваявляется ограниченный частотный диапазон иэмеряеьюх сигналов. 20Наиболее близким техническим решением кданному изобретению являетсяпиковый детектор, содержащий основ-.ной дифференциальный усилитель, диодно-емностную запоминающую ячейку, 25повторитель напряжения, дополнительные дифференциальный усилитель, диоди резистор, в котором вход пиковогодетектора соединен с неннвертирующимвходом основного дифФеренциального 30 усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом повторителя напряжения, являющимся выходом устройства, и с неинвертирующкм входом доолкительного дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом основного дифференциального усилителя и со входом диодно-емкостной запоминающей ячейки, выход которой соединен со входом повторителя напряжения, а выход дополнительного диФФеренциального усилителя соединен с анодом дополнительного диода, катод которого соединен с неинвертирующкм вкодом основного дифференциального усилителя 23.Однако оно не позволяет измерять экстремум (локальные), последующие за экстремумами за весь рассматрнваемюй период сигнала сложной форнн (глобальным экстремумом),Цель изобретения - расширениеозможностей устрой8 б 4152 инвертирующий вход дифференциального усилителя, выход которого черед диодно-емкостную запоминакщую ячейку соединен с неинвертирующим входом повторителя напряжения, выход которого соединен с выходной клеммой пикового детектора, дополнительно введены диод, резистор, компаратор, ключ и формирователь, причем катод дополнительного диода соединен-с одним иэ входов компаратора и выходом дифференциального усилителя, анод дополнительного диода соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и одним из выводов резистора, другой вывод которого соединен с инвертирующим входомвыходом повторителя напряжения и другим входом компаратора,. выход которого соединен сб входом формирователя, один выход. которого соединен с управляющим входом ключа, включенного параллельно конденсатору диодно-емкостной запоминающей ячейки, а другой выход формирователя соединен со второй выходной клеммой пикового детектора.На чертеже представлен; блок-схема пикового детектора, выполненного согласно данному изобретению. Пиковый детектор содержит дифференциальный усилитель 1 с инвертирующим и неинвертирующим входами, выход которого через диодно-емкостную запоминающую ячейку 2 соединен с неинвертирующим входом повторителя напряжения 3, выход которого соединен с выходной клеммой 4 детектора и цепью обратной связи с инвертирующим входом дифференциального усилителя 1, дополнительный диод 5, резистор б, компаратор 7, ключ 8 и формирователь 9 сигналов управления, причем катод дополнительного диода 5 соединен с одним из входов компаратора 7 и выходом дифференциального усилителя 1, а анод - с инвертирующим входом этого усилителя 1 и одним выводом резистора б, включенного в цепь обратной связи, другой вывод резистора 6 соединен с инвертирующим входом повторителя 3 напряжения, выход. которого соединен с другим входом компаратора 7, выход которого соединен с входом формирователя 9, один выход которого соединен с управляющим входом ключа 8, включенного параллельно конденсатору 10 запоминающей ячейки 2, а другой выходсо второй выходной клеммой 11 детектора, анод диода 12 соединен с выходом дифференциального усилителя 1, а катод - с одной из обкладок конденсатора 10 и неинвертирующим входом повторителя напряжения 3. Диодно-емкостная запоминающаяячейка 2 необходима для запоминанияамплитуды входного сигнала, поступаю 4 щег на неинвертирующий вход диффе ренциального усилителя 1. Повторитель 3 напряжения производит согласование выхода пикового детектора с нагрузкой и увеличивает величину сопротивления, на которое происходитразряд конденсатора 10, что приводитк увеличению постоянной времени.разряда конденсатора 10. Диоды 5 и 12предназначены для формирования перепада напряжения в момент пиковогозначения входного сигнала. Резисторб необходим для того, чтобы при открытом диоде 5 инвертирующий входповторителя напряжения 3 и его выходне были закороченЫ на выход дифференциального усилителя 1, Компаратор 7позволяет производить сравнение вы- ходных напряжений дифференциальногоусилителя 1 и повторителя 3 напряжения и запуска формирователя.9 сиг 20 валов управления, который предназначен для управления ключом 8 и внешним измерительным устройством (начертеже не показано), подключеннымк выходным клеммам 4 и 11. Ключ 825 необходим для создания разряднойцепи конденсатора при установке пикового детектора в исходное состояние,Пиковый детектор обеспечивает обЗО работку сигналов положительной полярностиПиковый детектор работает следующим образом.