Формирователь импульсов из синусоидального сигнала Советский патент 1986 года по МПК H03K5/22 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем сохранения постоянства фазы выходного импульсного сигнала формирователя при изменении амплитуды входного синусоидального сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема формирователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, посняющие его работу.

Формирователь импульсов из синусоидального сигнала содержит компаратор 1 напряжений, инвертор 2, аттенюатор 3, пиковый детектор 4 положительной полярности напряжения, пиковый детектор 5 отрицательния формирователя при положительной полуволне входного напряжения нарастает и выходное напряжение U4 пикового детектора 4 положительной полуволны переменного напряжения. В момент достижения максимального значения амплитуды положительной полуволны напряжения U4 напряжение, пропорциональное этому максимальному значению, запоминается на выходе пикового детектора 4 на этом максимальном 10 уровне (фиг. 2в). Так как входное напряжение устройства подается на входы пиковых детекторов через аттенюатор 3, то величина напряжения U4, выделенного на выходе пикового детектора 4, меньше максимального значения амплитуды положительной

ной полярности напряжения, первый 6 и вто- 5 полуволны входного напряжения. Напряжерой 7 аналоговые инверторы, первый 8 и второй 9 ключи, первый 10 и второй 11 блоки сброса. Входной синусоидальный сигнал подается на входную шину 12 формирователя, с выходной шины 13 снимается выходной импульсный сигнал формирователя.

Входная шина 12 формирователя соединена с первым входом компаратора 1 напряжений и со входом аттенюатора 3, выход которого подключен к сигнальным входам

ние с выхода пикового детектора 4 инвертируется первым аналоговым инвертором 6 л это напряжение Us (фнг.2д) подается через открытый первый ключ 8 на второй вход 2Q компаратора 1 напряжений.

В момент достижения входным напряжением UBX на первом входе компаратора 1 напряжений при отрицательной полуволне входного напряжения Ue второго входа компаратора 1 (фиг. 2д) компаратор 1 опрокипиковых детекторов 4 и 5 положительной и 25 дывается и на его выходе формируется поотрицательнои полуволн переменного напряжения соответственно. Выход пикового детектора 4 соединен с входом первого аналогового инвертора 6, а выход пикового детектора 5 соединен с входом второго аналоложительный перепад импульсного напряжения Ui (фиг. 2ж). Это импульсное напряжение Ui с выхода компаратора 1 инвертируется в противофазное ему напряжение U2 (фиг. 2и) инвертором 2. При этом напрягового инвертора 7. Выходы первого 6 и вто- 30 жениями Ui с выхода компаратора 1 напряжений и U2 с выхода инвертора 2 первый ключ 8 закрывается, а второй ключ 9 открывается и с выхода второго аналогового инвертора 7 на второй вход компаратора 1 напряжений поступает напряжение U (фиг.2е), полученное путем инвертирования выходного напряжения Us (фиг. 2г) пикового детектора 5 отрицательной полуволны входного напряжения. Одновременно импульсом напряжения Uio (фиг. 2з) с выхода перворого 7 аналоговых инверторов соединены соответственно с сигнальными входами первого 8 и второго 9 ключей, выходы которых подключены ко второму входу компаратора 1 напряжений. Выход компаратора 1 напряжений соединен с управляюш,им входом второго ключа 9 и входами инвертора 2 и второго блока сброса П. Выход инвертора 2 соединен с выходной шиной 13 формирователя, а также с управляющим входом первого клю35

ча 8 и входом первого блока сброса 10. го блока сброса 10 напряжение U4 на выВыходы первого 10 и второго 11 блоков сброса соединены со входами «Сброс пикового детектора 4 и пикового детектора 5 соответственно.

Формирователь импульсов из синусоиходе пикового детектора 4 сбрасывается до нуля.

Следующее срабатывание компаратора 1 напряжений происходит при достижении амплитуды входного переменного напрядального сигнала работает следующим об- 45 жения UBX. при его положительной полуразом.

При наличии на входе формирователя синусоидального напряжения Uex. (фиг. 2а) оно поступает на первый вход компаратора 1 напряжений и на вход аттенюатора 3. В частволне напряжения U (фиг. 2е). При этом формируется отрицательный перепад импульсного напряжения Ui на выходе компаратора 1 напряжений (фиг. 2ж), а вторым блоком сброса 11 напряжение Us на выходе

ном случае в качестве аттенюатора 3 может 50 пикового детектора 5 сбрасывается до нуля.

использоваться, например, резистивныи делитель напряжения. С выхода аттенюатора 3 ослабленное переменное напряжение, пропорциональное в каждый данный момент времени входному переменному напряжению формирователя, поступает на сигнальные входы пиковых детекторов 4 и 5. В процессе нарастания входного пере.менного напряже55

Одновременно импульсами напряжений Ui с выхода компаратора 1 напряжений и U2 с выхода инвертора 2 первый ключ 8 опять открывается, а второй ключ 9 закрывается.

