Время-импульсный амплитудный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к импульсным измерительным устройствам, работающим со статистически распределенными входными сигналами (например, амплитудным спектрометрическим измерительным трактом), в частности, к время-импульсным амплитудным преобразователям и может быть использовано в ядерном приборостроении , Известен амплитудный преобразователь, использующий линейнопропускающее устройство, заряд- ный усилитель и преобразователь поразрядного уравновешивания 1. Недостатком преобразователя явля ется бо.льшое количество оборудовани и сложная настройкДв : Известен также быстродействующий амплитудный время-импульсный преэбразователь, который содержит ли(1ейнопропускающее устройство, соеди ненное через последовательно включенные зарядный усилитеУ1ь и зарядны диод с запоминающим конденсатором, генератор, подключенный через после довательно включенные логический эле мент И и первый счетчик к многоразрядному ключу, причем выход зарядно го усилителя соединен через устройство управления с управляющими входами линейнопропускающего устройства, -логического элемента И и многоразрядного ключа C2j Недостатком этого устройства является невысокая точность из-за повышенной дифференциальной нелинейности, особенно цифровой. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в известный время-импульсный амплитудный преобразователь, содержатщий линейнопропускающее устройство, соединенное через последовательно включенные зарядный усилитель и зарядный диод с запоминающим конденсатором, генератор, подключенный через последовательно вк.г юченные логический элемент И и первый счетчик к многоразрядному ключу, причем выход зарядного усилителя соединен через устройство управления с управляющими входами линейнопропускающего устройства, логического элемента И и многоразрядного к:фоча, введены второй счетчик, цифровой сумматор, разрядный транзистор, разрядный диод, регулирующий элемент, токозадаЮ1ДИЙ резистор, источник опорного напряжения, стабилизирующий усилитель, компенсирующий резистор, компенсирующий транзистор, делитель тока и ком мутатор с аналоговым сумматором, при чем запоминающий конденсатор через последовательно соедиггенные разрядный транзистор, регулирующий элемент токозадающий резистор, компенсирующий резистор, компенсирующий транзистор, делитель тока и коммутатор с сумматором соединен со вторым зхо . дом линейнопропускающего устройства, а токозадающий резистор через источник опорного напряжения соединен со входом стабилизирующего усилителя, второй вход которого, соединен с другим концом токозадающего резистора, причем выход этого усилителя соединен с управляющим входом регулирующего элемента, второй выход устройства управления через второй счетчик соединен с управляющим вхо.дом коммутатора, с аналоговым сумматором и цифровым сумматором, включенным ме ду первым счетчиком и многоразрядным ключом,база разрядного транзистора с единена с четвертым выходом устройст ва управления, эмиттер - через разрядный диод - с общей шиноГт.. а база компенсирующего транзистора соедине--на с общей точкой тохозадаюц егп ре зистора и ре:гулирую1дего э.1енег;та. На чертеже приведена функционсхльная схема предлагаемого преобразо- вателя. Входная клемма 1 через после;г;Овательно соединенные ; инейнопропускающее устройство 2, зарядный усилитель 3,зарядный диод 4,разрядный тра зистор 5, регулирующий элемент а, то козадающий резистор 7, компенсирующи резистор 8, компенсирующий транзисто 9, делитель 10 тока и коммутатор с а логовым сумматором. 11 подключена ко второму входу линейнопропускак-й(его устройства 2. Выход зарядного уси.яи теля 3 через устройство 12 управ Ленин соединен с упра..-1М входом линейнопропускающего устройства 2, генератор 13 через последовательн соединенные логический элемент 14 И, первый счетчик 15, цифровой сумматор 16 и многоразрядный ключ 17 по.ц ключен к выходу преобрс13ователя 1&. Второй выход 19 устройства 12 управления через второй счетчик 20 соединен с управляющим входом коммутаторакс аналоговым суу матором ll Kpoме того этот счетчик соединен также с сумматором 16, Третий выход 21 устройства 12 управления соединен с управляющим входом многоразрядного ключа 17, четвертый выход 22 - с уп равляющим входом логического элемента 14. И и базой разрядного транзистора 5 , Токозада ви й резистор 7 одним концом соединен с базой компенсирующего транзистора 9 и входо-ч стабилизирующего усилителя 23, а другим - с источником отрицательного напряжения - Е 24 и через источник 25 опорного напряжения со вто-, рым входом стабилизирующего усилителя 23, выход которого подключен к регулирующеь элементу б, Зарядный диод 4 соединен со вторым входом зарядного усилителя 3 и эапоминаю дим конденоатором 26, кроме того выход регулируюишго элемента б через разрядный диод 27 соединен с корпусом. Линейнопропускающее