Детектор абсолютной величины входного сигнала Советский патент 1987 года по МПК H03D1/00 

Изобретение относится к ради чех- пике и может использоваться в радиопомехах и радиоизмерительных устройствах.

Цель изобретения повышение точности.

На фиг. 1-3 приведены электрические функциональные схемы предложенного детектора абсолютной величины входного сигнала по пп. 1-3.

Детектор абсолютной величины входного сигнала по фиг. 1 содержит формирователь 1 модуля положительного сигнала, формирователь 2 модуля от- рицательного сигнала, формирователь содержит операционный усилитель 3, первый и второй источники А и 5 тока первый - четвертый диоды 6-9, формирователь 2 модуля отрицательных сиг- налов содержит операционный усилител 10, первый и второй источники 11 и 12 тока, первый - четвертый диоды 13 16, а также МДП-транзистор 17, резистор 18.

Детектор абсолютной величины по п. 2 дополнительно содержит источник

19 постоянного напряжения.

Детектор абсолютной величины по

п.З дополнительно содержит дополни- тельный операционный усилитель 20 с резистивной цепью отрицательной обра ной связи 21, первый, второй и третий дополнительный резисторы 22, 23 и 24. .

Детектор абсолютн. й величины сигнала работает след.ующим образом.

При нулевых сигналах на обоих входах детектора абсолютной величины входного сигнала вследствие идентич- ности диодов 6-8 и 13-16 и равенства токов всех четырех источников 4, 5 и 11 и 12 тока, в точках соединения анода третьег о диода 8 с катодом четвертого диода 16 и катода третьего диода 15 с анодом четвертого диода 9 устанавливаются нулевые потенциалы.

При наличии парафазных сигналов и -|и,| на входах благодаря соединению электродов диодов В, 9 и 15, 16 с выходами обоих операционных усилителен 3 и 10 в указанных точках устанавливаются потенциалы соответственно lUf, I и -|UB;( I .

Действительно, приращение потенци ала катодов диодов 6 и 7, т.е. потенциала неинвертирующего входа операционного усилителя 3 относительно потенциала в рабочей точке:

х

t,7 - неин 3 % и

.,

-к , Ч fn2 - К, Ч- fn(P +1

где

где К - коэффициент, характеризующий наклон вольт-амперной характеристики (ВАХ) диодов 6-9. Приращение потенциала анодов дио- дов 13 и 14, т.е. потенциала неинвертирующего входа операционного усилителя 10:

вых j. 13,М

JU

неин. fo

-F IUftJ,

и

где

F2 Чг Pn2+Kji/ Tn(p +f Si К коэффициент, характеризующий наклон ВАХ /;иодов 13-16. Предположив, что потенциалы указанных BbDue точек имеют противоположные знаки и не равны по абсолютной величине, их можно представить в виде: Цбых.зГ .о1 , IUgt,ix.3l-IU nx. вкх.з 22

е

(ибУ1х.з1 + 1ибых.о1 Щгихл .iol . бик - О72

iU6u.3l + Шьыхио 2

I ивых.з I -lUetix. to

приращение потенциала инвертирующего входа операционного усилителя 3 будет равно

гих. 5-8,9 , 3

F, lUft.J Uj,,.

Приращение потенциала инвертирующего входа операционного усилителя 10 равно

и

еих .. 1У

ИН6 . to

-FjU..J- VИсходя из равенства потенциалов инвертирующего и неинвертирующего входов операционных усилителей 3 и 10

F, IU

Rxl

F, |и,,„1 + dUj,,,

-FjUg,J -н ,, -FJUjJ

и монотонности функции F(U) одновременно

lUexl

при лПбц, О,

UH:X I lUexl

IU

|

при /5 и

641

5

5ИХ.5

ЧТО невозможно.

Следовательно Ug, О и lU lUj,,,,,,,,,l IU,J .

Т.е. во всем динамическом диапазоне операционных усилителей 3 и 10 напряжение на выходе детектора равно

.

МДП-транзистор 17 и резистор 18 обеспечивают работоспособность детектора абсолютной величины входного сигнала, исключая устойчивое состоя- 5 ние, характеризуемое насыщенным сосменьше lUgyl, то полуразность их с высокой точностью равг{а И ,1 .1од- ключение обоих входов операционного усилителя 20 через одинаканые резисторы 23 и 22 большой величины к минусовой клемме источника питания позволяет создать на них отрицательные равные потенциалы, которые как синфазнь1е сигналы на выход операционного усилителя 20 не проходят, и осуществить отвод большого начального тока стока. МДП-транзистора 17, устраняя его влияние на токораспределение источников 4 и 12 тока.

Формула изобретения

1. Детектор абсолютной величины входного сигнала, содержащий формиро- 20 ватели модулей положительного и отрицательного сигналов, каждый из которых содержит операционный усилитель, два источника тока, включенные между соответствующими входами операционно- анод четвертого диода 9 - инвертирую- 25 го усилителя и общей шиной, первый, щий вход первого операционного усили- второй, третий и четвертый диоды,притоянием операционного усилителя 3 с потенциалом на выходе, близким к ЕПИТ насьпценным состоянием операционного усилителя 10 с потенциалом на выходе, близким к +Е. Это устойчивое состояние поддерживается при отсутствии МДП-транзистора 17 по цепи выход операционного усилителя 10 теля 3 - выход операционного усилителя 3 - катод четвертого диода 16 - инвертирующий вход операционного усилителя 10 - выход операционного усилителя 10 и оказывается невозможным при включении МДП-транзистора 17 с индуцированным каналом Р-типа истоком к выходу операционного усилителя 3, так как при этом МДП-транзистор 17 находился бы в непроводящем состоянии, разорвав указанную цепь положительной обратной связи.

