Стробоскопический смеситель Советский патент 1986 года по МПК G01R13/20 

Устройство относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для решения широкого круга измерительных задач в стробо- преобразователях, стробоосц:ялло- графах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, заключающихся в возможности измерения абсолютных уровней входных сиг- налов за счет уменьшения эмиссии строб-импульсов на вход устройства расширения значений выходных сопротивлений источников сигналов, с которыми может работать устройство за счет введения полевого транзистора, повышение линейности преобразования путем,стабилизации рабочей точки мостового смесителя и упрощение регулировки устройства з счет развязки диодного моста и вход устройств а.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит входной ре- зистор 1, полевой транзистор 2, резисторы 3 и 4, смесительные диоды 5-8j накопительный конденсатор 9, буферньш блок 10, развязываюнщй блок 11, балансные резисторы 12 и 13, при этом затвор транзистора 2 является входом устройства и соединен с входным резистором 1, другой конец которого соединен с общей ши НОЙ5 сток транзистора 2 соед:инен через резистор 3 с катодами диодов 5 и 6s первым выходом развязьшаю- щего блока 11 и балансным резисторо 125 другой конец которого соединен с катодом диода 8, анодом диода 6, первым входом буферного блока 10, одной обкладкой накопительного конденсатора 9, другая обкладка которого соединена с общей шиной, и балансным резистором 13, другой ко- нец которого соединен с анодами диодов 7 и 8, вторым выходом развязывающего блока 11 и через резистор 4 с истоком транзистора 2. и с анодом диода 5 и катодом диода 7,второ вход буферного блока 10 является входом напряжения питания, а выход - выходом устройства, второй вход развязывающего блока 11 является входом отрицательного напряже- fSHH смещения и строб-импульсов по- ,ложительной полярности, первый вход развязывающего блока 11 - входом

положительного напряжения смещения и строб-импульсов отрицательной полярности, кроме того, входы развязывающего блока 11 являются входами напряжения обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии смесительные диоды 5-8 закрыты напряжением смещения ± Е , которое подается через развязывающий блок 11 на выводы катодов диодов 5 и 6 и аноды диодов 7 и 8, Под действием строби рующих VLMnynbCOB, поступающих по тем же цепям что и t Е,, диоды 5-8 от1-:рываются на короткий промежуток времени и происходит строби- рование входного сигнала, прошедшего через транзистор 2,.конденсатор 9 быстро заряжается, а поеле окон- -гания действия строб-импульсов разряжается через большое входное сопро7 ивление буферного блока 10 и обратное сопротивление диодов. Таким образом, формируется расширенный импульс 5 амплитуда которого несет информацию о сигнале в момент стробирования. Расширенный импульс через блок 10 поступает на выход устройства. Блок 10 обладает очень большим входным сопротивлением (сони МОм) ,

Блок 11 (в виде развязывающего и симметрирующего трансформатора) о беспе чивает надежную развязку с.ме сительных диодов от генератора строб- гШпульсов и цепей смещения, а также симметрирует строб импульс

Напряжение обратной связи (чере . цепи смещения) поступает на вход блока 11 и далее к диодам 5-8: катды - 5 и 6, aнoд 7 и 8, через резисторы 12 и 13 к катоду диода 8 и.к аноду диода 6, а через резисторы 3 и 4 напряжение прикладывает соответственно к стоку и истоку транзистора 2 и к выводу анода диода 5 - катод диода 7, т.е. через транзистор 2 напряжение обратной связи аоступает на общий вывод кат да диода 7 и анода диода 5: все четыре общих вывода диодного моста охвачены обратной связью, что существенно. Через резисторы 12 и 13 напряжение обратной связи поступает на конденсатор 9 и вход блока 10, Напичие обратной связи обеспечивает высокую .линейность преобразователя, в составе которого работает устройство, так как Б схеме отрабатывает не весь входной сигнал, а только приращение.

Транзистор 2 передает на исток (и на общий вывод катода диода 7 и анода диода 5) все изменения напряжений, поступающих на его сток и исток через резисторы 3 и 4. Транзистор 2 обладает большим входным сопротивлением (сотни МОм); сопротивление резистора 1 равно 100 кОм (без ухудшения параметров устройства) .

