Устройство для усиления Советский патент 1989 года по МПК H03F1/34 

4;

QD 4

к

о ел

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона. Устройство для усиления содержит вычитатель 1, усилитель 2, аттенюатор 3, запоминающие элементы 4 и 6, ключ 5, фильтр 7 нижних частот, коммутаторы 8 и 9, переключатели 10, конденсаторы 11, источник 12 опорного напряжения, блок 13 выделения модуля сигнала, блок сравнения 14, элемент И 15, одновибратор 16, формирователь 17 управляющих импульсов, г-р 18 тактовых импульсов и блок задержки 19. В устройстве осуществляется адаптивный выбор числа циклов усиления в зависимости от амплитуды входного сигнала, т.е. устранение их избыточности. Это устранение избыточных циклов усиления уменьшает уровень коммутационных шумов, что ведет к расширению динамического диапазона устройства не только сверху, но и снизу. 1 ил.

14)

3149

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для усиления сигналов низких и инфраниз- ких частот.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона входных сигналов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенно- го устройства для усиления.

Устройство для усиления содержит вычитатель 1, усилитель 2, аттенюатор 3, запоминающий элемент 4, ключ 5, дополнительный запоминающий эле- мент 6, фильтр 7 нижних частот, первый и второй 9 коммутаторы 8 и 9, N - 1 переключателей 10, N конденсаторов 11, источник 12 опорного напряжения , блок 13 вьщеления модуля сигнала, блок 14 сравнения, элемент И 15, одновибратор 16, формирователь

17управляющих импульсов, генератор

18тактовых импульсов и блок 19 задержки .

Устройство для усиления работает следующим образом.

В первом Щ1кле входной сигнал через вычитатель 1 поступает на усилитель 2 и усиливается им, например, до ограничения. С помошью первого коммутатора 8 усилений входной сигнал заряжает конденсатор 11 .1 . Во втором цикле напряжение с конденсатора 11.1 при помощи второго комму- татора 9 подается на вход аттенюатора 3, ослабляется им и вычитается в вычитателе 1 из входного сигнала. Разностный сигнал усиливается усилителем 2, например, снова до ограни чения. С помощью первого коммутатора 8 усилеляьп разностный сигнал заряжает конд нсатор 11.2, при этом вторая обкладк 1 конденсатора 11.2 с помощью переключателя 10.1 соединена с общей шиной. В третьем цикле суммарное напряжение с конденсаторов 11.1 и 11.3 ,образо8анное при помощи переключателя 10.1, подается на вход аттенюатора 3 при помощи второго коммутатора 9. В аттенюаторе 3 суммарный сигнал ослабляется и затем в вычитателе 1 вычитается из входного сигнала. Новый разностный сигнал усиливается усилителем 2, затем с помощью первого коммутатора 8 заряжается конденсато р 11.3. одновременно в калздом цикле с помощью блока 13 из усиленного входного сигнала

0 5 о 5

0

выделяется абсолютное значение его амплитуды и сравнивается блоком 14 сравнения с опорным уровнем, задаваемым источником 12 опорного напряжения. Величина этого уровня зависит от требований к нелинейным искажениям выходного сигнала устройства, а также от собственньгх. нелинейных искажений усилителя 2 и составляет, например, 5-15% от максимально допустимого выходного напряжения усилителя 2. Если после выполнения i циклов усиления абсолютное значение амплитуды сигнала на выходе усилителя 2 станет меньше опорного уровня, на выходе блока 14 сравнения образуется перепад напряжения (сигнал блокировки), по которому дальнейщее осуществление щ{клоБ усиления прекращается, суммарное напряжение с конденсаторов (1I.I-11.10 через ключ 5 подается на дополнительный запом1- нающий элемент 6, фиксируется в нем и затем фильтруется в фильтре 7 нижних частот, а все ключи возвращаются в исходное положение.

Предположим,до момента времени t осуществлены N циклов усиления, и после t -i цикрОБ ус.леиия. При этом блоки 5,8,9 и 10 функц110нирук)Т следующим образом. В начальный мо- времени на время первого цикла замыкается ключ 8.1. В то же время все переключатели 10.1-10.N-1 замкнуты на землю, все ключи 94I-9.N и ключ 5 разомкнуты и происходит заряд емкости 11.1. Во втором 1щкле на ppje- мя одного цикла замыкаются ключи 8.2 и 9.1,ключ 8.1 размыкается, переключатель 10.1 переходят из состояния Замк-нуто на общую шину в состояние Соединено с первой обкладкой конденсатора 11.1, ключ 5 остается в разомкнутом состоянии. В i-м цикле, например, при размыкании ключа 8.1, происходит смена положений ключа 10.1-1, ключ 9.1 замыкается, ключ 5 остается в разомкнутом положении, В N-OM цикле все ключи 8.1-8.N разомкнуты, все переключатели 10.1- 10.N-1 сменили свое положение, T.fj. ни один из них не замкнут на общую шину, ключ 9.N замкнут, замкнут и ключ 5, через который проходит в дополнительный запоминающий элемент 6 значение амплитуды выходного сигнала.

После момента t работа блоков повторяется с той разницей, что запнсь значения амплитуды выходного сигнала с помощью ключа 5 происходит после i-ro цикла, что обусловлено соответствующим сигналом от блока 14 сравнения.

После записи очередного отсчета все ключи по сигналу установки О возвращаются в исходное положение и работа устройства повторяется. Управляющий вход форьшрователя 17 представляет собой входы установки О.

щ е 8 с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, между выходом усилителя и управляющим входом ключа Евед ;ны пос.шдовательно соединенные блок выделе ;ия модуля 1 сигнала, блок сравнения, элемент И и одновибратор, а также введены источник опорного напряжения, выход ко торого соединен с другим входом блока сравнения, и формирователь управДпя обеспечения нужной временной последовательности работы ключей и переключателей служат блоки 16-18.

Цля образования сигнала управления ключом 5 сигнал блокировки от блока 14 сравнения поступает на один из входов элемента И 15. На его второй вход поступают импульсы от гене- 2о импульсов, вход которого яв- ратора 18. При совпадении этих сиг- .. ляется входом для подачи напряжения налов на выходе элемента И 15 образу- с выхода генератора тактовых импуль- ется импульс, запускающий одиовиб- сов, а выход соединен с управляющими ратор 16, который в(.1рабатывает требу- входами первого, второго коммутато- емый сигнал управления.25 ров и N-1 переключателей запоминаюПредлагаемое устройство имеет щего элемента, другой вход элемента возможность адаптивного выбора числа циклов усиления в зависимости от амплитуды входного сигнала, т.е. устраняет их избыточность. В свою очередь, устранение избыточных циклов усиления уменьшает уровень коммутационных шумов и, как следствие, ве30

И является входом для подачи напряжения с противофазного выхода генератора тактовых импульсов, при этом выход одновибратора через введенный блок задержки соединен с управляющим входом формирователя управляющих импульсов.

дет к расширению динамического диапазона устройства не только сверху (что характерно и для прототипа), но и снизу.

Формула и 3 с

Устройство для авт.св. К 127087 1, с

б р е т е н и я усиления по т л и ч а ю

щ е 8 с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, между выходом усилителя и управляющим входом ключа Евед ;ны пос.шдовательно соединенные блок выделе ;ия модуля сигнала, блок сравнения, элемент И и одновибратор, а также введены источник опорного напряжения, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, и формирователь управляю их импульсов, вход которого яв- ляется входом для подачи напряжения с выхода генератора тактовых импуль- сов, а выход соединен с управляющими входами первого, второго коммутато- ров и N-1 переключателей запоминающего элемента, другой вход элемента

И является входом для подачи напряжения с противофазного выхода генератора тактовых импульсов, при этом выход одновибратора через введенный блок задержки соединен с управляющим входом формирователя управляющих импульсов.