Входной сигнал Орх поступает нанеинвертирующий вход дифференциального усилителя 1. На выходе дифференциального усилителя 1 при нарастании положительной полуволны входногонапряжения Од появляется выходноенапряжение Ойы которое на величину40 порога срабатывания диода 12 большевходного напряжения О . Диод 5 вэто время закрыт.Заряд конденсатора 10 начинаетсяс момента открытия диода 12 и напря 4 жение на конденсаторе 10 полностьюследит эа входным напряжением Оу .Напряжение, до которого зарядилсяконденсатор 10, подается на инвертирующий вход повторителя 3 напряжения. На выходе повторителя 3 напряжение повторяет входной сигнал Опо амплитуде и по форме. Когда входной сигнал О достигает своегоэкстремального значения и начинаетсяспад положительной полуволны диод12 закрывается. В этот момент напряжение на конденсаторе 10 и на выходной клемме 4 равно амплитуде экстре-мального значения входного сигнала Оу,0 В это время усилитель 1. работаеткак компаратор, на один вход которого подается напряжение входного сигнала О 8, а на другой вход - напряже, ние с выхода повторителя 3 напряжеЯ ния, равное амплитуде экстремального значения входного сигнала Оба .Усилитель 1 до дткрытия диода 5 реализует релейную характеристику.Диод 5 открывается когда напряжение.Ор на выходе усилителя 1 становится меньше входного напряжения 06 5на величину порога срабатывания диода 5.Таким образом, на выходе усилителя 1 в момент перехода .входного сггнала О через экстремальное значение возникает перепад напряжения,равный сумме порогов срабатываниядиодов 12 и 5. Этот перепад .напряжения подается на один из входов компаратора 7, На другой вход компаратора 7 подается напряжение, равноеамплитуде экстремального значениявходного сигнала 08, В результатесравнения этих напряжений при превышении напряжения амплитуды экстремального значения входного сигнала 20О над напряжением 061 х на выходедифференциального усилйтеля 1 на выходе компаратора 7 появляется сигнал,точно определяющий момент достижениявходным сигналом 08 своего экстремального значения О ,Этот сигнал поступает на вход Формирователя 9 сигналов управления,который формирует сигналы Опэ 1 иОпр 1 длительностью Т, и Г соответ.ственно, следующие непосредственноодин за другим. Управляющий сигнал Опдлительностью %, поступает с одного выхода 35 формирователя 9 на выходную клемму 11, к которой подключено внешнее измерительное устройство (на чертеже не показано) для егозапуска, на информационный вход которого посту" 4 О пает с клеммы 4 для обработки амплитуда О, экстремального значения входного сигнала О 8 , снимается с конденсатора 10. Сигнал 0длительностью Г поступает с другого выхода Формирователя 9 на управляющий вход 45 ключа. 8. Ключ 8 замыкается, происходит разряд конденсатора 10 и через .промежуток времени С 0 схема устанавливается в исходноесостояние, т.е пиковый детектор готов к фиксации 50 следующего экстремального знаЧения. В течение. следующего периода входного сигнала устройство работает аналогично. При использовании "данного пикового детектора возможно получение Фиксированного значения амплитуды каж дого локального экстремума сигналав широком диапазоне частот. По этим параметрам (временам и амплитудам) возможно получение других параметров сигнала, например данных об огибающей сложного сигнала, интегральном значении всего сигнала, энергии сигнала и др.Формула изобретенияПиковый детектор, содержащий дифференциальный усилитель, диодно-емкостную запоминающую ячейку и повторитель напряжения, в котором с входной клеммой. соединен неинвертирующий вход дифференциального усилителя,выход которого через диодно-емкостную запоминающую ячейку соединен снеинвертирующим входом повторителянапряжения, выход которого соединенс выходной клеммой пикового детектора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены диод, резистор, компаратор, ключ и формирователь, причемкатод дополнительного диода соединенс одним из входов компаратора и выходом дифференциального усилителя,анод дополнительного диода соединенс инвертнрующим входом дифференциального усилителя и одним из выводоврезистора, другой вывод которого соединен с иивертирующим входом, выходом повторителя напряжения и другим входом компаратора,выход которого соединен со входом формирователя,один выход которого соединен суправляющим входом ключа, включенного параллельно конденсатору диодноемкостной запоминающей ячейки, адругой выход формирователя соединенсо второй выходной клеммой пиковогодетектора.источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Нетребенко К.А, Компенсационные схемы амплитудных вольтметров иуказателей экстремума. И фЭнергияф,1967, с. 19, рис. 1-88,2, Авторское свидетельство СССР9662875, кл. С 01 й 19/04, 1975 (прототип),и113035,Ф Составитель С,Коротковва Техред й. Кастелевич Корректор Г.Решетнн Подпнсна СССРийд. 4/5 Тираж 735И Государственного комнтеделам иаобретений и открытосква, %-35, Рауюская наб