Усилительное устройство

2) Авторы изобрете ни Судариков и Ю. А. Копье 7) Заяв 4) УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОотносится к импульс ожет быть использо е диму Изобретениеной технике и мвано для усиления импульсных сигналов.Известно усилительное устройство, ;содержащее усилительный элемент, вход которого через первый суммирующий резистор соединен с источником сигнала, интегратор, вход которого соединен с выходом усилительного элемента, запоминающий элемент, соединенный последовательно с выходом ин.тегратора Г 1 ,Недостатком устройства является ограниченный диапазон его работы.Наиболее близким по техническом сущности к изобретению является усилительное устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу управляе-2 о мого ключа, второй вход которого подключен к вине управления, а выход - к первому входу первого цифроаналогового преобразователя, дифференциальный усилитель, выход которо. го подключен к входу первого компаратора 1.23.Однако и данное устройство характеризуется ограниченным динамическим диапазоном работы.Цель изобретения - расщирени намического диапазона работы.Поставленная цель достигается те что в усилительное устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу управляемого ключа, второй вход кото рого подключен к анне управления, а выход - к первому входу первого цифроаналогового преобразователя, дифференциальный усилитель, выход ко торого подключен ко входу компаратора, введены первый, второй и третий суммирукщие элементы, второй компаратор, второй цифроаналоговый пре,образователь, формирователь импульсов, элемент И, первый вход которого подключен к первому выходу, вто 3 944092 4рой вход - к второму выходу форми- тором 10 и поступает на второй вход рователя импульсов, вход которого ЦАП 3, устанавливая его в режиме слоподключен к выходу первого компара- жения или в режим вычитания, При тора и первому входу второго цифро- этом изменяется линейное напряжение аналогового преобразователя, второй 5 на выходе ЦАП 3, поступающее на первход которого подключен к выходу . вые входы суммирующих элементов 7 и 8. второго компаратора и второму входу Указанный процесс продолжается до цифроаналогового преобразователя, тех пор,. пока напряжение на выходе выход которого соединен с первыми суммирующего элемента 9 не переходит входами первого и второго суммирую через нулевой уровень, После достижещего элементов, вторые входы которых ния напряжения на выходе суммирую- подключены соответственно к первой щего элемента 9 нулевого уровня, что и второй входным шинам устройства, возможно только в случае, если напрятретьи входы - соответственно к пер- жение на выходе суммирующего элемента вому и второму выходам второго цифро 7 равно по величине и противоположно аналогового преобразователя, вы- по знаку напряжению на выходе суммиход первого сумирующего элемен- рующего элемента 9, система из сумта подключен к первому входу третье- мирующих элементов 7, 8 и 9, компараго суммирующего элемента и первому тора 10 и ЦАП 3 входит в режим авто- входу дифференциального усилителя, ро колебаний вокруг состояния равновевыход второго суммирующего элемента сия, определяемого нулевым напряжесоединен с вторым входом дифференци- нием на выходе суммирующего элемента ального усилителя и вторым входом 9, Дифференциальный усилитель 5 при третьего суммирующего элемента, вы- этом может находиться как в нелинейМход которого соединен с входом второ ном, так и в линейном режиме, однако го компаратора. даже в последнем случае колебательныйНа чертеже приведена структурная процесс на его входах не влечет за электрическая схема предлагаемого собой изменения напряжения на егоустройства. выходе, так как проявляется в видеУстройство содержит генератор 1 зо синфазного изменения входного сигнала. импульсов, управляемый ключ 2, первыйцифроаналоговый преобразователь ( ЦАП)Сигналы изменения знака компара, шину 4 управления,. дифференциаль- тора 10 поступают на второй вход ЦАП11 и воспринимаются им как синхроимный усилитель 5, первый компараторпульсы. Знак напряжения на выходе 6, первый, второй и третий суммирую- пульсы. Знащие элементы 7, 8 и 9, второй компа- З 5 дифференциального усилителя 5 опредератор 10, второй цифроаналоговый пре ляется компаратором 6 и поступает образователь (ЦАП) 11, формирователь .