Для снижения положительного напряжения на выходе операционного усилителя 3 в рабочей точке служит источник 19 постоянного напряжения, под- ключенньй минусом к затвору МДП-транзистора 17, что позволяет использовать весь динамический диапазон операционного усилителя 3. При использовании реальных диодных матриц с разницей прямых напряжений входящих в них диодов 6-9 и 13-16 при заданном токе, составляющей несколько милливольт, точность детектирования по- вьш1ается включением на выходе операционного усилителя 20, определяющего полуразность напряжений:

чем в формирователе модуля отрицательных сигналов аноды первого и второго, третьего и четвертого диодов

30 объединены попарно и подключены к неинвертирующему и инвертирующему входам операционного усилителя соответственно, а катоды первого и второго диодов являются входами парафазных входных сигналов, катод третьего диода подключен к выходу операционного усилителя и аноду четвертого диода формирователя модуля положительного сигнала, в котором катоды первого и

.0 второго, третьего и четвертого диодов попарно объединены и подключены к неинвертирующему и инвертирующему входам операционного усилителя соответственно, аноды первого и второго дио45 дов являются входами парафазных входных сигналов, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены МДП-транзистор, затвор которого подключен к общей ши5Q не, исток - к выходу операционного усилителя, а сток - к аноду третьего диода формирователя модуля положительного сигнала и к катоду четвертого диода формирователя модуля отрии Btw.b - Uftbix. ,0

Ib tvu.-j Ujm.fol

Так как одно из напряжений оказывается по модулю больше |U,I другое

5

5 меньше lUgyl, то полуразность их с высокой точностью равг{а И ,1 .1од- ключение обоих входов операционного усилителя 20 через одинаканые резисторы 23 и 22 большой величины к минусовой клемме источника питания позволяет создать на них отрицательные равные потенциалы, которые как синфазнь1е сигналы на выход операционного усилителя 20 не проходят, и осуществить отвод большого начального тока стока. МДП-транзистора 17, устраняя его влияние на токораспределение источников 4 и 12 тока.

чем в формирователе модуля отрицательных сигналов аноды первого и второго, третьего и четвертого диодов

0 объединены попарно и подключены к неинвертирующему и инвертирующему входам операционного усилителя соответственно, а катоды первого и второго диодов являются входами парафазных входных сигналов, катод третьего диода подключен к выходу операционного усилителя и аноду четвертого диода формирователя модуля положительного сигнала, в котором катоды первого и

0 второго, третьего и четвертого диодов попарно объединены и подключены к неинвертирующему и инвертирующему входам операционного усилителя соответственно, аноды первого и второго дио5 дов являются входами парафазных входных сигналов, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены МДП-транзистор, затвор которого подключен к общей шиQ не, исток - к выходу операционного усилителя, а сток - к аноду третьего диода формирователя модуля положительного сигнала и к катоду четвертого диода формирователя модуля отрис цательного сигнала, и резистор,включенный между стоком МДП-транзистора и общей шиной.

2. Детектор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что затвор №1П-трлизистора подключен к янного напряжения.

источнику посто3. Детектор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в него дополнительно введены дополнительный операционный усилитель с резистивной цепью отрицательной отратной связи, первый и второй дополнительные резисторы, одни выводы которых подключены к неинвертирующему и инвертирующему вхо

дам дополнительного операционного усшштеля соотпетственно, другие выводы первого и второго дополнительных резисторов подключены к выходу операционного усилителя формирователя модуля отрицательного сигнала и к стоку МДП-транзистора соответственней,а также третий дополнительный резистор, включенный между неинвертирующим входом дополнительного операционного усилителя и общей шиной.

соиг.1

Редактор М. Дылын

Составитель А. Меньшикова Техред И.Попович

Заказ 4141/52Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, Д

аз и г. 2

Корректор Г. Решетник

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности детектирования. Детектор содержит формирователи 1 и 2 модуля положительного и отрицательного сигналов, МДП-транзистор 17 и резистор 18. Цель достигается введением МДП- транзистора 17 и резистора 18, которые обеспечивают работоспособность детектора, исключая устойчивое состояние, характеризуемое насьпценным состоянием операционных у-лей 3 и 10 формирователей 1 и-2.Детектор по п.2 ф-лы отличается введением источника 19 постоянного напряжения, снижающего положительное напряжение на выходе операционного у-ля 3 в рабочей точке, что позволяет использовать весь динамический диапазон этого у-ля. Детектор по п.З ф-лы отличается введением операционного у-ля 20 с резистивной цепью 21 отрицательной обратной связи и трех резисторов 22, 23 и 24, повышающих точность детектирования. 2 3.п. ф-лы. 3 ил. (Л л СО со со со