Импульсный усилитель с автоматической регулировкой усиления Советский патент 1975 года по МПК H03G3/20 

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в устройствах усиления импульсных сигналов с низкой частотой повторения и с большими значениями глубины, и частоты модуляции амплитуды. Известен усилитель с автоматической регулировкой усиления, состоящий из корректируемого усилителя с бистабильными аттенюаторами, индикатора рассогласования, реверсивного счетчика и преобразователя двоичного кода в унитарный код. За один период входного сигнала в реверсивный счетчик такого устройства вводится только один импульс коррекции усиления, вследствие чего при низкой частоте повторения и больших значениях глубины и частоты модуляции амплитуды входных импульсов усилитель обладает низким быстродействием и большим фазовым запаздыванием относительно огибающей входных сигналов. Цель изобретения - повышение быстродействия контура автоматического регулирования усиления. Это достигается тем, что в импульсный усилитель введены измерительный усилитель, вход которого соединен с входом корректируемого усилителя, устройство разрешения повторной коррекции, распределитель управляющих импульсов и запоминающее устройство, сигнальные входы которого соединены С выходами упомянутого измерительного усилителя, выходы - с входом корректируемого усилителя, а входы управления подключены к выходам распределителя управляющих иМпульсов и устройства разрешения повторной коррекции, причем входы устройства разрешения повторной коррекции соединены с выходами индикатора рассогласования и генератора импульсов коррекции; кроме того, запоминающее устройство содержит регистр хранения порядка входного импульса, пиковые детекторы, логические схемы сброса пи ковых детекторов, электронные ключи, вентили опроса электронных ключей и делитель напряжения, причем входы логических схем и вентилей соединены с выходами регистра хранения порядка и устройства разрешения повторной коррекции, а электронные ключи установлены между выходами пиковых детекторов и входами делителя напряжения. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого импульсного усилителя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого усилителя. Предлагаемый импульсный усилитель с автоматической регулировкой усиления состоит из корректируемого усилителя 1, охваченного контуром цифровой автоматической регулировки усилепия, содержащим последовательно включенные индикатор 2 рассогласования. {зеверсивный счетчик 3 и преобразователь 4 двоичного кода в унитарный код. Счетный вход счетчика 3 подключен к выходу генератора 5 синхросигнала. В контур автоматической регулировки усиления введено запоминающее устройство 6, сигнальные входы которого соединены с выходами измерительного усилителя 7, подключенного к входу корректируемого усилителя 1. Входы управления запоминающего устройства 6 соединены с выходами распределителя 8 управляющих импульсов и устройства 9 разрещения повторной коррекции, входы которого подключены к выходам индикатора 2 рассогласования и генератора 5 синхросигнала. Запоминающее устройство 6 содержит регистр хранения порядка входного сигнала, выполненный, например, на триггерах 10, 11 и 12, подключенных к выходам измерительного усилителя 7 через вентили 13, 14 п 15. Выходы измерительного усилителя 7 соединены также с входами пиковых детекторов 16-19, выходы которых подключены с помощью электронных ключей 20-23 к входам делителя напряжения 24, соединенного с вторым входом корректируемого усилителя 1. Логические схемы сброса 25-28 пиковых детекторов 16-19 н вентили опроса 29-32 ключей 20-23 подключены своими входами к выходам триггеров 10, 11 и 12. Предлагаемый импульсный усилитель работает следующим образом. Допустим, что временные параметры входных импульсов заранее известны, в том числе период повторения, длительность импульса и момент его появления на входе усилителя. Неизвестна амплитуда импульса и закон ее изменения во времени. В контуре автоматической регулировки усиления коэффициент передачи корректируемого усилителя 1 должен быть скорректирован так, чтобы амплитуда импульса на его выходе с заданной точностью равнялась эталонному напряжению. Момент появления входного импульса (фиг. 2„а); задан опережающим его синхроимпульсом (фиг. 2,6), который поступает с выхода генератора 5 на вход распределителя 8, формирующего импульсы управления: импульс опроса (фиг. 2, в) электронных ключей 20- 23; импульсы сброса (фиг. 2, г) пиковых детекторов 16-19 и триггеров 10, 11 и 12; строб-импульсы для вентилей 13, 14 и 15, детекторов 16-19 и индикатора 2 (фиг. 2,д). Импульсом сброса триггеры 10, 11 и 12 и детекторы 16-19 .приводятся в исходное состояние. Входной импульс с амплитудой f/gx усиливается каскадами измерительного усилителя 7, и на выходах этих каскадов появляются импульсы с амплитудами f// f/gx (К- коэффициент усиления одного каскада; i-порядковый помер каскада). Усиленные импульсы поступают на входы вентилей 13, 14, 15 и одновременно на входы детекторов 16- 19. Если величина f/вк выще порога ераатывания вентиля, то в соответствующий риггер записывается единица. Порог срабаывания вентилей 13, 14 и 15 равен напряжению насыщения каскадов усилителя 7. Комбинация единиц и нулей, хранящихся в триггерах 10, И и 12, образует код порядка амплитуды входного импульса, однозначно определяющий номер ненасыщенного каскада усилителя 7 с наибольшей выходной амплитудой Ui. Номер этого каскада обнаруживается логическими схемами 25-28, связанными с выходами триггеров 10, 11 и 12. Логика схем 25-28 такова, что только в одном из детекторов 16-19, запоминается амплитуда Uf, а остальные детекторы удерживаются логическими схемами в нулевом состоянии. Нотенциал Ui с помощью ключей 20-23 и вентилей 29, 30, 31 может быть снова преобразован в импульс с амплитудой Ui и приведен к уровню UBX делителем напряжения 24. Импульс с амплитудой LJ L/i может быть воспроизведен на втором входе усилителя 1 в произвольный момент времени до прихода очередного импульса на первый вход. Требуемый коэффициент передачи делителя 24 выбирается вентилями 29-32, связанными с выходами триггеров 10, 11 и 12. Входной импульс, поступивщий на вход корректируемого усилителя 1, появляется на входе индикатора 2 рассогласования и запоминается в нем в виде потенциала , который по окончании строб-импульса сравнивается с эталонным напряжением U. Если ,то в индикаторе 2 начинается линейный спад запомненного напряжения до величины f/g (фиг. 2, е). Если же то начинается линейное возрастание потенциала до величины U. В результате на одном из двух выходов индикатора 2 появляется импульс (фиг. 2, ж, з), длительность которого пропорциональна разности напряжений ,(1) Индикатор 2 открывает цепи сложения или вычитания счетчика 3 на время Л для импульсов коррекции, поступающих на счетный вход указанного счетчика с выхода генератора 5. Содержимое счетчика 3 изменяется при этом на величину, равную п импульсов коррекции, укладывающихся в интервале А. В соответствии с этой поправкой двоичного кода счетчика 3 переключаются бистабильные аттенюаторы усилителя 1, причем младщие разряды аттенюаторов правляются непосредственно счетчиком 3, а старшие с помощью преобразователя 4 двоичного кода в унитарный код. Для обеспечения устойчивости коррекции усиления частота /к повторения импульсов коррекции модулируется по закону fo где /о - начальное значение частоты. Закон изменения частоты во времени показан на фиг. 2, и.