на пеРвыи вход ЦАП 11, УстанавливаЯ 12 импульсов, элемент И 13, шины 14его в режим сложения или в режим вы 15 входа. читания. В соответствии с этим напряУстройство работает в режимах под- жение с первого выхода ЦАП 11 посту 40готовки, ожидания и усиления. пает на третий вход элемента 7 иВ режиме подготовки сигналы с вы- равное ему по величине, но противо- хода генератора 1 импульсов поступа- положное по знаку напряжение с второ ют на один вход управляемого ключа 2., го выхода ЦАП 11 поступает на третий На шину 4 управления извне подается вход суммирующего элемента 8. При45управляющий сигнал, открывающий уп- этом величина дифференциального напряравляемый ключ, импульсы с выхода жения на входах дифференциального которого поступают на вход синхро- . усилителя 5 уменьшается и при достинизации ЦАП 3 жении нулевого уровня система из сумИзменение сигнала на шине 14 входа 5 О мирующих элементов 7 и 8 дифференвызывает изменение сигнала на выходе циального усилителя 5, компаратора 6 суммирующего элемента 7, а изменение и ЦАП 11 входит в режим колебания сигнала на шине 15 входа вызывает вокруг состояния равновесия, опредеизменение сигнала на выходе суммиру- ляемого нулевым значением напряжения ющего элемента 8. Напряжение с выхо на входах и выходе дифференциального дов суммирующих элементов 7 и 8 сум- усилителя 5, Периодическое изменение мируется суммирующим элементом 9, состояния компаратора 6 приводит к Знак этой суммы определяется компара- периодическому запуску формирователя5 , 9 И 012 импульсов на одном выходе которого вырабатываются импульсы по перед-,нему фронту входного сигнала, а надругом выходе - по заднему фронту.При соответствующем выбоое длительно-стей формируемых импульсов на выходеэлемента И 13 появляются импульсы.При этом устройство находится в режиме ожидания, в котором может находиться сколь угодно долго. В случае изменения величины постоянной составляющей хотя бы на одной из входных шин15 и 1 М устройство режима из ожидания автоматически возвращается в режим подготовки и переходит вновьв режим подготовки и переходит вновьв режим ожидания после установлениянулевого значения напряжения на выходной шине устройства.После регистрации внешним устройством одного или нескольких импульсов с выхода элемента И 13 непосредственно перед поступлением измеряемых импульсов устройство переводитсяв режим усиления. Для этого выключа- фется внешний управляющий сигнал нашине 1 управления. управляемый ключ2 закрывается, импульсы на его выходеисчезают и устройство переходит встатическое состояние. Импульсные 30сигналы, поступившие на шины 1 ч и 15входа, проходят суммирующие элементы7 и 8 и усиливаются дифференциальным усилителем 5, с выхода которогопоступают на выодную шину устройст- Зва,Использование предлагаемого устройства позволяет при сохранении возможности усиления импульсных сигналовлюбой длительности существенно расши.рить диапазон работы устройства засчет подавления постоянной составляющей.Формула изобретенияУсилительное устройство, содержа щее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу управляемого ключа, второй вход которого 92 бподключен к шине управления, а выходк первому входу первого цифроаналогового преобразователя, дифференциальный усилитель, выход которого подключен к входу первого компаратора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения динамического диапазона, в него введены первый, второй и третий суммирующие элементы,второй компаратор, второй цифроаналоговый преобразователь, формирователь импульсов и элемент И, первыйвход которого подключен к первомувыходу, второй вход - к второму выходу формирователя импульсов, входкоторого подкпючен к выходу первогокомпаратора и первому входу второгоцифроаналогового преобразователя,второй вход которого подключен к выходу второго компаратора и второмувходу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединенс первыми входами первого и второгосуммирующего элементов, вторые входыкоторых подключены соответственно кпервой и второй входным шинам устройства, третьи входы - соответственно к первому и второму выходам второго цифроаналогового преобразователя,выход первого суммирующего элементеподключен к первому входу третьегосуммирующего элемента и первому входу дифференциального усилителя, выходвторого суммирующего элемента соединен с вторым входом дифференциальногоусилителя и вторым входом третьегосуммирующего элемента, выход которого соединен с входом второго компаратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США М 3919659,кл. 330-86, 20.05.76.2. Прянишников В. А. Интегрирующие цифровые вольтметры постоянноготока. Л., "Энергия", 1976, с. 17,рис. 1.М.