Стробоскопический преобразователь электрических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R13/34 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителе временных параметров периодических импульсов и анализаторе фазовых флуктуации стабильных сигналов. Известен стробоскопический прес|б разователь электрических сигналов, содержащий первый стробирующий клич на диодах, накапливающие кoндeнca top резистивный делитель напряжения, дифференциальный усилитель,, усили- таль импульсов рассогласования на | транзисторах, разделительный сатор, второй стробирующий ключ н4 диодах, усилитель интегратора, cocfранный на лампе и транзисторах, чем вход первого стробируюцего кл1фча соединен с входом стробоскопич4с кого преобразователя, а выходи первого стробирующего ключа подключе-г ны к точкам соединения резисторов резистивного делителя напряжения, крайние резисторы которого подклют чаны к источникам .положительного iji отрицательного напряжений, а средйя точка соединена с первым входом дифференциального усилителя, выход дифференциального усилителя подклфчен к входу усилителя импульсов pic согласования, выход которого через разделительный конденсатор соединфн с входом второго стробируклцего ключа, выход второго стробирующего ключа подключен к входу усилителя , интегратора, выход которого соединен с вторым входом.дифференциального услителя Cl3. Однако данное устройство харак, теризуется сложностью. Кроме того точность преобразования в нем снижа ется при снижении до нуля частоты преобразованного сигнала из-за па дения части напряжения преобразованной частоты на разделительных конденсаторах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стробоскопический преобразователь; .электрических сигналов, содержащир стробирующий ключ, сигнальный вхо|ц которого соединен с шиной входногр сигнала, первый управляющий вход fte рез первый резистор - с первыми вЦводами первого конденсатора и сед мого резистора, второй управляющий вход через второй резистор - с первыми .выводами второго конденсатора и восьмого резистора, а выход - с входом усилителя на транзисторе, первым выводом конденсатора обратг ной связи и первым выводом накаплийающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общей ши;не, третий резистор, первый вывод которого связан с шиной положитеЛьного-напряжения, а второй вывод -« С первым выводом четвертого резисто ра, второй вывод которого соединен с первым крийним выводом переменного резистора, вторым крайним выводом подключенного к второму выводу пя-г того резистора, первый вывод которого связан с вторым выводом шестого резистора, первым выводом соединенного с шиной отрицательного напряжения, причем вторые выводы первого и второго конденсаторов подключена к первой и второй шинам стробимпульсов, второй вывод конденсатора обратной связи - к шине выходного сигнала -и входу эмиттерного повторителя U2, . Недостатком этого устройс тва яв ляется низкая точность преобразования при Majffiix значениях или ра-. венстве нулю частоты преобразованного сигнала, обусловленная тем, что при уменьшении до нуля частоты преобразованного сигнала из-за увеличив ющегося при этом падения напряжения преобразованного сигнала На разделительных конденсаторах уменьшается до нуля коэффициент передачи преобразователя, а также уменьшается до нуля значение напряжения преобразованного сигнала, которое в cytvMe с постоянным запиракадим напряжением приложено к управляющим входам стробирующего ключа для улучшения линейности преобразователя и его фазоамплитудной характеристики. Причем применение в преобразователе транзисторов приводит кдрейфу его выходного напряжения, что также снижает точность преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования при малых значениях или равенстве нулю частоты преобразованного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий стробирующий ключ, сигнальный вход которого соединен с шиной входного сигнала, первый управляющий вход через первый резистор - с первыми выводами первого конденсатора и седьмого резистора, второй управляющий вход через второй резистор - с первыми вывода11«1 второго конденсатора и носимого резистора, а выход - с входом усилителя, первым выводом конденсатора обратной связи и первым выводом накапливающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, третий резистор, первый вывод которого связан с шиной положительного напряжения, а второй вывод - с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с первым крайним выводом переменного резистора, вторым крайним выводом подключенного к второму выводу пятого резистора, первый вывод которого

связан с вторым выводом шестого ре эистора, первым выводом соединенного с шиной отрицательного напряжени причем вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены к первой и второй шинам строб-импульсов, второй вывод конденсатора обратной связи - к ишне выходного сигнала, снабжен двумя стабилитронами, причем катод, первого стабилитрона связан с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом седьмого резистора, анод первого стабилитрона подключен к. шине выходного сигнала, средн04У выводу переменного резистора и катоду второго стабилитрона, анод которого связан с первым выводом пятого резистора, вторым выводом соединенного с вторым выводом восьмого резистора, причем выход усилителя, выполненного операционны неинвертирующим, подключен к шине выходного сигнала.

