Устройство для измерения амплитуды прямоугольных импульсов инфранизких частот Советский патент 1978 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в различных контрольно-измерительных системах с применением аналоговых приборов.

Известные устройства для измерения амплитуды пршиоугольных импульсов инфраниаких частот, содержащие накопительный koHденсатор,имеют низкую точность измерения

Ч- ..

Наиболее совершенным устройством для

измерения амплитуды прямоугольных импульсов инфранизких частот 1является устройство содержащее последовательно соединенные операционный усилитель, зарядный ключ,

повторитель напряжения, к входу которого подсоединен накопительный конденсатор, и измерительный прибор, а также ключи в цепях отрицательной обратной связи и одновибратор, выход которого соединен с управляюшими входами к;почей 2.

Недостатком указанного устройства является постепенный разряд накопительного конденсатора в паузах между импульсами, током утечки ;закрытого зарядного ключа

и входным током повторителя напряжения Это приводит к значительному снижению тоности измерения в области инфранизких частот.

Целью изобретения 1шляется повышение точности измерения при расширении частотного диапазона измеряемых сигналов.

Для достижения этой цели в устройство для измерения амплитуды прямоугольных импульсов инфранизких частот, содержащее последовательно соединенные операционный усилитель, зарядный ключ, повторитель напряжения, к входу которого подсоединен накопительный конденсатор, и измерительны прибор , а также ключи в цепях отрицательной обратной связи и одновибратор, выход которого соединен с управляющими входами ключей, введены входной ключ, цепь управления которого соединена с выходом одновибратора, вход - с входом одновибратора, а выход - с неиквертируюшим входом операционного усилителя, и дополнителный ключ в цепи обратной связи, выход которого соединен с выходом повторителя напряжения, вход - с неинвертирующим входом операционного усилителя, а управляющий вход свяэан с выходом одновибратора. Изобретение ил;пострируется чертежом. Оно состоит из входного ключа 1, операционного усилителя 2, одновибратора 3, ключей 4 и 5 в цепях отрицательной обратной связи, зарядного ключа б, дополнительного ключа 7 в цепи обрааной связи, выпол ненного на полевом транзисторе, накопитель ного конденсатора 8, повторителя 9 напряжения и измерительного прибора 10. На входной ключ 1 и вход одновибратора 3 постунают исследуемые импульсы напряжеПринцин работы устройства заключается в следующем. В исходном состо5шии выходное нанряжение одновибратора положительно, входной ключ 1, зарядный ключ 6 в цени отрицател ной обратной связи закрыть, а ключи 4 и 5 в цени отрицательной обратной связи и дополнительный KJUO4 7 в цени обратной свя аи на полевом транзисторе открыты. На- конительный конденсатор 8 не заряжен ввиду того, что зарядный ключ 6 закрыт. Выходное нанряжение повторителя 9 равно При поступлении измеряемого сигнала на вход устройства происходит запуск одновибратора, который генер)фует импульс отрицательной пол$фноатн длительностью, мен шей или равной длительности измеряемого импульса. Отрицательное напряжение одновибратора открывает входной ключ 1, заР5щный ключ 6 и ключ 5 в цепи отрицатель ной обратной связи, при этом закрываются ключи 4 в цепи отрицательной-обратной сва зи и дополнительный 7 в цепи обратной связи на полевом Транзисторе, Отрицательная обратная связь операционного усилителя 2 замыкается через повторитель 9 напряжени к входу которого.присоединен-накопительный конденсатор 8. Выходное напряжение операционного усилителя будет равно усилей ной в К раз (к,- коэффициент усиления операционного усилителя) разности входного и выходного напряжений устройства. Вследствие -этого происходит быстрый: заряд накопительного конденсатора до такого уровня, при котором выходное напряжение практическт равно входному., Измерительный прибор 10 указывает эту величину, т.еа амплитуду входного импульса. Так как длительность импульса, формируемого одновибратором, меньше или равна длительяости входного импульса, то одновибратор 3 возвращается в исходное положение, и положительным потенциалом закрывает входноЙ ключ 1, зарядный ключ 6 и ключ 5 в.. пепи отрицательной обратной связи, а ключи 4 в цепи отрицательной обратной связи н додополнительный 7 в цепи обратной связи на полевом транзисторе откроются раньше, чем начнет уменьшаться амплитуда измеряемого импульса. Отрицательная обратная связь операционного усилителя 2 в случае замыкается через ключ 4 отрицательной обратной связи, что переводит работу операционного усилителя в режим повторителя напряжения. Сигнал с выхода устройства через дополнительный ключ 7 в цепи обратной связи.на полевом транзисторе поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 2, что приводит к появлению на входе зарядного ключа 6 потенциала, практически равного потеь&1иалу на накопительном конденсаторе 8. Ввиду того, что входное сопротивление повторителя 9 напряжения велико, то определшощим скорость разряда накопительного конденсатора 8 будет ток утечки закрытого зарядного ключа 9. Введение входного ключа и дополнительного, ключа в цепи обрат ной связи приводит к TOMyj что Падение напряжения на зарядном ключе в паузах между импульсами измеряемого напряжения поддерживается равным, нулю, и ток утечки зав рытого зарядного ключа практически отсутствует. Это повышает точность измерения и расширяет диапазон измеряеклгх сигналов в области инфранизких частот. Формула изобретения Устройство для измерения амплитуды прямоугольных импульсов инфранизких частот, содержащее последовательно соединенные операционный усилитель, заряд)№ий ключ, повторитель напряжения, к бходу которого подсоединен накопительный.конденсатор, и измерительный прибор, а также ключи в ц&nsix отрицательной обратной связи и хэдновиб- ратор, быход которого соединен с. управлшощими входами ключей, отличаю щеес я тем, что, с целью повышения TJOMHOCTK измерения при расширении частотного диапазона измеряемых сигналов, в устройство введены входной ключ, цепьуправления котч рого соединена с выходом одновибратора, вход - с входом одновибратора, а выход с неинг эрэируюшим входом операционного усилителя, и дополнительный ключ в цепи обратной связи выход которого соединен с выходом повторителя валряженвя, вход с неинвертирующим входом операдиовного

усилителя, а управляющий вход связан с выходом одновибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 427288, & 01 R 19/04, 1974.

2.Гутников В. С. Применение операционных усилителей в измерительной технике .

Л., Энергия, 1975, с. 85-86.