Амплитудный детектор Советский патент 1983 года по МПК H03D1/18 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для преобразования переменного напряжения в постоянное, как детектор огибающей или как детектор в -устройствах автоматического регулирования усиления. Известен амплитудный детектор, содержащий дифференциальный каскад, один вход которого является входом устройства, а второй вход через резистор соединен с фильтром низких частот и с выходом эмиттер-, ного повторителя, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя Ц . Недостатками амплитудного детектора являются нелинейность передаточной характеристики в области малых сигналов, дрейф выходного напряжения, наличие постоянного смещения на выходе при отсутствии детектируемого сигнала на входе амплитудного детектора, а также емкос ная нагрузка эмиттерного повторител которая приводит к дополнительному возрастанию нелинейности передаточн характеристики при увеличении часто .Tbt входного сигнала. Эти недостатки приводят к понижению точности детек тора особенно в области малых сигна Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является амплитудный детектор, содержащий два дифференциальных каскада на транзистоpax, коллекторы и базы транзисторов первого из которых соединены через соответствующие резисторы с первым и вторым источниками питания, а эмит теры - с коллектором первого транзистора второго дифференциального каскада, база которого является входом амплитудного детектора, при этом базы и объединенные эмиттеры транзис торов второго дифференциального каскада через соответствующие токозадаю .щие резисторы соединены с третьим и четвертым источниками питания соотве ственно, а также выходной фильтр, включенный между коллекторами тран- зисторов первого дифференциального каскада, и третий дифференциальный каскад, базы транзисторов которого соединены с базами, .а коллекторы с коллекторами транзисторов первого дифференциального каскада, при этом объединенные эмиттеры транзисторов третьего дифференциального каскада соединены с коллектором второго транзистора второго дифференциального каскада 2 . . Недостатком известного амплитудного детектора является нелинейность передаточной характеристики (квадратичная зависимость) в области малых сигналов. Цель изобретения - повышение линейности передаточной характеристики при детектировании малых .сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в амплитудный детектор, содержащий два дифференциальных каскада на транзисторах, коллекторы и базы транзисторов первого из которых соединены через соответствующие резисторы с первым и вторым источниками питания, а эмиттеры с коллектором первого транзистора второго дифференциального каскада, база которого является входом амплитудного детектора, при этом базы и объединенные эмиттеры транзисторов второго дифференциального каскада через соответствующие токозадающие резисторы соединены с третьим и четвертым источниками питания соответственно, а также выходной фильтр, включенный между коллекторами транзисторов первого дифференциального каскада, между коллектором второго транзистора второго дифференциального каскада и первым источником питания включен допол- , нительный резистор, а между коллектором второго транзистора второго дифференциального каскада и базой одного из транзисторов первого дифференциального каскада включен конденсатор. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого амплитудного детектора. Амплитудный детектор содержит первый дифференциальный каскад на транзисторах 1 и 2/ резисторы 3 - б, второй дифференциальный каскад на транзисторах 7 и 8, токоэадающие ре- . зисторы 9 - 11, дополнительный резистор 12, конденсатор 13, выходной фильтр 14 и первый, второй, третий и четвертый источники питания 15- 18. Амплитудный детектор работает следующим образом. Детектируемый сигнал поступает на базу тргшзнстора 7. Второй дифференциальный каскад на транзисторах 7 и 8 усиливает детектируемый сигнал таким образом, что на дополнительном резисторе 12 будет действовать переменное напряжение U( , равное : «.-.. , где fgic- детектируемый сигнал; 1 сопротивление резистора 12; tp т температурный потенциал равный 25мВ; Зэ- эмиттерный тоА транзисторов 7 и si является коэф Величина фициентом усиления и, например,

.при кОм и Зэ 1мА будет г равна 200. В результате в коллекторной цепи транзистора 8, т.е. на дополнительном резисторе 12 действует напряжение во много раз превышающее входное. Это напряжение через конденсатор 13 поступает на базу транзистора 2. Первый дифференциальный каскад на транзисторах 1. и 2 при действии на его входе (база транзистора 2} переменного напряжения выполняет функцию переключателя тока. Таким образом, под де.йствием переменого напряжения на базе транзисто-ра 2 происходит распределение коллекторного тока транзистора 7 между транзисторами 1 и 2 и на выходном фильтре 14 выделяется напряжение, пропорциональное разности коллекторных токов транзисторов 1 и 2. Соответствующим выбором сопротивления резистора 12 и токов транзисторов 7 и 8 коэффициент ус1у1ения по напряжению второго дифференциального каскада на транзисторах 7 и 8 может бытьполучен равным нескольким десяткам и даже сотням единиц.

Таким образом, даже -при входном сигнсше меньше одного милливольта в коллекторной цепи транзистора 8 действует напряжение равное нескольким сотням милливольт,, что значительнэ превышает величину 2/ .

Следовательно, линейное детектирование в предлагаемом амплитуд-, ном детекторе осуществляется при значениях входного сигнала значи

тельно меньших, чем в известном.

Предлагаемый амплитудный детектор может также выполнять функции квадратичного детектора, умножителя и фазового детектора. В режиме умножителя и фазового детектора второй вывод конденсатора 13 является вторым входом устройства.

Таким образом, предлагаемый амплитудный детектор благодаря тому, что транзистор 8 совместно с его коллекторной нагрузкой обеспечивает большое усиление, обладает повышенной линейностью передаточной характеристики при детектировании малых. сигналов.

АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий два гшФФеренциальных каскада на тр1анзисторах, коллекторы ij базы транзисторов первого из кото1яах соединены через соответствующие резисторы с первым и вторым источниками питания, а эмиттеры - с коллектором первого транзистора второго дифференциального каскада, база которого является входом амплитудного детектора, при этом базы и объединенные эмиттерял транзисторов второго дифференциального каскада через соответствующие токозадакяцие резисторы соединены с третьим и четвертым источниками питания соответственно, а также выходной фильтр, включенный между коллекторами транзисторов первого дифференциального каскада, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности передаточной характеристики при детектировании малых сигналов, между коллектором второго транзис(Л тора второго дифференциального каскада и первым источником питания включен дополнительный резистор/ а между коллектором второго транзистора второго дифференциального каскада и базой одного из транзисторов первого дифференциального касксща включен конденсатор.