Широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов Советский патент 1988 года по МПК G01R13/34 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах и измерителях мгновенных значений высокочастотных электрических сигналов.

Целью изобретения является повышение стабильности работы широкополосного смесителя стробоскопического преобразователя электрических сигналов .

На чертеже гтриведена структурная схема широкополосного смесителя стробоскопического преобразователя электрических сигналов.

Устройство содержит входной ключевой блок 1, генератор 2 строб-импульсов, источник 3 напряжения смещения,

того 17 резисторов. Точка соединения резисторов 15 и 16 соединена с первым выходом ключа 11, а точка соединения резисторов 13 и 14 - с вторым выходом ключа 11. Точка соединения резисторов 16 и 17 соединена с положительным выводом диода 8 в разрядном ключевом блоке 7, а точка соединения резисторов 12 и 13 соединена с отрицательным выводом диода 9 в разрядном ключевом блоке 7.

Источник 3 напряжений смещения содержит источник 18 постоянного напряжения, нагруженный на цепь из последовательно соединенных седьмого 19, восьмого 20, девятого 21 и десятого 22 резисторов. Точка соединения резисторов 20 и 21 подключена к общей

10

15

накопительный конденсатор 4, буферный 20 шине. Точки соединения резисторов 19

резистор 5, генератор 6 прямоуголь- и 20 и резисторов 21 и 22 соединены

ных импульсов, разрядный ключевой

блок 7, первый диод 8, второй диод 9,

формирователь 10 импульсов, ключ 11,

первый 12, второй 13, третий 14, чет- 25 кого напряжения соединен с точкой

с управляющими входами входного ключевого блока 1. Кроме того, отрицательный полюс источника 18 постоянвертый 15, пятый 16 и шестой 17 резисторы, источник 18 постоянного напряжения, седьмой 19 и восьмой 20, девятый 21 и десятый 22 резисторы.

Управляющий вход входного ключевого блока 1 соединен с первым выходом генератора 2 строб-импульсов. Входной блок имеет два (или две группы) идентичных переключающих элемента, которые через первый и второй входы смещения соединены с источником 3 напряжения смещения. Выход блока 1 соединен с первой обкладкой накопительного конденсатора 4 и первым выводом буферного резистора 5, второй вывод которого соединен с шиной выходного сигнала (выход смесителя). Вторая обкладка конденсатора 4 соединена с общей шиной. Разрядный ключевой блок 7 состоит из первого и второго диодов 8 и 9. Отрицательный вывод диода 8 соединен с шиной выходного сигнала и с положительным выводом диода 9. Второй выход генератора 2 строб-импульсов через формирователь

10импульсов соединен с входом ключа

11генератора 6 прямоугольных импульсов. Кроме ключа 11, генератор 6 содержит две параллельно соединенные

705732

того 17 резисторов. Точка соединения резисторов 15 и 16 соединена с первым выходом ключа 11, а точка соединения резисторов 13 и 14 - с вторым выходом ключа 11. Точка соединения резисторов 16 и 17 соединена с положительным выводом диода 8 в разрядном ключевом блоке 7, а точка соединения резисторов 12 и 13 соединена с отрицательным выводом диода 9 в разрядном ключевом блоке 7.

Источник 3 напряжений смещения содержит источник 18 постоянного напряжения, нагруженный на цепь из последовательно соединенных седьмого 19, восьмого 20, девятого 21 и десятого 22 резисторов. Точка соединения резисторов 20 и 21 подключена к общей

10

15

с управляющими входами входного ключевого блока 1. Кроме того, отрицательный полюс источника 18 постоян

соединения резисторов 14 и 17 в генераторе 6 прямоугольных импульсов, а положительный полюс источника 18 постоянного напряжения соединен с точкой соединения резисторов 12 и 15 в генераторе 6 прямоугольных импульсов.

Широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов работает следующим образом.

В исходном состоянии входной ключевой блок 1 закрыт смещающими напряжениями положительной и отрицательной полярности, которые подаются от источника 3 напряжения смещения, а разрядный ключевой блок 7 открыт смещающими напряжениями положительной и отрицательной полярности, подаваемыми на диоды 8 и 9 с выходов генератора 6 прямоугольных импульсов. В этом состоянии проводимость по постоянному току между входом и управляющими входами разрядного ключевого блока 7 высока и накопительный конденсатор 4 разряжен. Его цепь разряда состоит из последовательно соединенных буферного резистора 5 и открытого разрядного ключевого блока 7.

