Фоторегистратор Советский патент 1980 года по МПК G01J1/44 

сатор 3 и резистор 4 в цепи отр1щате;1Ы10й обратной связи. Выход фотоирисмиого устройства 1 и выходы усилительных каск;1дов 2 соединены с сигнальными входами соответствующих никовых детекторов 5, связанных через аналоговую схему ь «ИЛ14 со входом иреобразователя 7 «иапрял енне-код. Выходы усилительных каскадов 2 также связаны с иервымн входами комнараторов 8, вторые входы которых подключены к нсточннку норогового напряжения 9. Выходы компараторов 8 через регистр 10 соединены со входамн дешифратора И, выходы которого подключены к шифратору 12 и ко входам управления пиковых детекторов 5. Кроме того, выход компаратора 8, связанного с носледним каскадом усилителя 2 через дифференцируюидую цепь 13 соединен со входамн формирователей 14 нмнзльсов, выход каждого из которых подключен к входу соответствуюгцего ключа 15, шунтирующего разделительный конденсатор 3, и к входу ключа 16, щунтнрующего резистор 4 в цени отрицательной обратной связи усилительного каскада 2.

Устройство работает следующим образом.

Фотоприемное устройство 1 преобразует импульсы лучистого потока в электрические еигналы, ноетунающие на вход я-каскадного усилителя 2. В завиеимостн от величины входного импульса ироисходит насыщение каскадов усилителя 2, начиная с последнего. Пусть сигнал имеет такую величину, что каскады, 2 с иорядковыми номерами с 1-го по (к-1)-й находятея. в ненасыщенном состоянии, а каскады 2 с номерами с к-го по л-й насыщены. При этом сработают импульсные компараторы 8, соответствующне насыщенным каскадам. Величина порогового напряжения, которое подается на вторые входы компараторов 8, устанавливается несколько ниже верхней границы динамического диапазона каждого усилительного каскада 2. Тогда в регистре 10 заннсывается код порядка величины входного сигнала, старшие (с п по к) разряды которого содержат единицы, а младшие (с 1 по (к-1) -нули. Указанный код дешифратором 11 преобразуется в (я-|-1) - разрядный код «1 из л, у которого порядковый номер единицы среди нулей соответствует номеру последнего ненасыщенного каскада 2, в данном случае (к-1)-го.

Амнлнтуда сигнала с выхода указанного каскада 5 запоминается в соответствующем пиковом детекторе 2, выбранном кодом «1 из л.

На выходе этого пикового детектора 5 имеется квазипостоянное нанряжение, выражающее мантиссу сигнала в аналоговой форме, на выходе остальных пиковых детекторов 5 - нулевые уровни. Аналоговая величина мантиссы, пропущенная через

схему «ИЛИ 6, преобразуется в цифровой двоичиый код преобразователем 7 «иаирижеиие-код. Время хранения напряжения амнлнтуды в пиковом детекторе 5 должно

быть не меньше времени преобразования напряжения в код. Код иорядка «1 из л также преобразуется в двоичный код шнфратором 12. На выходе устройства имеется информация о величине принятого сигнала

в цифровой форме, что удобно для ее да.тьнейшей обработки. Кроме того, иоскольку в иредлагаемом устройстве на любом участке динамического диапазона амплитудная характеристика линейна, точность нзмерения амплптуд импульсов по всему динамическому диапазону одинакова.

При больших входных сигналах, вызывающих насыщение одного илн несколькнх усилительных каскадов 2, срабатывает компаратор 8. Дифференцирующая цень 13 но окончанин нмпульса компаратора 8 запускает формирователи 14 имиульсов. Формирователи 14 одновременно открывают ключи 15 и 16. Ключи 15 нри этом обеснечивают быстрый разряд разделительных конденсаторов 3, а ключи 16 уменьшают коэффициенты передачи каждого из усилительных каскадов 2 до единицы и тем самым исключают возможность перегрузки

усилителя во время коммутации ключей 15. Так как длительность имнульсов на выходах формирователей 14 неодинакова и возрастает с порядковым номером формирователя 14, ключи 15 и 16 возвращаются в исходное состояние неодновременно, причем усиление каскадов 2 восстанавливается носледовательно, начиная с первого. Благодаря этому подавляютея помехп, возникающие па фронтах нмнульсов управления

ключами 15 и 16. Для иодавлеипя помех на фронтах коммутации импульсы управления имеют трапецеидальную форму с пониженной скоростью спада напряжения.

Благодаря введению п-го компаратора 8, дифференцирующей цепи 13, формирователей имнульсов 14 и ключей 5 и 16 обеспечивается быстрое восстановление чувствительности усилителя. Время восстановления является величиной фиксированной, заранее известной и во много раз меньшей времени восстановления, нроисходящего путем естественного разряда разделительных конденсаторов 3. Это позволяет полностью устранить погрешности измерения аглнлитуды, вызваниые переходными процессами после воздействия сигиала, когда период повторения входных сигналов соизмерим со временем восстановления. Предлагаемый фоторегнстратор иозволяет обеспечить кусочно-линейную амплнтудную характеристику фоторегистратора с одинаковой абсолютной точностью из.мерення уровня лучистого потока во всем амплитудном

динамическом диапазоне.

Формула изобретения

Фоторегпстратор, содержащий фотоприемное устройство, к выходу которого подключей вход л-каскадиого усилителя, каждый каскад которого содержит иа входе разделительный конденсатор и резистор в цеии отрицательной обратной связи, иричем выход фотонриемного устройства и выходы усилительных каскадов соединены с сигнальными входами соответствующих (л+1) пиковых детекторов, связанных через аналоговую схему «ИЛИ со входом иреобразователя «напряжение-код, отличающийся тем, что, с целью позыщения точности, в него дополнительно введены регистр, дещифратор, дифференцирующая цепь, п формирователей импульсов, 2п ключей, источник порогового напряжения и л компараторов, первые входы которых подключены к выходам усилительных каскадов, вторые - к источнику порогового нпприжеиия, а выходы через регистр - к дещифратору, соединенному своими выходами с щифратором и входами управления пиковых детекторов, причем выход последнего компаратора через дифференцирующую цепь связан также со входами формирователей импульсов, соединенных с п-каскадным усилителем, так, что выход

каждого формирователя подключен ко входу ключа, щунтирующего разделительный конденсатор, и ко входу ключа, щунтирующего резистор в цепи отрицательной обратной связи усилительного каскада.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Волков В. М. Функциональные усилители с больщим динамическим диапазоном. М., «Советское радио, 1976, с. 37.

2. Максимов М. В. Защита от иомех. М., «Советское радио, 1976, с. 193 (прототип).