Резисторы 3,4, 12 и 13 имеют достаточно большое сопротивление (100 кОм) и слабо шунтируют-смесительные диоды. Если обойтись без резисторов 12 и 13 и расчитывать на большое обратное сопротивление диодов моста, то это приведет К следующему. Для обеспечения этого потребуется дополнительный провод, чтобы подвести напряжение обратной связи к общему выводу диода 6 и катода диода 8, к конденсатору 9 и входу блока 10, и дополнительный резистор, что в условиях пробника просто недопустимо(появляются дополнительные наводки, увеличивается толщина кабеля пробника и уменьшается его гибкость, увеличиваются габариты самого пробника). Кроме .того, величина сопротивления дополнительного резистора будет равной 2-3 кОм для обеспечения требуемого коэффициента деления в цепи обратной связи и дополнительный резистор будет определять постоянную разряда конденсатора 9, а не обратное сопротивление диодов моста, т.е. вьшг рьш1а нет. Таким образом, применение резисторов 12 и 13 и блока 10 логично, обосновано и справедливо технически, что и подтверждает простой

расчет.

Блок 10 - буферный каскад между выходоу устройства и выходом диодного моста, основное назначение которого обеспечить высокое входное сопротивление, а следовательно, и большую постоянную времени разряда накопительного конденсатора для обеспечения требуемой длительности расширенного импульса, и передать расширенный импульс на выход устройства. Блок 10 может представлять собой, например, каскад на транзисторе как в известном устройстве.

2263174

Транзистор 2 - каскад между входом устройства и входом диодного моста (катод диода 7 - анод диода 5). Его назначение - передавать на свой 5 выход все изменения напряжений, поступающих на его входы через.резисторы 3 и 4, и обеспечивать надежную развязку (при высоком входном сопротивлении) входов устрой10 ства и диодного моста. При этом за время стробирования строб-импульсы по резисторам 3 и 4 на вход диодного моста или на исток транзистора 2 не приходят, так как величины ре)5 зисторов 3 и 4 выбираются таким

образом, чтобы строб-импульсы затухали за время стробирования на резисторах 3 и 4 (в данном случае это достигается тем, что величины

20 резисторов составляют порядка

100 кОм). Как правило полоса пропускания чес составляет 1-1,5 ГГц и применение полевого транзистора с собственной полосой пропускания

25 12-18 ГГц (выпускаемых серийно) и не изменит полосы пропускания смесителя и не ухудшит его характеристик.

30

Формула изобретения

Стробоскопический смеситель,содержащий входной резистор, включенный между входом устройства и общей шиной, четыре смесительных диода, у которых соединены попарно катоды первого и второго диодов и аноды третьего и четвертого диодов, анод первого диода соединен с катодом третьего диода, анод второго диода

соединен с катодом четвертого диода, одной обклад ой накопительного конденсатора, первым входом буферного блока и первым и вторым балансными. резисторами, общий вывод катодев первого и второго дигдов соединен

с первым выходом развязывающего блока, общий вывод а.юдов третьего и четвертого диодов соединен с вторым выходом развязывающего блока, первый

вход которого является входом положительного напряжения смещения и строб-импульсов отриилтельной полярности, а второй вход - входом отрицательного напряжения смещения и

строб-импульсов положительной полярности, причем входы развязывающего блока являются входами напряжения обратной связи, другая обкладка накопителы-зого кондет1сатора с.оединена с общей шиной5 второй эход буферного блока соединен с вводом напряже ния питания,, а выход являе ся выходом устройства, о т л н ч а ю-- щ и и с я тем, ЧТО; с целью расти- реник функциональньш возмо сностей поньшения линейности и упрощения прояесса регулировки., в Hei. o введкп два резистора и полевой транзистор, затвор которого соединен с зходом

устройства,, сток через первый резистор соединен с общим выводом катодов первого и второго диодов., исток

qepesi второй резистор соединен с обим выводом анодов третьего и чет- Бертого диодов и с катодом третьего диодаS при этом вторые выводы первого к второго балансных резисторов

подключены соответственно к первому и второму выходам развязывающего блока

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может .быть использовано в стробопреобразовате- лях и стробоосциллографах. Цель изобретения - ра сширение функциональных возможностей. Устройство содержит резисторы 1, 3 и 4, полевой транзистор 2, смесительные диоды 5-8, накопительный конденсатор 9, буферный блок 10, развязывающий блок 11 и баластные резисторы 12 и 13. Устройство позволяет измерить абсолютные уровни входных сигналов за счет уменьшения эмиссии стробимпуль- сов на вход устройства, расширить значения выходных сопротивлений источников сигналов, которыми может работать устройство за счет введения полевого транзистора, повысить линейность преобразования путем стабилизации рабочей точки мостового смесителя и упростить регулировку устройства за счет развязки диодного моста и входа устройства. 1 ил. t/ С Цепи обратной сйвда /ч Стробинпцльсы