Исследуемый сигнал подается на

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Широкополосный смеситель (ШПС) стробоскопического преобразователя электрических сигналов содержит входной ключевой блок 1, генератор 2 строб-импульсов, источник 3 напряжения смещения, накопительный конденсатор 4, буферный резистор 5, генератор 6 прямоугольных импульсов, разрядный ключевой блок 7, диоды 8, 9, .формирователь 10 импульсов, ключ 11, резисторы 12-17, 19-22, источник 18 постоянного напряжения, ШПС стабилен в работе, 1 ил. С Ф (Л 00 о СП со

цепочки: первая состоит из последова- вход входного ключевого блока 1. Пе- тельно соединенных первого 12, второго 13 и третьего 14 резисторов, а

ред началом стробирования (момент t, ) на диоды 8 и 9 разрядного ключевого блока 7 с выходов генератора 6 подаются отрицательный и положительвторая - из последовательно соединенных четвертого 15, пятого 16 и шесвход входного ключевого блока 1. Пе-

ред началом стробирования (момент t, ) на диоды 8 и 9 разрядного ключевого блока 7 с выходов генератора 6 подаются отрицательный и положитель25 P.

3 и по

и Rj +

- 1370573

ный прямоугольные импульсы, которые закрывают диоды 8 и 9. В данном состоянии проводимость по постоянному току между входом и управляющими входами разрядного ключевого блока 7 низка и накопительный конденсатор 4 практически не шунтируется этой цепью. По истечении отрезка времени, примерно равного длительности перед- ю них фронтов прямоугольных импульсов и необходимого для надежного закрытия диодов 8 и 9 разрядного ключевого блока 7, на входной ключевой блок 1 с первого выхода генератора 2 строб- 15 импульсов в момент t подаются положительный и отрицательный строб-импульсы, которые открывают входной ключевой блок 1. Через открытьй входной ключевой блок 1 исследуемый сиг- 20 нал заряжает накопительный конденсатор 4 до напряжения, пропорционального уровню исследуемого сигнала. Напряжение на конденсаторе 4, незначительно уменьшаясь во времени (что зависит от проводимости шунтирующей конденсатор 4 цепи разряда), сохраняется до момента окончания прямоугольных импульсов. На шине выходного игнала получают расширенньот импульс, ропорциональный уровню исследуемого игнала, передний фронт которого совпадает с моментом открытия входного лючевого блока 1, а задний - с моентом открытия разрядного ключевого блока 7, после чего смеситель перехоит в новое исходное состояние. Далее писанный цикл работы повторяется. Буферный резистор 5 отделяет в течение времени стробирования цепь заряа накопительного конденсатора 4 от цепи разряда.

Генератор 6 прямоугольных импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда ключ 11 закрыт, генератор 6 прямоугольных импульсов выдает на диоды 8 и 9 разрядного ключевого блока 7 два смещающих напряжения положительной и отрицательной полярности, имеющие одинаковые уровни, которые открывают эти иоды. Напряжения смещения формирует симметричная относительно общей шины схема, состоящая из резисторов 12-17. Эта схема подключена к изолированно - у от общей шины источнику J8 постоянного напряжения. Номинальные значения сопротивлений резисторов 12-17, которые обозначим соответственно че- ношениям: Rрез R,, R

удовлетворя R, Rg; RZ + R, при выполне ходе генера тельное сме втором выхо щее напряже

В течени да с выхода сов на вход управления реводится в этом его вы даря симмет прямоугольн учетом симм точника 18 на закороче нулевое нап щей шины. В напряжения

30

35

величи жения источ жения. При нератора 6 прямоугольн его вькоде по амплитуд

Эти напр и 9 разрядн ким образом угольных имп редно во вре функции: ген импульсов и Q щения разряд В цепях пода сов к диодам вого блока 7 ры, что прив

45 плитуд перед пульсов при

С второго строб-импуль ля 10 импуль 50 ющий импульс импульс упра тельность ко ти прямоугол

Номинальн 55 резисторов 1 3 напряжений значим соотв до

R, и R,, ,

рез R,, R, R, R, R. и Rg, должны

удовлетворять соотношениям: R, Rg; R Ry; R, RZ + R, -iR,; Ra + , при выполнении которых на первом выходе генератора 6 получается положительное смещающее напряжение, а на втором выходе - отрицательное смещающее напряжение.

