Пиковый детектор Советский патент 1978 года по МПК H03K5/20 H03D1/02 

(54) ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР

. . . Изобретение относится к импульсной технике, может использоваться в импульсных устройствах различного назначения для детектирования пиков слабого входного сигнала.

Известен пиковый детектор, содержащий операционный усилитель, конденсатор, источник питания-, диод, под; ключейный к выходу операционного усилителя, и делитель напряжения, подключенный к источнику питания l.

Однако «звестный детектор имеет невьзсокую чувствительность и небольшой частотный диапазон.

Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение частотного диапазона.

Для зтого в пиковом детекторе, содержащем операционный усилитель, кон дёнсатор, источник питания, диод, под ключенный к выходу операционного усИлителя, и делитель напряжения,- подключенный к источнику питания, входной сигнал через конденсатор подается к неинвертирующему входу операционного усилителя, выход делителя напряжения подключен.к инвертирующему входу операционного усилителя, а между диодом и неинвертирующим входом операционного усилителя включены последовательно соединенные ключ,. выпо7:ненный в виде истокового повторителя, и резистор. .

На фиг. 1 изображена принципиальная электричеркая схема предложенного детектора; на фиг. 2 - временные диаграммы входного, продифференцированного И выходного сигналов соответственно для точек А, Б. и Г на фиг. 1; на.фиг. 3 - : характеристик управления.операционного усилителя.

Пиковый детектор содержит операционный усилитель If конденсатор 2, источник питания 3, диод 4, подк.лючен-. ный к выходу усилителя, и делитель напряжения на резисторах5 и 6, подключанный к источнику питания 3. Входной сигнал через конденсатор 2 подается к неинвертирующему входу усилителе, выход делителя напряжения (резистор 6 подкпючен к инвертирующему входу, а между диодом и неинвертирующим входом усилителя включены последовательно соединенные ключи в виде истокового повторителя 7 и резистор В.- Детектор содержит также нагрузочный резистор 9 истокового повторителя и резистор 10/ включенный между источником питания 3 и затвором полевого транзистора исто:Коврго повторителя.

Пиковый детектор работает следующим образом,

.При отсутствии сигнала на входе детектора (точка А на фиг. 1) на выходе операционного усилителя 1 (точка Г на фиг. 1) устанавливается отрицательный потенциал. Диод 4 закрыт, и. потенциал на затворе полевого транзистора истокового повторителя 7, определяется напряжением, поступакицим через резистор 10. Полевой транзистор истокового повторителя находится в режиме, близком к отсечке, и падение напряжения на резисторе 9 машо. Положительный потенциал с истока полевого транзистора прикладывается на неинвертирующий вход операционного усилителя (точка Б на фиг. 1). На инвертирующий вход усилителя (точка В на фиг. 1) прикладывается фиксированный потенциал через делитель напряжения на резисторах 5 и 6, превышающийпотенциал в точке Б, поэтому на выходе усилителя, устанавливаете отрицательный потенциал.

При поступлении на вход детектора напряжения с явно выраженным максиму мом (фиг. 2а) оно дифференцируется дифференцирующей цепочкой, состоящей из конденсатора 2 и входного сопротивления усилителя по неинвертйрующему входу.

Когда продифференцированный сигнал достигает.первого, порога срабатывания

и (фиг, 26 и фиг. 3), схема переходит из адного устойчивого состояния .в другоеj на выходе устанавливается положительный потенциал U (фиг, 2в и фиг. 3), В момент, когда выходное напряжение операционного усилителя достигает потенциала отпирания диодар формируется цепь положительной обратной связи (ПОС) через диод и истоковый повторитель. В таком состоянии схема находится до тех пор, пока продифференцированный сигнал не уменьшится до уровня 2. второго порога срабатывания (фиг, 26). В результате возвращения в исходное состояние на выходе схемы устанавливается отрицательный потенциал.

Диод не только уменьшает коэффициент передачи Цепи ПОС, но и предотвращает попадание отрицательного напряжения на затвор полевого транзистора с каналом р-типа. Уменьшая коэффициент передачи цепи ПОС за счет применения цепи ПОС, состоящей и,з диода и истокового повторителя, с коэффициентом передачи -«0,01, удалось получить узкую петлю гистерезиса, что позволяет повысить чувствительность пикового детектора.

Применение истокового повторителя . цепи ПОС уменьшает также температурную зависимость порогов срабатывания, гак как работа полевого транзистора в режиме, близком к режиму отсечки,

соответствует нулевому температурному дрейфу рабочей точки. Благодаря этому потенциал инвертирующего входа операционного усилителя мало зависит от температуры.

Сравнительные испытания показали, что описанный пиковый детектор в 20 раз чувствительнее известного. Кроме тогоу данный детектор имеет более широкий частотный диапазон: при входном напряжении 400 мВ отношение максимальной частоты к минимальной частоте рабочего частотного диапазона увеличено с 1,5 до 6, а при 10 В - с б до 25, т.е. в четыре раза.

Формула изобретения

.Пиковый детектор, содержащий операционный усилитель, конденсатор, источник питания, диод, подключенный к выходу операционного усилителя, и делитель напряжения, подключенный к источнику питания, отличаю щи йс я тем/ что, с целью повышения чувствительности и расширения частотного

диапазона, входной сигнаип через конденсатор подается к неинвертирующему входу операционного усилителя, выхол делителя напряжения подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а между диодом и неинвертирующим входом операционного усилителя включены последовательно соединенные ключ, выполиенный в виде истокового повторителя, и резистор.

Источники информации)принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3700920,кл.307-235fl 24.10.72.