Широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистичесиикРеспублик и 953575(51)М. Кл,(22) Заявлено 24.03.81 (21) 3264689/18-21с присоелинением заявки РЙ(23) Приоритет 0 01 В 13/34 твеударетееииый кемитет СССР во делам изобретений и атерытий(53) УДК 681, .142.9(088.8) В,И, Старосельский, В.И. Суэтинов, А.Т Козло и В.П, Тимошенков : фФ 4 ВЬЯЩва 1 щпвзо.ХЯХЩЦС,.,: Московский институт электронной техники с 1 Б 1 . 41 ТОТр,;,.;( 54 ) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ст 1Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах и измерителях мгновенных значений электрических сигналов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов, содержащий входной ключевой блок, первый управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора стробимпульсов, второй управляющий вход - с первым выходом источника напряжений смещения, а выход - с первой обкладкой накопительного конденсатораи первым выводом буферного резистора, второй вывод которого подключен к шине выходного 20 сигнала, причем вторая обкладка накопительного конденсатора связана с общей шиной, а разрядный резистор, включенный между шиной выходного сигнала и вторым выходом источника напряжений смещения1 1.Недостатком этого устройства при выполнении его в виде полупроводниковой интегральной схемы является низкая чувствительность, обусловленная паразитной емкостью высокоомного разрядного резистора и значительным вкладом теплового шума этого резистора в выходной шум устройства.Цель изобретения - повышение чув вительности. Эта цель достигается тем, что широкополосный смеситель стробоскопичес кого преобразователя электрических сигналов, содержащий входной ключевой блок, первый управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора стробимпульсов, второй управляющий вход - с первым выходом источника напряжений смещения, а выходс первой обкладкой накопительного конденсатора и первым выводом буферного резистора, второй вывод которо 953575го подключен к шине выходного сигнала, причем вторая обкладка накопительного конденсатора связана с общей шиной, снабжен генератором прямоугольных импульсов и разрядным клюцевым блоком, вход которого соединен с шиной выходного сигнала первый и второй выходы - с вторым и третьим выходами источника напряжеНий смещения, а первый и второй управляющие входы -1 О с выходами отрицательной и положительной полярности генератора прямоугольных импульсов, вход запуска которого связан с вторым выходом генератора стробимпульсов. 15Разрядный ключевой блок содержит два резистора, два конденсатора и два диода, причем отрицательный выход первого диода подключен к шине выходного сигнала и положительному вы воду второго диода, а положительный вывод через первый резистор - к второму выходу источника напряжений смещения и через первый конденсаторк выходу Отрицательной полярности генератора прямоугольных импульсов отрицательный вывод второго диода связан через второй резистор с третьим выходом источника напряжений смещения и церез второй конденсатор - ЗО с выходом положительной полярности генератора прямоугольных импульсов.Разрядный ключевой блок содержит полевой транзистор, резистор смещения и разделительный конденсатор, причем З 5 сток транзистора соединен с шиной выходного сигнала, исток - с вторым выходом источника, напряжений смещения, а затвор черезрезистор смещения - с третьим выходом истоцника наО пряжений смещения и через разделительный конденсатор - с выходом отрицательной полярности генератора прямоугольных импульсов.45На фиг. 1 представлена структур 4ная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - варианты структурных схем устройства.Устройство (фиг. 1) состоит из50 входного ключевого блока 1, генератора 2 стробимпульсов, источника 3 напряжений смещения, накопительного конденсатора 4, буферного резистора 5 генератора 6 прямоугольных импульФ55 сов и разрядного ключевого блока 7.В устройстве (фиг. 2) разрядный ключевой блок 7 состоит из первого ,и второго диодов 8 и 9, первого резистора 10, первого конденсатора 11,второго резистора 12 и второго конденсатора 13.В устройстве (фиг3) разрядныйключевой блок 7 состоит изполевоготранзистора 14, резистора 15 смещения и разделительного конденсатора 16.Устройство работает следующим образом.В исхОДном состоянии вхОДной ключевой блок 1 закрыт смещениями, подаваемыми с источника 3 напряженийсмещения. Под действием напряженийсмещения, подаваемых на выходы, разрядный ключевой блок 8 находится воткрытом состоянии и имеет высокуюпроводимость по постоянному току между входом и выходами, Проводимостьпо постоянному току между входом иуправляющими входами схемы отсутст-,вует.Исследуемый сигнал подается навход входного ключевого блока 1. Вмомент стробирования стробимпульсы,поступающие с генератора 2 стробимпульсов, открывают входной ключевой блок 1, а управляющие импульсы,поступающие с генератора 6 прямоугольных импульсов на управляющиевходы разрядного ключевого блока 7,закрывают его. В закрытом состоянииразрядный ключевой блок 7 имеет низкую проводимость по постоянному токумежду входом и выходами.