Таким образом, компаратор 1 напряжений срабатывает один раз при положительной, а второй - при отрицательной полуния формирователя при положительной полуволне входного напряжения нарастает и выходное напряжение U4 пикового детектора 4 положительной полуволны переменного напряжения. В момент достижения максимального значения амплитуды положительной полуволны напряжения U4 напряжение, пропорциональное этому максимальному значению, запоминается на выходе пикового детектора 4 на этом максимальном уровне (фиг. 2в). Так как входное напряжение устройства подается на входы пиковых детекторов через аттенюатор 3, то величина напряжения U4, выделенного на выходе пикового детектора 4, меньше максимального значения амплитуды положительной

полуволны входного напряжения. Напряжение с выхода пикового детектора 4 инвертируется первым аналоговым инвертором 6 л это напряжение Us (фнг.2д) подается через открытый первый ключ 8 на второй вход компаратора 1 напряжений.

В момент достижения входным напряжением UBX на первом входе компаратора 1 напряжений при отрицательной полуволне входного напряжения Ue второго входа компаратора 1 (фиг. 2д) компаратор 1 опрокидывается и на его выходе формируется подывается и на его выходе формируется положительный перепад импульсного напряжения Ui (фиг. 2ж). Это импульсное напряжение Ui с выхода компаратора 1 инвертируется в противофазное ему напряжение U2 (фиг. 2и) инвертором 2. При этом напряжениями Ui с выхода компаратора 1 напряжений и U2 с выхода инвертора 2 первый ключ 8 закрывается, а второй ключ 9 открывается и с выхода второго аналогового инвертора 7 на второй вход компаратора 1 напряжений поступает напряжение U (фиг.2е), полученное путем инвертирования выходного напряжения Us (фиг. 2г) пикового детектора 5 отрицательной полуволны входного напряжения. Одновременно импульсом напряжения Uio (фиг. 2з) с выхода первого блока сброса 10 напряжение U4 на выходе пикового детектора 4 сбрасывается до нуля.

Следующее срабатывание компаратора 1 напряжений происходит при достижении амплитуды входного переменного напряжения UBX. при его положительной полужения UBX. при его положительной полуволне напряжения U (фиг. 2е). При этом формируется отрицательный перепад импульсного напряжения Ui на выходе компаратора 1 напряжений (фиг. 2ж), а вторым блоком сброса 11 напряжение Us на выходе

пикового детектора 5 сбрасывается до нуля.

50 пикового детектора 5 сбрасывается до нуля.

55

Одновременно импульсами напряжений Ui с выхода компаратора 1 напряжений и U2 с выхода инвертора 2 первый ключ 8 опять открывается, а второй ключ 9 закрывается.

Таким образом, компаратор 1 напряжений срабатывает один раз при положительной, а второй - при отрицательной полуволне входного напряжения, т.е. срабатывает с частотой входного сигнала формирователя.

Если величина входного напряжения UBX. в какой-то момент времени изменится (фиг. 2ж), то на столько же изменятся и значения напряжений U4 и Us,формируемых на выходе пиковых детекторов 4 и 5, а следовательно, и напряжения Ue и Uy, подаваемые поочередно через ключи 8 и 9 на второй вход компаратора 1 напряжений. Вследствие этого фаза формируемого импульсного сигнала на выходе устройства остается при этом неизменной относительно первоначальной импульсной последовательности. При этом быстродействие отслеживания фазы выходной импульсной последовательности, точ- нее быстродействие отслеживания постоянства фазы выходного импульсного сигнала, составляет не более одного периода входного синусоидального сигнала формирователя.

Формула изобретения

Формирователь импульсов из синусоидального сигнала, содержащий компаратор, первый вход которого подключен к входной шине, а выход соединен со входом инверто

ра, выход которого соединен с выходной шиной, управляющий вход первого ключа подключен к выходу инвертора, управляющий вход второго ключа - к выходу инвертора, а выходы ключей соединены со вторым входом компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены аттенюатор, пиковый детектор положительной полярности напряжения, пиковый детектор отрицательной полярности напряжения, первый и второй аналоговые инверторы, первый и второй блоки сброса, при этом вход аттенюатора подключен к входной шине, а его выход соединен с сигнальными входами пиковых детекторов положительной и отрицательной полярности напряжения, выход каждого из которых соединен соответственно со входом первого и второго аналоговых инверторов, выходы которых подключены соответственно к сигнальному входу первого и второго ключей, а ко входу«Сброс пиковых детекторов положительной и отрицательной полярности напряжения подключен соответственно выход первого и второго блоков сброса, вход первого из которых соединен с выходом инвертора, а вход второго - с выходом компаратора.

Изобретение может быть использовано в измерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит компаратор 1 напряжений, инвертор 2, пиковый детектор 4 положительной полярности напряжения, ключи 8 и 9. Введение аттенюатора 3, пикового детектора 5 отрицательной полярности напряжения, аналоговых инверторов 6 и 7, блоков 10 и 11 сброса и соединение их с элементами устройства сохраняет постоянство фазы выходного импульсного сигнала формирователя при изменении амплитуды входного синусоидального сигнала. 2 ил. tc СП 00 to