В течение промежутка времени, когда с выхода формирователя 10 импульсов на вход ключа 11 подается импульс управления этим ключом, ключ 11 переводится в открытое состояние. При этом его выходы закорочены и благодаря симметрии схемы генератора 6 прямоугольных импульсов, а также с учетом симметричного подключения источника 18 постоянного напряжения на закороченных его выходах имеется нулевое напряжение относительно общей шины. В данном случае падения напряжения на. резисторах R, -i- R, R,,

P.

3 и по

и Rj +

ошениям: R

Rg одинаковы между собой величине равны половине напряжения источника 18 постоянного напряжения. При этом на первом выходе генератора 6 возникает отрицательный прямоугольный импульс, а на втором его вькоде - положительный, равный по амплитуде отрицательному.

Эти напряжения закрывают диоды 8 и 9 разрядного ключевого блока 7. Таким образом, в генераторе 6 прямоугольных импульсов объединены поочередно во времени две самостоятельные функции: генерирование прямоугольных импульсов и создание напряжений сме- щения разрядного ключевого блока 7. В цепях подачи прямоугольных импульсов к диодам 8 и 9 разрядного ключевого блока 7 отсутствуют конденсаторы, что приводит к независимости амплитуд передаваемых прямоугольных импульсов при изменении их скважности.

С второго выхода генератора 2 строб-импульсов на вход формироватея 10 импульсов поступает запуска- ющий импульс, из которого формируется мпульс управления ключом 11, дли- тельность которого равна длительноси прямоугольных импульсов.

Номинальные значения сопротивлений езисторов 19, 20, 21 и 22 источника напряжений смещения, которые обоначим соответственно через Р.-,, Rg, должны удовлетворять соот, и R,, ,

R

10

Rg R9 Р

51370573

ении которых смещающие напряжеположительной и отрицательной поости, поступающие на входной клюй блок 1, равны по уровню.

со ры не ре те го об зи кл го ще вы щ т ни я

Формула изобретения

Широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов, содержащий входной ключ евой блок, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора строб-импульсов, а выход - с первой обкладкой накопительного конденсатора и с первым выводом буферно- го резистора, второй вывод которого соединен с выходной шиной, вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей щиной, разрядный

25

ключевой блок, состоящий из двух дио- 20 люс которого соединен точкой соеди- дов, отрицательный вывод первого из которых соединен с шиной выходного сигнала и с положительным выводом второго диода, генератор прямоугольных импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами разрядного ключевого блока, и источник напряжений смещения, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния стабильности работы, он дополнительно содержит формирователь импульсов, а генератор прямоугольных импульсов содержит ключ, вход которого через формирователь импульсов соединен с вторым выходом генератора строб-импульсов, и две параллельно

30

35

нения шестого и третьего резисторов генератора прямоугольных импульсов, а положительный полюс - с точкой соединения четвертого и первого резисторов генератора прямоугольных импульсов, причем выходы источника постоянного напряжения соединены через последовательно соединенные седьмой, восьмой, девятый и десятый резисторы, в котором общий вывод восьмого и девятого резисторов соединен С общей шиной, а общий вывод седьмого и восьмого резисторов и девятого и десятого резисторов соединены с первым и вторым входами смещения входного ключевого блока.

в

соединенные цепочки, первая из которых состоит из последовательно соединенных первого, второго и третьего резисторов, а вторая - из последовательно соединенных четвертого, пятого и шестого резисторов, при этом общий вывод четвертого и пятого резисторов соединен с первым выходом ключа, общий вывод второго и третьего резисторов соединен с вторым выводом ключа, общий вывод пятого и щестого резисторов соединен с первым выходом генератора импульсов, а общий вывод первого и второго резисторов соединен с вторым выводом генератора импульсов, источник напряжений смещения содержит источник постоянного напряжения, отрицательный по

люс которого соединен точкой соеди-

нения шестого и третьего резисторов генератора прямоугольных импульсов, а положительный полюс - с точкой соединения четвертого и первого резисторов генератора прямоугольных импульсов, причем выходы источника постоянного напряжения соединены через последовательно соединенные седьмой, восьмой, девятый и десятый резисторы, в котором общий вывод восьмого и девятого резисторов соединен С общей шиной, а общий вывод седьмого и восьмого резисторов и девятого и десятого резисторов соединены с первым и вторым входами смещения входного ключевого блока.