Регулируемое устройство для определения моментов появления экстремума Советский патент 1986 года по МПК G01R19/04 

ветствне появления выходного сигнала частота устройства составляет О 500 кГц при амплитудах входного сигнала от 0,1 до+15 В. Малое значение входного сигнала, при котором устройство способно работать, обеспечивается высоким входным сопротивлением компаратора, существенно превьшающим сопротивление диода при близких к нулю значениях прямого напряжения. 2 ил.

Изобретение относится к области . электроизмерительной техники и может быть использовано для определения моментов появления экстремума как одиночных, так и периодической или непериодической последовательности сигналов положительной и отрицательной полярностей. Целью изобретения является повьшение определения точности в широком диапазоне частот и расширение функциональных возможностей за счет регистрации разнополярных экстремумов. Цель достигнута за счет введения в устройство дополнительного диода 5, регулируемого резистора 3 и Q 9 резистора 2. Устройство содержит также компаратор 1, диод и конденсатор 5, (Л При настроенном с помощью регулируемого резистора 3 компараторе на соот

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения моментов появления экстремума как одиночных так и периодической или непериоднчаг.кой последовательности сигналов noi).viTO.,ubHou и отрицательной гюляри.ости. Цель изобретения повышение точности в широком диапазоне частот и расширение функциональных возможное:ей за счет обеспечения регистрации разнополярпых экстремумов. i. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства на фиг. 2 . эпюры напряжений, поясняющие его работу. Устройство содерлсит компаратор 1 к иеинвертируюшему входу которого подключен первый кывод резистора 2, первый вывод регулируемого резистора З,, второй вывод которого подключен к первым электродам включенных встречно-параллельно диодов 4 и 5 и к входной клемме устпойстса вторые выводы встречно-параллс-льных диодов 4 и 5 подключены к первой обкладка конденсатора 6 и к инвертирующему входу компаратора 1 , .выход которого соединен с выходными клеммами устрой ства, вторая обклад.ка конденсатора и второй вывод резистора 2 подключе ны к общей шине устройства. Устройство работает следующим об разом. Рассмотрим случай, когда на вход .устройства поступают положительные импульсы напряжения. Предположим, чт величина сопротивления регулируемого резистора 3 установлена равной пулю При начавшемся нарастании входного импульса на неинвертирующем входе компаратора 1 напряжение А (фиг. 2) нарастает со скоростью нарастания входного сигнала,,а па инвертирующем входе компаратора напряжение Б нарастаетс отставанием из-за частичного падения напряжения на диоде 4, который для положительного импуль са открыт (диод 5 закрыт), а также за счет емкости конденсатора 6. В результате выходное напряжение компаратора оказывается равным высокому уровню (момент времени t). При достшкении входным импульсом максимальной величины (момент време-. ни tg) конденсатор 6 оказывается заряженным до некоторой величины U, которая меньше максимального значения напряжения входного импульса. При начинающемся спаде напряжения входного импульса диод 4 отключает- . СИ, становится уже непроводящим, в то время как диод 5 еще не включен. Поэтому напрялсепие па конденсаторе, а следовательно, и на инвертирующем входе компаратора 1 сразу после прохолсделшя максимума остается без изменении и равно U{ , в то время кале на пеинвертирующем входе компаратора напряжепие продолжает спадать. Когда обратная по знак1; разность нап ялге11.чй между входами компаратора достигает порога (5го чувствительности U 5 который зпачптольно меньше }зе личину порогового напряжения открывания диода 5, происходит переключение выходного напряжения компаратора с верхнего уровня на нижний - отрицательный перепад,, Очев1здно, что отрипательный перепад, отвечаюсргй на прохонодеппе входным импульсом через максимум своего значения, отстает от момента времени, когда это в действительности происходит. Это отставание обусловлено конечной величиной i чувствительности компаратора, а также тем, что максимальное напряжение на конденсаторе 6 намного меньше максимального з.начения напряжения входного импульса из-за части ного падения напряжения на открытом диоде 4. После того, как уже произошел от рицательный перепад выходного напря жения компаратора, разность-напряже ний А и Б из-за продолжающегося спа да входного напряжения А увеличивает ся до значения, когда открывается диод 5. Начинается быстрьй разряд конденсатора 6 через открытый диод 5,Диод 4 закрыт (момент времени t) ; При поступлении следующего входного импульса описанные процессы повторяются. Напряжение на конденсаторе 6,отставая по фазе, по частоте пов торяет входное напряжение, так как постоянная времени цепи заряда равн постоянной времени цепи разряда и определяется величиной емкости конденсатора 6 и сопротивлением открытых попеременно диодов 4 и 5. Таким образом, учитывая незначительность величины сопротивления от крытых диодов и их равенство, имеем широкий диапазон рабочих частот. Пр чем ширина диапазона рабочих частот никак не связана с возможной точностью работы устройства. Если теперь увеличивать величину регулируемого сопротивления на резисторе 3, то будет уменьшаться напряжение на неинвертирующем входе компаратора из-за деления входного сигнала па образующемся делителе из сопротивлений на резисторах 3 и 2 (фиг, 2, кривая А). Па фиг. 2.видно, что в этом случае точка пересеэтом случае чения кривых А и Б, где происходит смена полярности разности напряжений на входах- компаратора и, соответственно, отрицательный перепад на выходе, передвинулась вперед по времени (влево на фиг. 2) относительно момента достижения максимума входным импульсом (момент времени tj). Таким образом, регулируя величину сопротивления 3, можно изменять амплитуду напряжения А и тем самым двигать момент отрицательного выходного перепада напряжений компаратора (устройства) относительно максимума входного импульса вплоть 604 до сколь угодно точного их совпадения. При этом частотный диапазон работы устройства расширяется не только от того, что постоянные времени заряда и разряда конденсатора равны. Возможно дополнительное расширение рабочего диапазона в сторону высших частот за счет компенсации (регулировкой резистора 3) запаздывания выходного сигнала, присущего используемому компаратору, которое начинает сказываться на высших частотах. При подаче на вход устройства отрицательных импульсов все процессы остаются такими же, лишь отрицательными по знаку, т.е. все эпюры напря-жений, представленные на фиг. 2, поворачиваются на 180 относительно нулевой горизонтальной оси. При этом ток заряда течет через диод 5, а ток разряда конденсатора 6 - через диод 4. Действующим выходным сигналом в этом случае является положительный перепад напряжения компаратора. Формула изобретения Регулируемое устройство для определения моментов появления экстремума, содержащее компаратор, выход которого соединен с выходной шиной устройства, диод и конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной устройства, вторая обкладка конденсатора соединена с инвертирующим входом компаратора и катодом диода, анод которого соединен с входной шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения определения точности в широком диапазоне частот и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения регистрации разнополярных экстремумов, в него введены дополнительный диод и последовательно соединенные регулируемый резистор и резистор, общая клемма которых соединена с неинвертирующим входом компаратора, второй вывод регулируемого резистора соединен с входной шиной устройства, второй вывод резистора соединен с общей шиной устройства, а дополнительный диод включен встречно-параллельно диоду.