УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ УРОВНЯ СИГНАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для восстановления постоянной составляющей гармонических сигналов.

Известно устройство фиксации нулевого уровня, содержащее разделительный конденсатор, резистор и подключенный параллельно ему диод.

Недостатком этого устройства является то, что сигнал фиксируется не строго на нулевом уровне, а на уровне фиксации, отличном от нуля. Это обусловлено тем, что выходное сопротивление каскада, стоящего перед устройством фиксации уровня, и прямое сопротивление диода имеют ненулевые значения. Значение уровня фиксации зависит от исходного полупроводникового материала диода, формы и размаха колебаний сигнала, поступающего на устройство, и может достигать сотен милливольт.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство фиксации уровня, содержащее разделительный конденсатор, подключенный параллельно ему диод и источник напряжения смещения, включенный последовательно с диодом и резистором.

Недостатком этого устройства является невысокая точность фиксации сигналов на нулевом уровне, обусловленная падением напряжения на диоде и его внутренним сопротивлением.

Целью изобретения является повышение точности фиксации сигналов на нулевом уровне.

Это достигается тем, что в устройство фиксации уровня сигналов, содержащее первый фиксатор уровня, состоящий из разделительного конденсатора, резистора и диода, причем первый вывод разделительного конденсатора является входом первого фиксатора уровня и соединен с входной клеммой устройства, а второй вывод соединен с первыми объединенными выводами резистора и диода, а также с выходом первого фиксатора уровня, соединенного с выходной клеммой устройства, введены пиковый детектор и второй фиксатор уровня противоположной полярности, содержащий разделительный конденсатор, резистор и диод, при этом первый вывод разделительного конденсатора является входом второго фиксатора уровня и соединен с входной клеммой устройства, а второй вывод соединен с первыми объединенными выводами резистора и диода, соединенными с выходом второго фиксатора уровня и входом пикового детектора, выход которого соединен с вторыми объединенными выводами резистора и диода первого фиксатора уровня, вторые выводы резистора и диода второго фиксатора уровня соединены с общей шиной.

Кроме того, между входной клеммой устройства и входом фиксатора уровня включен инвертор.

На чертеже представлена структурная схема устройства фиксации уровня сигналов.

Устройство фиксации уровня сигналов содержит первый фиксатор уровня, включающий разделительный конденсатор 1, резистор 3, диод 5, второй фиксатор уровня противоположной полярности, включающий разделительный конденсатор 2, резистор 4, диод 6, а также пиковый детектор 7, при этом выход разделительного конденсатора 1 связан с первыми выводами соединенных параллельно резистора 3 и диода 5, вторые выводы которых через включенные последовательно разделительный конденсатор 2 и пиковый детектор 7 связаны с входом разделительного конденсатора 1, резистор 4 и диод 6 соединены параллельно и включены между выходом разделительного конденсатора 2 и общим проводом.

Устройство фиксации уровня сигналов работает следующим образом.

Сигнал, подаваемый на его вход, поступает одновременно на входы первого фиксатора и второго фиксатора противоположной полярности. При показанных на чертеже полярностях включения диодов 5 и 6 первый фиксатор обеспечивает фиксацию положительных импульсов по основаниям, а второй - по вершинам, при этом в качестве пикового детектора 7 используется пиковый детектор положительного напряжения. В этом случае на выходе пикового детектора будет выделяться положительное постоянное напряжение, равное отличному от нулевого значения уровню фиксации сигнала на выходе второго фиксатора, которое будет противоположным по знаку, отличному от нуля, уровню фиксации сигнала на выходе первого фиксатора. Благодаря этому будет осуществляться компенсация уровня фиксации выходного сигнала первого фиксатора, причем до нулевого уровня в случае идентичности параметров, используемых в фиксаторах диодов. Таким образом, устройство позволяет обеспечить фиксацию на нулевом уровне положительных импульсов сигнала. Для фиксации отрицательных импульсов необходимо полярности включения обоих диодов изменить на противоположные и использовать пиковый детектор отрицательного напряжения.

Если в пиковом детекторе использовать дополнительный источник напряжения смещения, то можно обеспечить получение на выходе устройства сигналы, зафиксированные с высокой точностью на уровне, равном выходному напряжению этого источника.

Если фиксируемый сигнал имеет такую форму, которую невозможно описать нечетной функцией, например, когда формы вершин и оснований импульсов различаются, то для достижения цели изобретения и при фиксации таких сигналов между входной клеммой устройства и входом второго фиксатора уровня необходимо включить инвертор (на чертеже не показан). Это позволит, например, в соответствии с чертежом (по аналогии с фиксацией сигнала первым фиксатором) обеспечить фиксацию проинвертированного сигнала вторым фиксатором противоположной полярности не по вершинам, а по основаниям импульсов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность фиксации периодических сигналов.

Использование: устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для восстановления постоянной составляющей гармонических сигналов. Сущность изобретения: сигнал подается одновременно на первый фиксатор уровня и через инвертор или без него на второй фиксатор уровня противоположной полярности. К выходу второго фиксатора уровня подключен пиковый детектор, на выходе которого выделяется постоянное напряжение, соответствующее уровню фиксации сигнала. Это напряжение в качестве напряжения смещения подается на первый фиксатор уровня. Устройство содержит первый разделительный конденсатор 1, второй разделительный конденсатор 2, первый резистор 3, второй резистор 4, первый диод 5, второй диод 6, пиковый детектор 7. 1 з.п. 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ УРОВНЯ СИГНАЛОВ, содержащее первый фиксатор уровня, состоящий из разделительного конденсатора, резистора и диода, причем первый вывод разделительного конденсатора является входом первого фиксатора уровня и соединен с входной клеммой устройства, а второй вывод соединен с первыми объединенными выводами резистора и диода, а также с выходом первого фиксатора уровня, соединенного с выходной клеммой устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности фиксации нулевого уровня сигнала, в него введены пиковый детектор и второй фиксатор уровня противоположной полярности, содержащий разделительный конденсатор, резистор и диод, при этом первый вывод разделительного конденсатора является входом второго фиксатора уровня и соединен с входной клеммой устройства, а второй вывод соединен с первыми объединенными выводами резистора и диода, соединенными с выходом второго фиксатора уровня и входом пикового детектора, выход которого соединен с вторыми объединенными выводами резистора и диода первого фиксатора уровня, вторые выводы резистора и диода второго фиксатора уровня соединены с общей шиной. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между входной клеммой устройства и входом второго фиксатора уровня включен инвертор.