Устройство фиксации уровня Советский патент 1992 года по МПК H03K5/08 

ключей, тпудоемкий процесс реп/лировки коэффициентов деления резмстивных делителей. Известно также устройство,, содержащее элемеьгг задержки, i-ti-sBepTop, компаратор, усилмтель-огранимитель, «| ормироват8ль импульсов привязки, транзисторный ключ, источник опорного напряжения, разделительный конденсатор. Недостатками устройства являются необходимость фиксации потенциала на входной )е в исходном состоянии, ограничение чувствительности порогом срабатывания компаратора, наличие ммпульсных помех на выходе из-за работы тра изисторн о го кл гоча, Наиболее близким к предлагаемому является устройство фиксации уровня, содержа идее прямой канал, образованный последовательным соединение повторителя, разделительного конденсатора, элемента задержки, и параллельный канал, образованный последовательным соединением двух диодно-резисторных -цепочек и i-iHBepTHpyioatero интегратора, причем выходы обоих каналов подключены ко входу суммирующего усилителя. Постоянные времени заряда и разряда параллельного канала настраиваются до максимального соответствия аналогичным параметрам прямого канала, а линия задержки в прямом канале настраивается в соответствие с задержкой сигнала в параллельном канале. Таким образом, при поступлении импульсов на вход устройства в прямом и параллельном каналах будут происходить смещения постоянного уровня, равные по величине, но противоположные по знаку. Подаваемые на вход су Дматопа STS/S смеш,ения вЗаИмно компеисмруютсй, и на выходе остаются импульсы, прошедшие, через прямой канал, зафикскроваггные на заданном урозЕ-ге, Недостаткаг и известного устройства являются трудоемкий процесс ггрядваритепьной регулировки до приведения в соотзетстБие времязависимых параметров s прямом м параллельном ка(алах, необходимость применения прецизионных злементоз для обеспечения стабильности этих параметров, нескомпенсированный дрейф напряжения на выходе интегратора при изменениях постоянной составляющей входного сигнала.Цель изобретения - расширение области использования устройства за счет подавления относительно медленных изменений постоянной составляющей входного сигнала. Указанная цель достигается тем, что в устройстве фиксации уровня, содерхсащем входную шину, соединенную с прямым и параллельным аналами, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с ;ыходной шиной, при этом прямой канал содержит повторитель напряжения, вход которого является входом прямого каналз, параллельный канал составлен из детектора минимума сигнала, генератора стабилизированного положительного токэ, фиксирующего конденсатора и повторителя напряжения, причем вход детектора минимума сигнала соединен со входом параллельного канала, а выход -- с зь ходом генератора стабилизированного тока, одной из обкладок конденсатора и входом повторителя напряжения, ,цругая обкладка фиксирующего конденсатора соединена с общей шиной, а выход повторителя напряжения соединен с вь,1ходом параллельного канала, выход повторителя напряжения в прямом кэнал-э соединен с выходом прямого кзнала. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается новым составом прямого и параллельного каналов. Б прямом канале содержитсй только повторитель, а параллельный канал состоит из детектора минимума с фиксирующим конденсатором, генератора токэ и повторителя. Использование в заявляемом устройстве детектора минимума входного сигнала совместно с подключенным к его фиксирующему конденсатору генератора положительного тока позволяет выделить из входного сигнала составляющую с относигельно малой скоростью нарастания, вычиттая которую мз исходного сигнала можно получить входные импульсы, С(|зорммрОБанные относительно заданного уровня напряж81-;ия. На фиг. 1 представлена схема устройства фикса,1К1.1 уровня, на которой показаны вход устройства 1, параллельный 2 и пряMuf 3 каналы, сумматор 4, выход устройства 5, детектор 6 минимума сигнала, фиксируюгцмй конденсатор 7, генератор 8 стабилизирсзанного положительного тока, повторители 9 и 10. Н фиг, 2 показана временная диаграмма г. поты устройства, причем на фиг. 2а пока- ..-I исходный сигнал на входе устройства, где условно изображен полезный сигнал (основание импульса) на ме;ленно нарастающем уровне с характермы: перепадом, обусловленн1.;м ,дмфферен11ирующим действием цепей спокгрометриче- кого

тракта, на фиг, 26 показано напряжение на фиксирующем конденсаторе, на фиг, 2в разносный сигнал на выходе устройства.

