Входное устройство тракта вертикального отклонения осциллографа Советский патент 1984 года по МПК G01R13/20 

Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано во входных цепях трак та вертикального отклонения прецизионного электроннолучевого осциллографа с цифровым измерением пара метров исследуемого сигнала. Известно входное устройство тра та вертикального отклонения электроннолучевого осциллографа, содер жащее последовательно соединенные частотно-компенсированный делитель напряжения, истоковый повторитель с динамической нагрузкой, эмиттерный повторитель, сумматор сигналов в виде эмиттерного повторителя с динамической нагрузкой, цепь термо компенсации , включающую генератор тока, и выходной делитель напряжения ij . Недостатками устройства являютс малая площадь усиления и значитель ный дрейф нуля.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является входное устройство тракта вертикал ного отклонения осциллографа, соде жащее частотно-компенсированный делитель напряжения, вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход - с входом резистивного де лителя напряжения и входом истокового повторителя, выход которо го подключен к входу первого эмиттерного повторителя, выходом со диненного с входом второго эмиттер ного повторителя, выход которого соединен с шиной первого выходного напряжения и входом делителя напряжения обратной связи, выходом подключенного к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом резистивного делителя напряже ния, а выход - с объединенными выво дами резисторов смещения и нагрузки истокового повторителя, причем в базовые и коллекторные цепи транзисторов эмиттерных повторителей вкгдчены антипаразитные резисторы 2. , Недостатками известного устройст ва являются малая величина площади усиления, при которой не обеспечивается неискаженная передача сигналов на высокой частоте, и низкая устойчивость к самовозбуждению. Цель изобретения - увеличение площади усиления и устойчивости к самовозбуждению. Эта цель достигается тем, что входное устройство тракта вертикаль ного отклонения осциллографа, содер жащее частотно-компенсированный делитель напряжения, вход которого соединен с шиной входного .сигнала, а выход - с входом резистивного делителя напряжения и .входом истокового повторителя, выход которого подключен к входу первого эмиттерного повторителя, выходом соединенного с входом второго эмиттерного повторителя, выход которого соединен с шиной первого выходного напряжения и входом делителя йапряжения обратной связи, выходом подключенного к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом резистивного делителя напряжения, а выход - с объединенными выводами резисторов смещения и нагрузки истокового повторителя, снабжено усилительным каскадом на транзисторе, включенном с общим эмиттером, регулируемым источником опорного напряжения и генератором постоянного тока, вход которого соединен с шиной источника питания, а выход с коллектором транзистора второго эмиттерного повторителя, базой транзистора усилительного каскада и первым выводом резистора параллельной обратной связи по напряжению, второй вывод которого подключен к резистору нагрузки транзистора усилительного каскада, шине второго выходного напряжения и коллектору транзистора усилительного каскада, причем эмиттер транзистора усилительного каскада соединен с выходом регулируемого источника опорного напряжения. Не чертеже представлена структурная электрическая схема. Устройство состоит из частотнокомпенсированного делителя 1 напряжения, резистивного делителя 2 напряжения, истокового повторителя 3, включающего полевой транзистор 4, резистор 5 нагрузки и резистор 6 смещения, первого эмиттерного повторителя 7 и второго эмиттерного повторителя 8, включающего транзистор 9 и резистор 10 нагрузки, делителя 11 напряжения обратной связи, операционного усилителя 12, генератора 13 постоянного тока, усилительного каскада 14, включающего транзистор 15, резистор 16 нагрузки и резистор 17 параллельной обратной связи по напряжению, и регулируемого источника 18 опорного напряжения. Вход частотно-компенсированного делителя 1 напряжения соединен с шиной входного сигнала, а выход с входом резистивного делителя 2 напряжения и входом истокового повторителя 3, Выход которого подключен к входу первого эмиитерного повторителя 7, выходом связанного с входом второго эмиттерного повторителя 8, выход которого соединен с шиной перйого выходного напряжения

и входом делителя 11 напряжения обратной связи, выходом подключенного к инвертирукяцему входу операционного усилителя 12, нейНЕертирующий вход которого связан с выходом резистивного делителя 2 напряжения, а выход - с объединенными выводами резисторов смещения 6 и нагрузки 5 истокового повторителя 3. Вход генератора 13 постоянного тока соединен с шиной источника питания, а выход - с коллектором транзистора 9 второго эмиттерного повторителя 8, базой транзистора 15 усилительного каскада 14 и первым выводом резистора 17 параллельной обратной связи по напряжению, второй вывод которого подключен к резистору 16 нагрузки транзистора 15 усилительного каскада 14, шине второго выходного напряжения и коллектору транзистора 15 усилительного каскада 14, причем эмиттер транзистора 15 усилительного каскада 14 связан с выходом регулируемого источника 18 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Входной исследуемый сигнал поступает на вход частотно-компенсированного делителя 1 напряжения. С выхода делителя 1 переменная составляющая сигнала через конденсатор поступает на вход истоковогр повторителя 3. На объединенные выводы резисторов 5 и б истокового повторителя 3 воздействуют постоянная и низкочастотная составляющие сигнала, которые формируются из входного сигнала после деления резистивным делителем 2 напряжения и усиления операционным усилителем 12.

