Детектор скважности импульсов Советский патент 1974 года по МПК H03K5/20 

(54) ДЕТЕКТОР СКВАЖНОСТИ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано, например, в измерительных преобразователях с магнитомодуляционньши датчиками.

Известен детектор скважности импульсов, содержащий источник входного сигнала, подключеннв1й к вьшрямительным диодам через парафазный транзисторный усилитель с выходным трансформатором на сэрдечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, и источник симметричных прямоугольных , пульсов, подключенный через разделительный резистор и резистор нагрузки к регистч рируюшему прибору.

Цель изобретения - повышение коэффициента передачи и стабильности нулевого уровня. Достигается тем, что в предлагаемый детектор введен двухполярный ключ, вход которого подключен между точкой соединения разделительных диодов и средней точкой вторичной обмотки выходного трансформатора, а выход - к точке соединения разделительного и нагрузочного резисторов.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого детектора; на фиг. 2 представлены диаграммы напряжений в различных точках схемы при скважности 0,5 (отсутствие полезного сигнала); на фиг. 3 - диагра:. напряжений при скважности, отличной от 0,5 (наличие полезного сигнала).

Источник входных сигналов 1 подключен через парафазный усилитель на транзисторах 2 и 3 с выходным трансформатором 4, сердечник которого имеет прямоугольную петлю гистерезиса. Вторичная o6NiOTKa трансформатора подключена к выпрямителыным диодам 5, 6. Источник симметричных прямоугольных импульсов 7 подключен через разделительный резистор 8 и резистор нагрузки 9 к регистрирующему прибору 10, Двухполярный ключ 11 на транзисторах 12 и 13 подключен входом между точкой соединения диодов 5 и 6 и средней точкой вторичной обмотки трансформатора 4, а выходом - к точке соединения разделительного резистора 8 и резистора нагрузки 9.

Работает детектор скважности импульсов следующим образом. Детектируемые импульсы U поочеред насыщают транзисторы 2 и 3, перемагнич вая тем самым сердечник трансформатора 4 по петле а ъ с d а (фиг. 2ж). При этом магнитный поток Ф (фиг. 2б) в сер дечнике изменяется по линейному закону между значениями -Фз и Фд, равными истоку насыщения сердечника, ВремяТпе- ремагничивания сердечника зависит в основном от величины коллекторнсго напряжения Е, числа витков W первичной обмотки трансформатора и значения Фз : Напряжение 1/, снимаемое со вторично обмотки трансформатора, после выпрямлени диодами 5 и 6 поступает на ключ 11 в в де управляющего сигнала I/ , непрерывно поддерживая его в отк ытом состоянии. Поскольку резистор нагрузки 9 Ш}тн:тируе ся открытым ключом 11 с небольшим сопротивлением, выделяемые на резисторе 9 импульсы и , обусловленные передачей опорного напряжения L/ через разделитель ный резистор 8, малы по амплитуде и вследствие их симметрии не содержат постоянной составляющей. Во время поступления положительной и отрицательной полуволн опорного напряжения УдНагрузочный резистор 9 щунтирует- ся ключом 11. Поэтому в исходном состо нии напряжение / на нагрузочном резисторе 9 всегда симметрично. Изменение параметров ключа не может вызвать несимметрии напряжения, 17 и дрейфа нулево го уровня, поскольку положительная и от рицательная полуволны напряжения U меняются всегда одинаково. Поэтому предлагаемый детектор обладает более низким порогом чувствительности по сравнению с известными схемами. Рассмотрим работу детектора при наличии полезного сигнала, когда скважност детектируемых импульсов отлична от 0,5 (фиг, 3). Поскольку длительность Т положительного импульса и уменьщилась, сердечник трансформатора перемагнйчивается от Фд до некоторого значения Ф , меньщего Фд (фиг, 3), Затем импульс Z/ перемаг ничивает сердечник за такой же интервал времени, равный Z , в исходное состояние Ф S , в котором сердечник находится до окончания импульса. Перемагничивание в этом случае происходит по петле а d а (фиг, 2ж), причем в промежутке времени поток Ф в сердечнике не изменяется, следовательно, напряжение 77 на вторичной обмотке трансформатора равно нулю. После выпрямления напряжения и в цепь управления ключа 11 подаются выпрямленные импульсы 1/„, поддерживающие ключ в замкнутом состоянии в течение всего периода входных импульсов, за исключением промежутка t, пропорционального изменению скважности импульсов. Следовательно, в течение промежутка t ключ остается разомкнутым и не щунтирует нагрузочного резистора 9. В течение этого времени опорное напряжение t/. практически полностью выделяется на резисторе 9 (кривая напряжения U , создавая постоян- ную составляющую {/„ пропорциональную промежутку i и скважности детектируемых импульсов Z/ . При подключении источника импульсов 7 к нагрузочному резистору 9 мощность, выделяемая на нем, обеспечивается за счеопорного напряжения , 1/ , источник которого может быть выбран достаточно мощным. Это позволяет получить коэффициент усиления по напряжению и по мощности больще единицы. Детектор не критичен к подбору фазы детектируемых и опорных импульсов. Он обладает фазовой чувствительностью, поскольку при удлинении положительных полуволн детектируемого сигнала U и укорочении отрицательных напряжение на нагрузочном резисторе 9 меняет знак. Предмет изобретения Детектор скважности импульсов, содеращий источник входного сигнала, подклюенный к выпрямительным диодам через арафазный транзисторный усилитель с выодным трансформатором на сердечнике с рямоугольной петлей гистерезиса, и исочник симметричных прямоугольных имульсов, подключенный через разделительый резистор и резистор нагрузки к реистрирующему прибору, отличающийся тем, то, с целью повыщения коэффициента пеедачи и стабильности нулевого уровня в его введен двухполярный ключ, вход коорого подключен между точкой соединеия разделительных диодов и средней точой вторичной обмотки выходного трансорматора, а выход - к точке соединения азделительного и нагрузочного резистоов.

l

- I

un