На фиг. 3 показана временная диаграмма работы устройства, когда входной сигнал (фиг. За) содержит низкочастотную компоненту. На фиг, 36 показан сигнал на выходе устройства.

На фиг, 4 приведена принципиальная схема устройства фиксации уровня, из которой дополнительно к фиг. 1 показаны ОУ 10-14, транзисторы 15,16, диод 17, конденсаторы 18-20, резисторы 21-32, источник опорного уровня напряжения (Jo 33.

Во время работы устройства фиксации уровня возможны дв режима. Первый режим, имеющий место в интервалах времени ti, t5 (фиг. 2), реализуется, когда скорость нарастания входного сигнала меньше пороговой скорости, т,е, скорости заряда фиксирующего конденсатора 7 генератором тока 8, В этом случае детектор минимума 6 поддерживает на конденсаторе 7 потенциал, равный потенциалу на входе устройства.

Таким образом, на выходе сумматора 4 будет наблюдаться уровень напряженная, отличающийся от константы суммирования Uo на величину суммарного смещения в используемых OY UCM (фиг. 2в), которое имеет величину, не превышающую десятков милливольт, и может быть скомпенсировано либо соответствующей коррекцией Uo, либо коррекцией смещения в любом OY устройства.

Во второй режим устройство переходит, когда скорость нарастания входного сигнала превышает пороговое значение, определяемое скоростью заряда конденсатора 7 от генератора тока 8 (интервал времени t3 на фиг. 2). Время Т2, затрачиваемое на переходный процесс в детекторе минимума, практически не влияет на выходной сигнал. После этого времени детектор минимума 6 уже не отслеживает входной сигнал, дазая возможность конденсатору 7 заряжаться током генератора 8, в результате чего напряжение на этом конденсаторе растет с заданной пороговой скоростью. Так как этот нарастающий уровень напряжения вычитается сумматором 4 из исходного сигнала, то пороговую скорость нарастания следует выбирать на несколько порядков меньше скорости нарастания переднего фронта рабочих мпульсов, что позволит вычитать из них медленно нарастаюш.ую составляющую без существенного уменьшения их амплитуды.

Когда во время спада входного импульса напряжение на входе устройства станет меньше напряжения на фиксирующем кокденсаторе 7, через некоторое время t4 (фиг, 2), составляюш.ее несколько десятков наносекунд, параллельный канал вновь будет отслеживать входной сигнал.

За Бремя ti напряжение на конденсаторе 7 несколько -февысит входное напряжение, что приведет к появлению небольшого отрицательного выброса на выходе устройства (фиг. 2в), который, однако, несущественен для последующего амплитудного анализа.

На фиг, 3 иллюстрируется работа устройства G момент перепада постоянной составляющей входного сигнала, при условии, что скорость нарзстания этого перепада не превышает пороговую скорость нарастания, обозначенную на фиг. За пунктиром, исходящим из оснований рабочих импульсов. На фиг, 36 показаны те же импульсы, зафиксированные на уровне Uo, задаваемом источником напряжения 33 (фиг, 4),

На фиг, 4 показан вариант принципиальной схемы заявляемого устройства, на которой представлены элементы, содержащиеся в функциональных блоках, показанных на фиг. 1. Транзистор 15 обеспечивает достаточную величину разрядного тока кон,ценсатора 7 м позэоляет сократить время Т4 (фи-. 2), Диод 17 исключает насыщение ОУ 12 в моменты времени :з. Резистор 23 предотвращает возможную генерацию ОУ 12 на низкой частоте. Назначение остальных элементов очевиднс,

В- устройстве применены ОУ КР544УД2А (поз, 10-14 на фиг, 4), транзисторы КТ345Б (15) и КП103Е (16). диод КД521А(17).