Число Як импульсов коррекции в каждом интервале А/ подсчитывается устройством 9 разрешения повторной коррекции (фиг. 2, /с) и сравнивается с некоторым пороговым числом По . Если , то устройство 9 выдает па вентили 29-32 импульс разрешения имитации входного сигнала (фиг. 2, в); срабатывает один из ключей 20-23, и на втором входе усилителя 1 появляется импзльс, имитируЮШ.ИЙ по амплитуде и длительности импульс входной. Процесс коррекции коэффициента передачи усилителя 1 повторяется до тех пор, пока не будет выполняться условие п ПоНа этом заканчивается грубая коррекция усиления. С приходом очередного импульса на первый вход усилителя 1 происходит точная коррекция. Если очередной импульс f/вых мало отклоняется от U, то по окончании точной коррекции будет запреш;ена грубая коррекция впредь до появления резких изменеНИИ амплитуды входного сигнала.

Таким образом, благодаря запоминанию амплитуды входного импульса и повторным коррекциям усиления в паузе между входными импульсами, контур автоматической регулировки усиления отслеживает любые изменения амплитуды импульса, в том числе и скачкообразные, предельно быстро: грубо за один период входного сигнала и точно-за два периода. Достигнутое быстродействие усилителя позволяет существенно расширить пределы глубины и частоты модуляции амплитуды входных сигналов, что особенно при низкой частоте повторения входных импульсов. При этом повторные коррекции дают эффект, эквивалентный увеличению частоты входных сигналов.

Предмет изобретения

1.Имнульсный усилитель с автоматической регулировкой усиления, содержаш,ий корректируемый усилитель, индикатор рассогласования, реверсивный счетчик, преобразователь двоичного кода в унитарный и генератор синхросигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия коптура автоматического регулирования усиления, в него введены измерительный усилитель, вход которого соединен с входом корректируемого усилителя, устройство разрешения повторной коррекции, распределитель управляющих импульсов и запоминающее устройство, сигнальные входы которого соединены с выходами упомянутого измерительного уснлителя, выходы - с входом корректируемого усилителя, а входы управления подключены к выходам распределителя управляющих импульсов и устройства разрещения повторной коррекции, причем входы устройства разрешения повторной коррекции соединены с выходами индикатора рассогласования и генератора синхросигнала.

2.Импульсный усилитель по п. 1, отличающийся тем, что запоминающее устройство содержит регистр храпения порядка входного импульса, пиковые детекторы, логические схемы сброса пиковых детекторов, электронные ключи, вентили опроса электронных ключей и делитель напряжения, причем входы логических схем и вентилей соединены с выходами регистра хранения порядка и устройства разрешения повторной коррекции, а электронные ключи установлены между выходами пиковых детекторов и входами делителя напряжения.

СтроЬ

5-44

I I

и

н л