Фиксатор уровня Советский патент 1986 года по МПК H03K5/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использован в устройствах измерения импульсных сигналов,в частности в устройствах, у которых амплитуда и скважность импульсных сигналов изменяется по случайному закону.

Цель изобретения - повьппение точности за счет уменьшения влияния импульсных помех.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема фиксатора уровня; на фиг„ 2 - графики, поясняющие работу фиксатора уровня.

Фиксатор,уровня содержит повторитель I, вход которого подключен к входной шине 2 через первый резистор 3, инвертирующий интегратор 4, выполненный на операционном усилителе 5, выход которого подключен к первому выводу второго резистора 6, а вход подсоединен к первому выводу третьего резистора 7 через цепочку 8 состоящую из параллельно включенных четвертого резистора 9 и первого диода 10, операционный ус11литель П, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала чере пятый резистор 12, а инвертирующий вход - через шестой резистор 13 с выходом операционного усклителя 1 и выходной шиной 14, непосредственно с вторым выводом второго резистора 6, через последовательно соединенные седьмой резистор 5, элемент 16 задержки и конденсатор I7 с выходо повторителя 1, вход которого соединен с вторым выводом третьего резистора 7, параллельно которому подключен второй диод 18, через восьмой ре зистор 19 - с первым источником 20 напряжения, а вход инвертирующего интегратора .4 подсоединен к второму ис точку 21 напряжения через девятый резистор 22.

Устройство работает следующим образом.

Повторитель 1, конденсатор 17, элемент 16 задержки, седьмой резистор 15 образуют прямой канал для рабочих импульсов. Резистор 7, зашун- тированньш диодом 18, цепочка 8, инвертирующий интегратор 4, резистор 6 образуют параллельный канап дпя рабочих импульсов..

На фиг. 2 по оси абсцисс отложе- но реальное время t, по оси ординат отложена величина напряжения U

0

импульсов, соответствующая данному моменту времени. Графики поясняют взаимоположение импульсов, вырабатываемых в разных точках схемы, и их форму. Для определенности показано прохождение двух импульсов положительной полярности. Кривая Q показывает импульсы на входе, кривая S- импульсы на выходе элемента 16 задержки, задержанные на время t, , кривая 6 - напряжение на выходе инвертирующего интегратора 4, задержанное на время t ,, кривая - импульсы на выходе, зафиксированное на уровне и„ . На вход поступают рабочие импульсы (фиг. 2а), случайные по амплитуде и скважности, которые проходят по прямому каналу. Проходя через конденсатор 17, заряжают его за время длительности рабочего импульса с постоянной времени 7 . В интервалах времени между импульсами, конденсатор 17 разряжается с постоянной времени Тр, образуя квазитреугольные импульсы заряда - разряда U(t), кроме того, на нем сохраняется некоторое медленно меняющееся напряжение И;,, величина которого пропорциональна частоте проходящих импульсов (фиг.2б) В результате рабочий импульс накладывается на квазитреугольные импульсы заряда-разряда U(t) и медпенно меняющееся напряжение U, из-за случайного характера процесса, что приводит к искажению формы импульсов и к нефиксированному уровню.

Для непрерывного и синхронного вычитания квазитреугольных импульсов заряда-разряда U{t) и медленно ме- 0 няющегося напряжения U из сигнала (фиг. 2б) служит параллельный канал, вырабатывающий в противофазе напряжения, по форме и величине равное

на

17 (фиг. 2в), которое непрерывно вырабатывается из напряжения прямого канала и восстанавливает уровень

5

0

5

.5

напряжению U(t) и.и. на конденсаторе

и

форму и амплитуду рабочего имny. ibca (фиг. 2г), Задержка на вре- мя t J, происходящая в параллельном канале, обусловленная в основном схемой интегратора, компенсируется в прямом канале элементом 16 задержки с временем задержки t . Рабочие импульсы (фиг. 2а) поступают на вход инвертирующего интег- ратора 4, где они преобразуются в напряжение на выходе, имеющее квазитреугольную форму, совпадающее по величине и форме во времени с такими же квазитреугольньми импульсами заряда-разряда U(t) конденсатора 17 (фиг. 2в).

При этом постоянная времени заряда t устанавливается подбором величины резистора 9, а величина постоянной времени разряда t p - подбором величины резистора 7, Независи- мость установки и tp обеспечивается первым 0 и вторым 18 диодами, шунтирующими резистор 9 и резистор 7 соответственно.

Таким образом, в параллельном ка- нале формируются квазитреугольные импульсы заряда-разряда U(t). Кроме того, инвертирующий интегратор 4 выполняет роль интенсиметра и в зависимости от частоты импульсов форми- рует на своем выходе медленно меняющееся напряжение U (фиг. 2в), при этом величина выходного напряжения источника 21 напряжения устанавливае постоянную составляющую медленно ме- няющегося напряжения U.

В результате на выходе параллельного канала возникает напряжение, которое имеет форму напряжения на конденсаторе 17 U(t) и и находит ся с ним в противофазе (фиг. 2б,в). Временной сдвиг t,, возникающий, в основном, инвертирующего интегратора 4, компенсируется элементом 16 задержки (фиг. 26).

Подбором масщтабирующих сопротивлений резисторов 6 и 15 из напряжения прямого канала (фиг. 26) вычитается напряжение параллельного канала (фиг. 2в), т.е. фактически скла- дьгоаются прямое и инвертированное напряжения. В результате на выходной шине 14 восстанавливается форма импульсов и фиксируется уровень. Вели

5

0

5 0 5

д

5

чина фиксации уровня U устанавливается .на выходе источника 20 напряжения.

Таким образом, предлагаемый фиксатор уровня плавно и непрерывно осуществляет привязку уровня.

Формула изобретения

Фиксатор уровня, содержащий повторитель, вход,которого подключен к входной шине через первый резистор, инвертирующий интегратор, вьтолнен- ный на операционном усилителе, выход которого подключен к первому выводу второго резистора, а вход подсоединен к первому выводу третьего резистора через цепочку, состоящую из параллельно включенных четвертого резистора и первого диода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния импульсных помех, в него введены второй диод, конденсатор, элемент задержки, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый резисторы и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала через пятый резистор, а инвертирующий вход - через шестой резистор с выходом операционного усилителя и выходной шиной, непосредственно с вторым выводом второго резистора, через последовательно соединенные седьмой резистор, элемент задержки и конденсатор - с выходом повторителя, вход которого соединен с вторым выводом третьего резистора, паралелльяо которому подключен второй диод, через восьмой резистор - с первым источником напряжения, а вход инвертирующего интегратора подсоединен к второму источнику напряже-; ния через девятый резистор.

.Z

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испсльзова но в устройствах измерения импульсных сигналов. Цель изобретения - по- вьгаение точности измерения. Это достигается за счет уменьшения влияния импульсных помех. Для этого в устройство дополнительно введены второй диод 18, конденсатор 17, элемент И задержки и резисторы 12, 13, 15, 19 и 22. Кроме того, устройство содержит повторитель I, входную шину 2, резисторы 3, 6 и 7, инвертирующий интегратор 4, выполенный на операционном усилителе 5, цепочку 8, состоящую из резистора 9 и диода 10, операционный усилитель 11. Устройство может также использоваться в усилительно-преобразовательных каналах рентгеновских спектрометров, у которых амплитуда и сква ность импульсных сигналов изменяются по случайному закону. 2 ил. /3 « i (Л