Через открытый входной ключевойблок 1 исследуемый сигнал заряжаетнакопительный конденсатор 4, Послеокончания действия стробимпульсовнакопительный конденсатор 4 перезаряжается током утечки разрядного ключевого блока 7,В момент окончания управляющихимпульсов разрядный клочевой блок 7открывается и накопительный конденсатор 4 разряжается. Буферный резистор 5 разделяет в течении временистробирования Тс цепь заряда накопительного конденсатора 4 от цепи разряда. Для нормальной работы устройства необходимо, цтобы в момент поступления на входной ключевой блок 1стробимпульсов разрядный ключевойблок 7 был закрытНеобходимо такжевыполнение следующих соотношенийТВСсс ТуТ -,",где Т - длительность стробимпульсапо уровню отпирания входного ключевого блока 1;5 95357ь - сопротивление буферного резистора;С - емкость накопительного конйденсатора;Т - длительность управляющих имМпульсов, поступающих с генератора 6 прямоугольных импульсов;Х - постоянная времени перезаряГда накопительного конденсатора 4 при закрытом ключевомблоке 1 и закрытом разряд ном ключевом блоке 7,В варианте устройства (фиг. 2)разрядный ключевой блок работает следующим образом,В исходном состоянии диоды 8 и 9открыты напряжениями, поступающимичерез резисторы 10 и 12 с источника 3напряжений смещения. Под действием 20разнополярных управляющих импульсов,поступающих через конденсаторы 11 и13 с генератора 6 прямоугольных импульсов, диоды 8 и 9 закрываются.После. окончания импульса диоды 8 и 9 5открываются. Резисторы 10 и 12 необходимы для того, цтобы источник 3 напряжений смещения не щунтировал цепьподачи управляющих импульсов.В варианте устройства (Фиг. 3) 30разрядный ключевой блок работает следующим образом.В исходном состоянии транзистор 14открыт напряжениями, поступающими систочника 3 напряжений смещения насток и через резистор 15 смещения назатвор, Под действием отрицательногоуправляющего импульса, поступающегона затвор через разделительный конденсатор 16 с генератора 7 прямоугольных 0импульсов, транзистор 14 закрывается.После окончания импульса транзистор14 открывается,Устройство позволяет повысить коэффициент передачи вследствие малойвеличины входной емкости разрядногоключевого блока при выполнении смесителя в виде интегральной полупроводниковой схемы,Формула изобретения 1. Широкополосный смеситель стробоскопицеского преобразователя электрических сигналов, содержащий входной ключевой блок, первый управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора стробимпульсов, второй управляющий вход - с первым выходом источника напряжений смещения, а выход - с первой обкладкой накопительного конденсатора и первым выводом буферного оеэистора, второй вывод которого подключен к шине выходного сигнала, причем вторая обкладка накопительного конденсатора связана с общей шиной, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен генератором прямоугольных импульсов и разрядным ключевым блоком, вход которого соединен с шиной выходного сигнала, первый и второй выходы - с вторым и третьим выходами источника напряжений смещения, а первый и второй управляющие входыс выходами отрицательной и положительной полярности генератора прямоугольных импульсов, вход запуска которого связан с вторым выходом генератора стробимпульсов.2, Смеситель по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что разрядный ключевой блок содержит два резистора, два конденсатора, и два диода, причем отрицательный вывод первого диода подключен к шине выходного сигнала и положительному выводу второго диода, а положительный вывод через первый резистор - к второму выходу источника напряжений смещения и через первый конденсатор - к выходу отрицательной полярности генератора прямоугольных импульсов, отрицательный вывод второго диода связан через второй резистор с третьим выходом источника напряжений смещения и через второй конденсатор - с выходом положительной полярности генератора прямоугольных импульсов. 50 3. Смеситель по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что разрядный ключевой блок содержит полевой транзистор, резистор смещения и разделиЧувствительность устройства повышена также из-за того, цто разрядный ключевой блок, находясь большую часть времени в открытом состоянии, шунтирует шумы закрытого входного ключевого блока.; Устройство позволяет регулировать время хранения информации о входном сигнале длительностью управляющих импульсов, цто снижает 5 6требования к быстродействию блоков, подключаемых к выходу смесителя.тельный конденсатор, причем стоктранзистора соединен с шиной выходного сигнала, исток - с вторым выходом источника напряжений смещения,а затвор через резистор смещения .с третьим выходом источника напряжений смещения и через разделительный 53575 8конденсатор - с выходом отрицательной полярности генератора прямоугольных импульсов.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе1.Техническое описание осциллографа С 7- 1.2, СССР, 1978 (прототип).953575 Составитель В. ЛившицА. Козориз Техред М, Рейвес Коррр н. Коро да П Заказ 627 енного коми 4/5 ю евев е щилиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул, Проектная Тираж 717 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Ж