Устройство усиления импульсных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/02 

Изобретение относится к радиоэлетронике и может быть использовано в приборах и устройствах для измерения и регистрации электрических сигналов от источников с большим внутренним сопротивлением.

Известно устройство усиления импульсных сигналов, представляющее собой усилитель, охваченный стопроцентной отрицательной обратной связью, в цепи которой включен корректирующий фильтр Ell.

Однако из-за недостаточно большого входного сопротивления известное устройство можно использовать только в режиме измерения токов, а измерение напряжений в высокоомны цепях невозмсмсно;

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство усиления для исследования электрических сигналов высокоомных источников, содержащее усилитель, между входом и выходом которого включен конденсатор и элемент ручной подстройки коэффициента усиления усилителя Г2.

Недостатком известного устройства является неточность воспроизведения усиливаемых импульсов от электрических и фотоэлектрических источников сигналов, внутреннее сопротивление которых может меняться в широких пределах, например фото-ЭДС полупроводников.

Цель изобретения - уменьшение искажения усиливаемых импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство усиления импульсных сигналов, содержащее усилитель, между входом и выходом которого включен конденсатор, между выходом усилителя и его управляющим входом включены последовательно дифференцирующая цепь, первый ждущий мультивибратор, элемент И, второй ждущий мультивибратор и интёгровычитатель, другой вход которого подключен к выходу первого ждущего мультивибратора, а второй вход эле.мента И подключен к выходу дифференцирующей цепи.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства усиления импульсных сигналовf на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство усиления импульсных сигналов содержит усилитель 1, между входом и выходом которого включен конденсатор 2, а между выходом и управляющим входом - последователно соединенные дифференцирующая цепь 3/ первый ждущий мультивибратор 4, элемент И 5, второй ждущий мультивибратор 6 и интегровычитйтёль 7, другой вход которого подключен к выходу первого ждущего мультивибратора 4, а второй вход элемента И 5 подключен к выход дифференцирующей цепи 3.

Устройство усиления импульсных сигналов работает следующим образом

На вход усилителя 1 поступают прямоугольные сигналы от высокоомного источника, на выходе этого усилителя появляются сигналы (фиг.2а), форма которых зависит от внутреннего сопротивления источника сигналов, так как ширину полосы пропускания устройства определяет постоянная времегни вхрдной цепи .Увеличение ширины .полосы пропускания устройства в этом случае достигается компенсацией входной емкости т.е. соответствующим изменением (подстройкой ) коэффициента усиления усилителя 1, так как переходная характеристика такого усилителя имеет вид

1.

и

1+poT-hp(r/2)

где

a

Rjj, U - внутреннее сопротивление и напряжение высокоомного источника;

входная емкость и постоян-11 -f ная/времени усилителя 1; 2 - емкость конденсатора 2. При изменении внутреннего сопротивления R источника требуется подстройка коэффициента усиления К усилителя 1 для обеспечения его переходной характеристики, близкой к апериодической с наименьшей длительностью фронта. Выходной сигнал усилителя 1 (фиг. 2а) подается на дифференцирующую цепь 3, а выходное напряжение дифференцирующей цепи 3 (фиг. 26) своими положительными импульсами запускает первый ждущий мультивибратор 4, Длительность импульсов первого ждущего мультивибратора 4 (фиг. 2в) на 10-20% меньше длительности регистрируемых импульсов. Его импульсы поступают на один вход интегровычитателя 7, выходное напряжение которого (фиг. 2д) поступает на управляющий вход усилителя 1 и изменяет его коэффициент усиления, тем самым изменяя эквивалентную емкость устройства. В случае незначительной перекомпенсации входной емкости устройства сигнал на выходе дифференцирующей цепи 3 (фиг. 26) имеет отрицательный выброс, в этом случае срабатывает элемент И 5 и запускается второй ждущий мультивибратор б, выходной сигнал которого по длительности

примерно на 10% меньше сигнала первого ждущего мультивибратора 4 . и имеет противоположную полярность. Этот сигнал (фиг. 2г) поступает на второй вход интегровычитателя 7 и изменяет его выходное напряжение в противоположную сторону, что приводит к изменению в противоположную сторону коэффициента усиления усилителя 1 (пунктирами на фиг. 2д показаны напряжения и на выходе интегровычитателя 7 при подачесигналов от мультивибратора 4 и 6 отдельно). Эт.о и приводит к получению переходной характеристики усилителя. 1 с наименьшей длительностью фронта выходного напряжения.

Таким образом, введение в устройство с компенсированной входной емкостью дифференциатора, двух ждущих мультиТвибраторов, логического элемента И и интегровычитателя приводит к уменьшению искгикений усилйваенолс импульсов, чем обеспечивается повышение точности воспроизведения импульсных сигналрв по сравнению с прототипом.

УСТРОЙСТВО УСИЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛрВ. содержащее усилитель, между входом и выходом которого включен конденсатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения искажения усиливаемых импуЛьсов, между выходом усилителя и его управлякмцим входом включены последовательно дифференцирующая цепь, .первый ждущий мультивибратор, элемент И, второй ждущий мультивибратор и интегровычитатель, другой вход которого Подключен к выходу первого ждущего мультивибратора, а второй вход элемента И подключен к выходу.дифференцирующей цепи. л ю ел м