На чертеже .представлена структурнад электрическая схема предлагаемого устроЯства,

Устройство;состоит из стробирующегю Ключа iг первого резистора 2, первого, :к девсатора 3, второго резистора 4, конденсатора 5, HeHHBepTHJE)yici4ero операцирнного уси лителя б, к.онденсатора 7 обратной связи, накаплиэаюрвего конденсатора В, .третьегсэ и Четвертого резисторов 9 и 10, переменного резистора 1 пятого, шесто.го, седьмого, и восьмого резисторов 12-15 первого и второго стабилитронов 16 и 17.

УСТРОЙСТВО работает следующим образом.

Равгаде по амплитуде .и длительности разнополярные строб-импульсы п6ступают через конденсаторы 3 и 5 и резисторы 2 и 4 на направляющие входы стробирующёго ключа 1 и открывают его. За время действия стробгимпульсов мгновенная разность напряжений входного сигнала и сигнала обратной связи прикладывается к накапливающему конденсатору и заряжает его. Так кeiK длительность.

стррб-импульсов мала (. не), то накапливаш&ий конденсатор 8 успевает зарядиться до некот( части мгновенной разносТи напряжений. Приращение напряжения на накапливающем

конденсаторе усиливается усилителем, подается через коцдеисатор 7 обратной связи на накапливашвшй конденсатор и дозаряжает его до значения напряжения входного сигнала в

момент последнего стробйрования.

Напряжение между выходом прео.бразователя и точками соединения резисторов 9,10: и 12,13 равно напряжению стабилизации стабилитронов 16 и 17

независимо от значения выходного напряжения преобразователя. Поэтому изменение выходного напряжения вызывает равное ему изменение напряжения в точках соединения резисторов 9,10 и 12,13 и,следовательно, на крайних выводах переменного ре(зистора. Напряжение на .крайних выводах переменного резистора 11 равно алгебраической сумме постоянного напряжения, значение которого определяется сопротивлениями делителя, состоящего из резисторов 5-13 и выг ходного напряжения преобразователя, равного значению входного сигнала

момент последнего стробйрования.

Напряжение с крайних: выводов переменного резистора через резисторы 14 и 15 подается на управляющие входы стробирумщего ключа и запирает его. С помощью переменного резистора устанавливают симметрию запирающих стрббируюедий Ключ напряжений.

Управляющее йапряжение с выхода устройства передается к управляющим входам стробирующего ключа через

цепь содержащую резисторы и стабилитроны, работающие в режиме стабилизации, позтому коэффициент передачи такой Цепи сохраняется постоянным при снижении До Нуля частоты

преобразованного сигнала.

Поваиение точности преобразования обеспечено также применением операционного усилителя , характеризующвгося малым дрейфом выходного напряжения . .

1

СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОВРАЗРВА-ЩЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий стробирукиций ключ, сигнальный вход которого соединен с ; шиной входного сигнала, первый управляющий вход через -первый резис: тор Спервыми выводами первого конденратора и седьь4ого резистора, второй управляющий вход через второй резистор т с первыми выводами второго конденсатора и восьмого резистора, а выход - q БХСЗДОМ у пили теля, первым выводом конденсатора ; .Обратной связи и первым: вуводснл накапливёшщего конденса тора, второй , вывод которого подключай к общей шине, третий резисто, йервый вывод которого связан с шиной положительного, напряжения, а второй вывод - с первым выводом четвертого.резистора, второй вывод, которого соединен с первым крайним выводом переменного резистора, ..вторым крайним выводом подключенного к второму выводу пятого резистора, первый вы.вод которого связан, с вторым выводом шестого резистора, первым выводом соединенного с шиной отрицательного напряжения, причем вторые выводы первого и второго конденсаторов подк лючены к первой и второй шинам строб-импульсов, второй вывод конденсатора обратной связи - к шине выходного сигнала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повыi шения точности преобразования при малых значениях или равенстве нулю ; (Л частоты преобразованного сигнала, он снабжен двумя стабилитронами С причем катод первого стабилитрона связан с Первым выводом четвертого. резистора, второй вывод которого соединен с ВТОРЫМ выводом седьмого резистора, анод первого стабилитроЧ на подключен - к шине выходного сигнала, среднему выводу переменногч5 Резистора и катОду второго .стабилитрона, анод которого связан с . первым выводом пятого резистора, Об вторым выводом: соединённого с вторым выводом восьмого резистора, причем . выход усилителя, выполненного операК) цион.ным неинвертирукзсцим, подключен «ND к шине выходного сигнала.