Пиковый детектор Советский патент 1987 года по МПК G01R19/04 

113

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано в различных контрольно- регистрируюи ;их устройствах.

Цель изобретения - расширение об- ласти нрименения за счет увеличения времени хранения результата измерения .

На фиг. изображена функциональная схема пикового детектора; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема амплитудно-вр.еменного преобразователя; на фиг.З - принципиальная электрическая схема элемента задерж- кн.

Пиковый детектор содерлшт блозс 1 считывания и запоминания, включаюищй в себя амплитудно-временной преобразователь 2, генератор 3 импульсов, элемент И 4, элемент 5 задержки, счетчик 6, регистр 7, цифроаналого- вый преобразователь 8. Устройство содержит Также определитель 9 знака скорости изменения напряж ения, включающий в себя дифференцирующую цепь -10 и компаратор 11. Кроме того, пиковый детектор содержит элемент 12 задержки, триггер 13 и входную 14 и выходную 15 клеммы.

Вход амплитудно-временного преоб- раз ователя 2 подключен к входной клемме 14 и через диффepeнциpyюDJtyю цепь 10 - к инвертирующему входу компаратора 11, неинвертирующий вход которого соединен с обищм проводом, а

выход - с информационным входом триггера 13 Выход амплитудно-временного преобразователя 2 подключен к первому входу элемента И 4, через элемент 12 задержки - к тактовому входу триг- гера 13, а через элемент 5 задержки - к установочному входу счетчика 6. Второй вход элемента И 4 соединен с выходом генератора 3 импульсов, а выход элемента И 4 подключен к счет- ному входу счетчика 6, выходы которо- го через регистр 7 подключен к соот- ветствуювщм входам цифроаналогового преобразователя 8, выход которого соединен с выходной клеммой 15, а вы- ход триггера 13 подключен к входу управления регистра 7,

Амплитудно-временной преобразователь 2 содержит компараторы 16 - 18, элемент 19 задержки, триггер 20, эле- мент 21 интегрирования, резистор 22, входную шину 23, шину 24 опорного напряжения и выходную шину 25. Триггер 20 выполнен по /2/,

5

0 5

О

5

Q

5

Выход компаратора 16 через элемент 19 задержки соединен с первым входом триггера 20 и под:(шючен к выходной шине. 25. Второй вход триггера 20 подключен к выходу компаратора 17, а выход триггера 20 соединен с инвертирующим входом компаратора 18, выход которого через элемент 21 интегрирования соединен с инвертирующими входами компараторов 16 и 17. Неинверти- руюпд1е входы компараторов 16 - 18 подключены соответственно к входной шине 23 и через резистор 22 к общему проводу, к шине 24 опорного напряжения .

Элементы 5 и 12 задержки выполнены идентично и содержат генератор 26 тока, операционный, усилитель 27, компаратор -28, дифференцирующую цепь 29, конденсатор 30, диод 31, входную ши-. ну 32, шину 33 опорного напряжения и выходную шину 34.

Выход генератора 26 тока соединен с инвертирующими входами операционного усилителя 27 и компаратора 28, через конденсатор 30 - с общим проводом и через диод 31 - с выходом операционного усилителя 27. Неинвертирующие входы операционного усилителя 27 и компаратора 28 подключены соответственно к входной шине 32 и шине 33 опорного напряжения, а выход компаратора 28 через дифференци- рующую цепь 29 соединен с выходной шиной 34,

Пиковый детектор работает следующим образом.

При отсутствии напряжения на входной клемме 14 напряжение на выходной клемме 15 также равно нулю. При появлении напряжения на входе пикового детектора амплитудно-временной преобразователь 2, генератор 3, элемент И 4, элемент 5 задержки и счетчик 6, в совокупности представляющие собой аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, непрерывно с тактовой частотой амплитудно-временного преобразователя 2 формируют на выходах счетчика 6 цифровой код, соответствуюш 1Й амплитуде входного напряжения. Этот код не записывается в регистр 7, так как отсутствует сигнал с выхода триггера 13, разрешаюш.ий запись в регистр 7, и последний хранит код начальной установки, соответствующий уровню нулевого напряжения на входе пикового детектора.

3 , 13

При достижении входным сигналом положительного экстремума на выходе .определителя 9 знака скорости изменения входного напряжения появляется импульс, который поступает на информационный вход триггера 13. На тактовый вход последнего с выхода амплитудно-временного преобразователя 2 через элемент 12 задержки поступает импульс эквивалентной длительности, задержанный на максимальное время преобразования амплитуды в код.

При совпадении сигналов по времени на входах триггера 13 на выходе последнего формируется импульс, по фронту которого разрешается запись в регистр 7 амплитудного значения входного сигнала в точке его экстремума. Это значение хранится в регист ре 7 и поступает на выходную шину 15 в аналоговой форме до тех пор, пока входной сигнал не достигнет другого значения экстремума, при этом он может быть по величине меньшим, боль- DiHM или равным предыдущему значению, хранящемуся в регистре 7.

Амплитудно-временной преобразователь 2 работает следующим образом.

При включении питания на выходе триггера 20 присутствует отрицательное напряжение, приблизительно рав-. ное величине - Е триггера 20, при этом на выходе компаратора появится скачок положительного напряжения. Положительное напряжение будет нарастать на инвертируюидах входах компараторов 16 и 17 с постоянной времени, определяемой параметрами элемента 21 интегрирования.