Суммарный сигнал с выхода истокового повторителя 3 поступает на вход первого змиттерного повторителя 7, а с его выхода - на вход второго эмиттерного повторителя 8.

Если при отсутствии постоянной составляквдей входного сигнала в результате дрейфа характеристик активных элементов устройства или источников питания выходное напряжение отличается от нуля, то цепь усиленной (с помощью операционного усилителя 12) отрицательной обратной связи реагирует таким образом, что первое выходное напряжение снова становится равным нулю. При наличии постоянной составляющей входного сигнала последняя воздействует на неинвертируемый вход операционного усилителя 12, в результате чего постоянная составляющая выходного напряжения равна постоянной составляющей входного сигнала (с учетом коэффициента передачи.

Ток, создаваемый генератором 13 5 постоянного тока, определяет коллекторный ток транзистора 9, малый по величине базовый ток транзистора 15 и ток через делитель, составленный резисторами 17 и 16. При отсутствии

10 постоянной составляющей исследуемс5го Сигнала на входе устройства второе выходное напряжение устройства устанавливается с помощью регулируемого источника 18 опорного напряжения

5 равным нулю. При этом величина фиксированного потенциала базы транзистора 15 определяется выходным напряжением регулируемого источника 18 опорного напряжения. Поскольку ге0 нератор 13 постоянного тока шунтирован переходом база-эмиттер транзистора 15, сопротивление которого при токе свыше 7-10 мА исчисляется несколькими омами, то сопротивле5 ние этого перехода, включенное в коллекторную цепь транзистора 9 второго эмиттерного повторителя 8 не способствует ухудшению частотных и усилительных свойств этого повторителя. Коэффициент усиления схе0мы, включающей второй эмиттерный повторитель 8 и усилительный каскад 14, равен отношению сопротивлений резисторов 17 и 10 и не зависит от параметров этих транзисторов и,

5 следовательно, от температуры окружающей среды.

Поскольку суммарный коэффициент передачи исследуемого сигнала истоковым повторителем 3 и первым эмит0терным повторителем 7 не превышает 0,8-0,85, то, выбрав коэффициент усиления эмиттерного повторителя 8 и усилительного каскада 14 больше 1, можно довести ббщий коэффициент

5 передачи от входа к шине второго выходного напряжения до 1 или более, если это необходимо для работы цифрового измерителя. При этом увеличение коэффициента передачи не приве0 дет к сокращению полосы пропускания устройства, так как коэффициент передачи Квбщ не зависит от параметров транзисторов. Увеличение площади усиления в устройстве сопровождает5 ся повышением устойчивости к самовозбуждению вследствие уменьшения емкостной составляющей нагрузки на выходах устройства, а также увеличением температурной стабильности коэф0 Фициента передачи.

ВХОДНОЕ УСТРОЙСТЮ ТРАКТА ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ОСЦИЛЛОГРАФА, содержащее частотно-компенсированный делитель напряжения, вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход - с входом реэистивного делителя напряжения и входом истокового повторителя, выход которого подключен к входу первого эмиттерного повторителя, выходом соединенного с входом второго эмиттерного повторителя, выход которого соединен с шиной первого выходного напряжения и входом делителя напряжения обратной связи, выходом подключенного к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвёртирующий вход которого соединен с выходом резистивного делителя напряжения, а выход - с объединенными . вьшодами резисторов смещения и на- грузки истокового повторителя, отличающееся тем, что, с целью увеличения площади усиления и устойчивости к самовозбуждению, оно снабжено усилительным каскадом на транзисторе, включенном с общим эмиттером, регулируемым источником опорного напряжения и генератором постоянного тока, вход которого соединен с шиной источника питания, а выход - с коллектором транзистора второго эмиттерного повторителя, базой транзистора усилительного «Л каскада и первым выводом резистора параллельной обратной связи по напряжению/ второй вывод которого подключен к резистору нагрузки транзистора усилительного каскада, шине второго выходного напряжения и коллектору транзистора усилительного каскада, причем эмиттер транзистора усилительного каскада соединен с выходом регулируемого источника опорного напряжения. ч| X со .4: