Амплитудный детектор Советский патент 1990 года по МПК H03D1/10 

фиг.1

31

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемниках и измерительных устройствах.

Цель изобретения - повышение быстродействия детектирования.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема амплитудного детектора; на фиг. 2 - диаграммы его работы.

Амплитудный детектор содержит первый операционный усилитель 1, первый 2 и второй 3 диоды, первый , второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 резисторы, первый 9 и второй 10 конденсаторы, инвертирующий усилитель 11, второй операционный усилитель 12 третий 13 и четвертый 1 диоды и шестой резистор 15.

Амплитудный детектор работает следующим образом.

При поступлении на вход амплитудного детектора, например, непрерывного гармонического сигнала (фиг. 2а) он усиливается операционным усилителем 1 и с его выхода напряжение сигнла поступает на разнополярные выводы первого 2 и второго 3 диодов„ Один из полупериодов напряжения сигнала детектируется первым диодом 2, и на потенциальном выводе первого конденстора 9 выделяется соответствующее минимальное напряжение UC) ин (фиг. 26

Другой полупериод напряжения CHI- нала детектируется вторым диодом 3 и на потенциальном выводе второго конденсатора 10 выделяется напряжение +UC мин(фиг. 2в). Напряжение с

через первый

второго конденсатора 10 резистор 4 поступает на инвертирующи вход первого операционного усилителя 1 и выделяется на его выходе с полярностью, совпадающей с полярностью следующего полупериода сигнала. Напряжение -UC( представляет собой суммарное напряжение двух соседних полупериодов продетектированного вхоного напряжения сигнала, которое поступает на вход инвертирующего усилителя 11 .

В установившемся режиме в течение интервала времени от 0 до t на выходе детектора выделяется напряжение

U

ъыУ. им вер. мин

(фиг. 2г), при этом

выполняется условие Uc2 ,(,ивер,мич

Напряжения иСаМИЧ и ивь„.ин$ер. мни поступают соответственно на инвертирующий и неинвертирующий входы второ

5

Q

п

0

5

го операционного усилителя 12, который работает в режиме компаратора напряжений (фиг. 2д). При этом третий 13 и четвертый 1 диоды находятся в закрытом состоянии, при котором цепь отрицательной обратной связи выключена.

При скачкообразном приросте амплитуды напряжения сигнала на входе амплитудного детектора (фиг. 2а), действующего в течение интервала времени t, - t, происходит увеличение напряжения на первом 9 и втором 10 конденсаторах. На первом конденсаторе 9 напряжение -Uc, макс достигает своего максимального значения в течение интервала времени t, - t-j (фиг. 26), а на втором конденсаторе 10 напряжение -«-Ut MC,Kc достигает своего максимального значения в течение интервала времени t - t (фиг. 2в). Первый конденсатор 9 заряжается через пятый резистор 8, поэтому (t,, - ц) (t - t4). В процессе заряда первого 9 и второго 10 конденсаторов на инвертирующий вход второго операционного усилителя 12 поступает напряжение |Uca, а на неинвертирующий вход - напряжение с выхода детектора +и&ых. ичвер. , причем в течение интервала времени (t , - t4) Uc U 6blx. иноер., при этом третий 13 и четвертый 1 диоды контура отрицательной обратной связи заперты и на режим работы амплитудного детектора не влияют.

В момент уменьшения напряжения

Ч начинается

входного сигнала

разряд первого 9 и второго 10 конденсаторов. Постоянная времени разряда первого конденсатора 9 может быть определена из выражения

РаЭ 1

(R, + Rn) С

ч

где R и RU - суммарное сопротивление второго 5 и пятого 8 резисторов;

С i - емкость первого конденсатора 9.

Постоянная времени разряда второго конденсатора 10 может быть определена из выражения

ЬР°

- КЭС2,

55 где R3 - сопротивление первого резистора 4;

- емкость ра 10.

второго конденсатеПри этом должно выполняться условие (Rj + RЈ ) Rj. В процессе начального разряда первого 9 и второго 10 конденсаторов наступает момент, когда U6bix. иквер Uci , что приводит к срабатыванию операционного усилителя 12, выходное напряжение которог изменяет свою полярность на противоположную (фиг. 2д), а третий 13 и четвертый 14 диоды переводятся в режим проводимости.

При замкнутом контуре отрицательной обратной связи образуется низко,- омная цепь для перезаряда первого конденсатора 9 и дозатора второго конденсатора 10 через открытые диоды 13 и 14 и выходное сопротивление второго операционного усилителя 12.

В течение интервала времени t - - t5 обеспечивается перезаряд первого 9 и второго 10 конденсаторов до исходных значений UC( млн и UCl мин , при котором выходное напряжение второго операционного усилителя 12 изменяет свою полярность на исходную, при которой третий 13 и четвертый 14 диоды запираются. При этом амплитудный детектор переводится в исходный режим работы для осуществления операции детектирования последующего изменения амплитуды напряжения CHI- нала, поступающего на его вход.

Интервал времени t4 - ts представляет собой весьма малую величину что позволяет реализовать процесс амплитудного детектирования сигналов с высоким быстродействием. Формула изобретения

Амплитудный детектор, содержащий первый операционный усилитель, первы

1538219

10

15

20

25

30

35

40

и второй конденсаторы, первые выводы которых соединены с общей шиной, первый резистор, первый диод и второй диод, анод которого подключен к выходу первого операционного усилителя, а катод - к первому выводу первого резистора и к второму выводу второго конденсатора,отличающий- с я тем, что, с целью повышения быстродействия детектирования, введены второй и третий резисторы, первые выводы которых подключены к второму выводу первого резистора и к инвертирующему входу первого операционного усилителя, между неинвертирующим входом которого и общей шиной включен четвертый резистор, шестой ое- зистор и пятый резистор, первый вывод которого соединен с вторым выводом второго резистора и с анодом первого диода, второй операционный усилитель, между неинвертирующим входом которого и общей шиной включен шестой резистор, инвестирующий усилитель, выход которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и является выходом амплитудного детектора, третий диод, катод которого соединен с катодом второго диода и инвентирующим входом второго операционного усилителя, и четвертый диод, анод которого подключен к выходу второго операционного усилителя, а катод - к аноду третьего диода, к вторым выводам пятого резистора и первого конденсатора и к входу инвертирующего усилителя, при этом второй вывод третьего резистора является входом амплитудного детектора.

/

a

о

fc Л

ь-niisL

c Я i Г

T7T

I ;

yM

w-I i H-

0tt ti tt.fJ,t.

% « rинкр-пзх

т

ill l ti {t3t9jjt5

% 4/ Ji11 I {l

0

о

i ih-- t, ь ik-

f -«. i.T-.i: j.i.n™- i TTT -. j и

JL

t5

J

-J

JL

t5

-J

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия детектирования. Амплитудный детектор содержит операционные усилители 1 и 12, диоды 2,3,14 и 13, резисторы 4-8 и 15, конденсаторы 9 и 10, инвертирующий усилитель 11. Цель достигается за счет сокращения времени перевода амплитудного детектора в исходный режим работы для осуществления операции детектирования последующего изменения амплитуды напряжения сигнала, поступающего на его вход. В течение этого малого времени обеспечивается быстрый перезаряд конденсаторов 9 и 10 до исходных значений. При этом перезаряде выходное напряжение усилителя 12 изменяет свою полярность на исходную, при которой диоды 13 и 14 запираются. 2 ил.

г.2