Пиковый детектор Советский патент 1985 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к устройствам измерения пиковых значений и может быть использовано в измерительной технике, радиоприемных устройствах, аналоговых вычислительных устройствах. Цель изобретения - повышение точности. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и фиг. 3 - временные диаграммы функционирования устройства. Пиковый детектор содержит детектирующий транзистор 1, эмиттер которого соединен с первой обкладкой конденсатора 2, вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, ключ 3 сброса и шину 4 питания резистор 5 и дополнительную шину 6 питания противоположного знака, причем коллектор детектирующего транзистора через ключ сброса соединен с шиной питания через резистор - с дополнительной шиной питания противоположного знака. Ключ 3 сброса может быть выполнен на биполярном транзисторе, коллектор которого соединен с коллектором детектирующего транзистора 1, эмиттер соединен с шиной 6 питания, а на базу подается управляющее напряжение. При этом би полярный транзистор должен быть выбран с малым обратным током коллектора. Пиковый детектор с ключом сброса может использоваться для работы и с импульсными и непрерывными сигналами. При работе с импульсными сигналами пиковый детектор используется или для расширения длительности импульсов амплитудно-модулированной импульсной последовательности или для запоминания максимального значения амплитуды импульсов этой последовательности. При этом сброс пикового детектора осуществляется при отсутствии импульса на его входе (фиг. 2 и 3). На базу транзистора 1 поступают модулированные по амплитуде узкие импульсы, В исходном состоянии накопительный конденсатор 2 заряжен, ключ 3 замкнут (у -|-Еп), а транзистор 1 закрыт. При поступлении импульса на базу транзистора последней открывается и в течение длительности импульса заряжается накопительный конденсатор до напряжения Уа У1-УБЭ, где У| - амплитуда импульса; УБЭ - напряжение, подающее на открытом переходе база-эмиттер транзистора. После заряда конденсатора напряжение УЭ У1-УБЭ сохраняется в течение времени Tj (пока замкнут ключ 3). Размыкание ключа 3 происходит перед приходом следующего импульса на базу транзистора. При размыкании ключа на базе транзистора присутствует нулевой потенциал (), на эмиттер подается положительное напряжение с заряженного конденсатора (V3.Vi-УБЭ) , а на коллектор через резистор 4 - отрицательное напряжение Еп. В этом случае транзистор оказывается включенным инверсно. Под инверсным включением понимают такое включение транзистора, когда его эмиттер и коллектор меняются местами и транзистор начинает работать с открытым переходом базаколлектор и закрытым база-эмиттер. Инверсное включение транзистора хотя и характеризуется меньшим коэффициентом усиления по току, но в отличие от прямого включения имеет меньшее и более стабильное напряжение насыщения Укэ. Поэтому транзисторные ключи с инверсным включением транзисторов часто применяют в цифроаналоговых преобразователях, Таким образом, после размыкания ключа 3 у транзистора 1 оказывается открытым переход база-коллектор (на базе - нулевое напряжение, а на коллекторе - отрицательное) и закрытым переход базаэмиттер. Возникает ток базы (который течет в коллектор), что приводит к возникновению тока эмиттера (который также течет в коллектор). Транзистор открывается, при этом на его коллекторе возникает отрицательное напряжение равное падению напряжения на открытом переходе базаколлекторVK УвКоткр Конденсатор 2 начинает разряжаться эмиттерньш током транзистора. Разряд конденсатора происходит до тех пор, пока напряжение на нем станет равно + УэКнас, где VOCT - остаточное напряжение на конденсаторе;Уэкнас - напряжение насыщения инверсно включенного транзистора т. е. Уост УэКнасУвКоткр. Если считать, что падение напряжения на открытом база-коллекторном переходе (УБК) и напряжение насыщения транзистора практически равны, то разряд конденсатора происходит почти до нулевого потенциала. После разряда конденсатора ключ 3 снова замыкается и схема готова осуществить детектирование следующего импульса. Таким образом может быть реализовано расщирение длительности импульсов с сохранением их амплитуды. При работе устройства при детектировании непрерывных сигналов (фиг. 3) на базу транзистора поступает непрерывный сигнал с амплитудой Vsmax. Ключ 3 во время т, замкнут и конденсатор 2 заряжается до напряжения Уэ УБтахУБЭ. Затем на время Т2 ключ размыкается и транзистор так же, как и в рассмотренном случае, оказывается включенным инверсно. Но теперь на его базе присутствует положительный потенциал, обусловленный величиной сигнала на входе (Ув), поэтому потенциал коллектора увеличивается на величину этого сигнала УК УБ-Увкоткр,

вследствие чего разряд конденсатора (если считать примерно равными Уэкнас и Увкоткр) будет происходить не до нулевого потенциала, а до напряжения, равного величине сигнала на базе транзистора:

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить время хранения продетектированного напряжения при сохранении параметров накопительного элемента и детектирующего транзистора, снизить требования к величине тока утечки закрытого ключа сброса, т. е. повысить точность устройства.

Например, если в качестве детектирующего транзистора и транзистора в ключе сброса использовать 2Т3108А с малыми обратными токами эмиттера 0,1 мкА и коллектора 0,2 мкА, то при включении

ключа сброса по схеме прототипа ток утечки накопительного элемента равен сумме обратного тока эмиттера зд,крытого детектирующего транзистора и обратного тока коллектора транзистора в ключе

сброса, т. е. 0,3 мкА. При включении ключа сброса по схеме предлагаемого устройства ток утечки накопительного элемента определяется обратным током эмиттера закрытого детектирующего транзистора и равен 0,1 мкА. Таким образом, время

хранения информации увеличивается в 3 раза при том же времени хранения точность увеличивается в 3 раза.

ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий детектирующий транзистор, эмиттер которого соединен с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с щиной нулевого потенциала, ключ сброса и шину питания, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, в него введены резистор и дополнительная щина питания противоположного знака, причем коллектор детектирующего транзистора через ключ сброса соединен с шиной питания и через резистор - с дополнительной шиной питания противоположного знака. (Л О) ю

.

UZ-UBS

/

±1

UB

ОUB

+

п

//

и,

ост

6 БКоткрФиг.З