При достижении выходным напряжением элемента 21 интегрирования уровня входного напряжения компаратор 16 переключается в низкий уровень напряжения. Этот скачок напряжения через про межуток времени, определяемый величиной задержки элемента 19 задержки, приложится к первому входу триггера 20, при этом последний переключается в противоположное состояние, при котором выходное напряжение триггера 20 равно -нулю. Элемент 21 интегрирования при этом начинает разряжаться, так как на выходе компаратора 18 устанавливается низкий уровень напряжения.

При уменьшении напряжения до нуля срабатывает компаратор 17, который возвращает триггер 20 в исходное со

5 0 5

о „

5

5

0

5

стояние, после чего описанный процесс повторяется.

Таким образом, на инвертирующем входе компаратора 16 формируются симметричные треугольные импульсы, а на выходе компаратора 16 и соответственно на выходной шине 25 - прямоугольные импульсы, длительность которьос пропорциональна входному напряжению.

Элементы 5 и 12 задержки работают следующим образом.

При поступлении положительного импульса на входную щину 32 по его фронту формируется положительный импульс на выходе дифференциального усилителя 27, при этом через диод 31 заряжается конденсатор 30. При достижении уровня срабатывания компаратора 28 последний срабатывает и на его выходе формируется низкое напряжение.

После окончания входного импульса конденсатор 30 медленно разряжается через генератор 26 тока и при достижении порога срабатывания компаратора 28 последний возвращается в исходное состояние. Сформированный таким образом импульс напряжения дифференцируется КС-цепь- 29. Время задержки элементов 5 и 12 задержки определяет- .ся длительностью сформированного импульса. После окончания формирования временного интервала элемент 5 (12) задержки сразу готов к формированию следующего временного интервала.

Формула изобретения

1. Пиковый детектор, содержащий блок считывания и запоминания, элемент задержки и определитель знака скорости изменения напряжения, например включаюш тй в себя дифференвд- рующую цепь и компаратор, выход которого является выходом определителя знака скорости изменения напряжения, а вход последнего через дифференцирующую цепь соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к проводу, при этом входная клемма устройства соединена с входами определителя знака скорости изменения напряжения и блока считывания и запоминания, а первый выход последнего является выходом детектора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения времени хранения .результатов измерений.

513

введен триггер информационный вход которого соединен с выходом определителя знака скорости изменения напряжения, тактовый вход через элемент задержки подключен к второму выходу блока считывания и запоминания, а выход .триггера соединен с входом управления упомянутого блока,

2. Детектор поп.1, о тлич ающ и и с я тем, что блок считывания и запоминания содержит амплитудно- временной преобразователь, генератор импульсов, элемент И, элемент задержки, счетчик, регистр и цифроаналого- вый преобразователь, выход которого является первым выходом блока считывания и запоминания, а вход амплитудно-временного преобразователя является входом упомянутого блока, при этом выход амплитудно-временного преобразователя подключен к второй выходной шине блока считывания и запоминания и к первому входу элемента И, второй вход последнего соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетному входу счетчика, установочный вход которого через элемент задержки соединен с первым входом элемента И, а выходы счетчика через регистр подключены к соответствующим входам цифроаналого- вого преобразователя, при этом вход управления регистра является входом управления блока считывания и запоминания.

. 3. Детектор по п.I, отличающийся тем, что амплитудно-вре

6

5 5

0

менной преобразователь содержит элементы интегрирования, три компаратора, резистор, элемент задержки и триггер Турченкова, первый вход которого через элемент задержки соединен с выходом первого компаратора и выходной шиной преобразователя, второй вход подключен к выходу второго компаратора, а выход соединен с инвертирующим входом третьего компаратора, выход последнего через элемент интегрирования соединен с инвертирую- пдами входами первого и второго компараторов, при этом неинвертирующие входы первого компаратора соединены с входной шиной преобразователя и через резистор - с общим проводом, второго компаратора - с общим проводом, а третьего компаратора - с шиной опорного напряжения.

4, Детектор по п.1, о-т л и ч а ю- щ и и с я тем, что элемент задержки содержит конденсатор, дифференцирую- Егукз цепь, генератор тока, диод, компаратор и операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом элемента задержки, инвертирующий вход подключен к выходу генератора тока и инвертирующему входу компаратора, через конденсатор соединен с общим проводом, а через диод - с собственным выходом, при этом неинвертирующий вход компаратора подключен к шине управляющего напряжения, а его выход через дифференцирующую цепь соединен с выходной шиной элемента задержки.

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано в различных контрольно- измерительных устройствах. Цель изобретения - распгарение области применения - достигается за счет увеличения времени хранения результатов измерения. Пиковый детектор содержит блок 1 считывания и запоминания, включающий в себя амплитудно-временной преобразователь 2, генератор 3 импульсов, элемент И 4, элемент 5 задержки, счетчик 6, регистр 7, цифро- аналоговый преобразователь В. Кроме того, пиковый детектор содержит определитель 9 знака скорости изменения напряжения, элемент 12 задержки, триггер 13 и входную 14 и выходную 15 клеммы. В состав определителя 9 .. знака входят дифференцирующая цепь 10 и компаратор 11. Приведены схемы амплитудно-временного преобразователя и принципиальная электрическая схема элемента задержки. 3 з.п.ф-лы, 3 ил. i СЛ со СП о о эо Фи.1

о 23

J3

34Редактор П. Гереши

Составитель В. Полешенко

Техред М.МрргенталКорректорК. Король;

5282/46

Тираж 730Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фигЗ