Зксплуатац::я заявляемого устройства выявила, что оно в отличие от известного устройства аналогичного назначения, обеспечивает заданньге характеристики без каких-либо регулироЕ 0( времязависимых .параметров. Прл этом смещения уровня фиксации определяются только температурным дрейфом напряжений смещения используемых ОУ, в то время как в известном устройстве смещения уровня фиксации могут во-зникать тзкхчв из-за смещений постсякиого уровня входного сигнала и рассогласования г.ремязависимых параметров в прямом и параллельном каналах.

Особенность заявляемого устройстоа заключается в тем, что небольшие изменения пороговой скорости нарастания не оказывают влияния на эффективность работы устройства, при условии что эта скорость выбрана оптимально. Такое устройство позволяет значительно снизить требования к используемым времязадающим элементам и упростить процесс настройки и эксп/1уатации устройства.

Формула изобретения

Устройство фиксации уровня, содержащее входную шину, соединенную с прямым и параллельными каналами, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с выходной шиной, при этом прямой канал содержит повторитель напряжения, нход которого является входом прямого канала, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования устройства за счет подавления относительно медленных изменений постоянной составляющей входного сигнала, в параллельный

канал введены детектор минимума сигнала, генератор стабилизированного положительного тока, фиксирующий конденсатор и повторитель напряжения, причем вход детектора минимума сигнала соединен с входом параллельного канала, а выход - с выходом генератора стабилизированного тока, с одной из обкладок конденсатора и входом повторителя напряжения, другая обкладка фиксирующего конденсатора соединена с общей шиной, а выход повторителя напряжения соединен с выходом параллельного канала, выход повторителя напряжения в прямо канале соединен с выходом прямого канала.

.1

и

и

о

/

а

5

о

/7л

1 / - ,-

-SB-УI J.,

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для стабилизации постоянной составляющей при амплитудном анализе импульсов. Целью изобретения является расширение области использования устройства за счет подавления относительно медленных изменений постоянной составляющей входного сигнала. Эта цель достигается тем, что в устройстве фиксации уровня, содержащем входную шину 1, соединенную с прямым 3 и параллельными 2 каналами, выходы которых соединены с соответствующими входа-2ми сумматора 4, выход которого соединен с выходной шиной 5, прямой канал 3 содержит повторитель 9 напряжения, вход которого является входом прямого канала 3, пара/шельный канат 2 составлен из детектора 6 минимума сигнала, генератора 8 стабилизированного положительного тока,фиксирующего конденсатора 7 и повторителя 10 напряжения, причем вход детектора 6 минимума сигнала соединен с входом па- раплельного канала 2, а выход - с выходом генератора 8 стабилизированного тока, одной мз обкладок конденсатора 7 и входом повторителя 9 напряжения, другая обкладка фиксирующего конденсатора 1 соединена с общей шиной, а выход повторителя 9 напряжения соединен с выходом параллельного канала, выход лозторителя 9 напряжения Q прямом канале 3 соединен с выходом прямого канала. Устройство выделяет из входного сигнала импульсы, скорость нарастания которых превышает пороговую, и формирует их относительна заданного уровня. 4 ил.(Лс•ч00»»дел VIИзобретение относится к области импульсной техники и может быть использова- но для стабилизации постоянной составляющей при амплитудном анализе импульсов,Известно устройство фиксации уровня, содержащее усилитель-ограничитель, формирователь импульсов привязки, два источника опорного напряжения, разделительный конденсатор, низкоомный дели-тель, транзисторные ключи, высокоомный делитель и истокоаый повторитель.Недостатками устройства являются ограничение чувствительности порогом срабатывания усилителя-ограничителя, невозможность работы, если смещения постоянного уровня входного сигнала превышают порог срабатывания усилителя-ограничителя, наличие значительных искажений полезного сигнала из-за работы

ija3