устройство выполнено в виде управляемого усилителя 28 с резисторной цепочкой 29, источник 25 опорного напряжения - в виде стабилитрона, а регулирующий элемент 6 - в виде составного транзистора. Делитель 10 тока и комм татор с сумматором 11 представляют собой дифроаналоговый преобразователь 30 . Преобразователь работает следующим образом. Входной сигнал с клеммы 1 через открытое Линейнопропускающее устройство 2, зарядные усилитель 3 и диод 4 заряжает запоминающий конденсатор 2б до максимального значения. После. прохождения вершины сигнала на выходе зарядного усилителя 3 формируется перепад обратной полярности, запускающий устройство 12 управления, которое заплрает управляемый усилитель 28 и формирует временной интервал на четверто.м выходе 22, включающий .разрядг.ккй ток у при помощи разрядкого транзистора 5 и открывающий логический элемент 14, Временной интервал заканчивается при полной разрядке запо1 1инающего конденсатора 26, и в течение е.го импульсы генератора 13 пересчитываются счетчиком 15, Таким образом, код счетчика 15 оказывается пропорциональным амплитуде входного сигнала и по команде о третьего выхода 21 устройства 12 управления считьлзается через многоразрядный ключ 17 ка выход 18 во внещние устройства. Тока генератора разрядного тока, протекаю1 1Ий через токозадающий резистср 7, не равен току, протекающему через запоминающий конденсатор 26 из-за базового тока,, разрядного транзистора 5, Для комленсации этого тока к токовадающему резистору 7 подключается компенсщ ующий транзистор 9 с компенсирующим резистором 8,сопротивлекие которого равно сопротивлению токовадающе.го резистора 7, Транзисторы 5 и 9 выполняются, на одном кристалле по интегральной техно.погии и имеют одинаковые режимные токиз , что обеспечивает хорошую ког.Шенсацню при смене транзисторов или изменении температуры. Коллекторный ток компенсир рТощего транзистора 9 делится на делителе 10 тока в отношении 1:2, После считывания со второго вы1хода 19 устройства 12 управления на вход второго счетчика 20 поступает сигнал разравнивания, увеличиваюищи код в счетчике на единицу. Для определенности второй счетчик имеет два разряда. Соответственно пере ключается коммутатор с сумматором 11 таким образом, чтобы изменение сигнала на втором входе линейно про пускающего устройства 2, поступающее с выхода коммутатора с сумматором 11, полностью компенсировалось поправкой в цифровом сумматоре 16 со второго с ет-ника 20. При этом уменьшается нелинейность преобразования, особенно цифровая, так как усредняются помехи, коррелированные с процессом преобразования. Повышение точности сохраняется при изменении коэффициента преобразования, когда одновременно изменяются сопротивления токозадающего 7 и компенсирующего 8 резисторов, а также при подстройке источника , опорного напряжения 25. Формула изобретения Время-импульсный амплитудный пре образователь, содержащий линейнопро пускающее устройство, соединенное через последовательно включенные за рядный усилитель и зарядный диод с запоминающим кoндeнcaтopo i, генератор поключенный через последователь но включенные логический элемент И первый счетчик к многоразрядному кл чу, причем выход зарядного усилителя соединен через устройство управления с управляющими входами линейн |Пропускающего устройства, логическо го элемента И и многоразрядного клю р тли чающийся тем, что, с ;целью повышения точности преобразования, в него введены второй счетчик, цифровой сумматор, разрядный транзистор, разрядный диод, регулирующий элемент, токозадающий юезистор, источник опорного напряжения, стабилизирующий усилитель, компенсирую-, даий резистор, компенсирующий транзистор, делитель тока и коммутатор с аналоговым сумматором, причем запоминающий . конденсатор через последовательно соединенные разрядный транзистор, регулирующий элемент, токозадаюший резистор, компенсирующий резистор, компенсирующий транзистор, делитель тока и коммутатор с сумматором соединен со вторым входом линейнопропускающего устройства,.а токозадающий резистор через источник опорного напряжения соединен со входом стабилизирующего усилителя, второй вход которого соединен с другим концом токозадающего резистора, причем выход стабилизирующего усилителя соединен с управляющим входом регулирующего элемента, второй выход устройства управления через второй счетчик соединен с управляющим входом коммутатора, с аналоговым суг 1матором и цифровым сумматором, включенным между первым счетчиком и многоразрядным ключом, база разрядного транзистора соединена с четвертым выходом устройства управления, эмиттер - черезразрядный диод - с общей шиной, а база компенсирующего транзистора соединена с общей точкой токозадающего резистора и регулирующего элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Преобразователь 1абен FC 60/4096. Реклама Laben (Италия) , 1974. 2.Челноков Л.П. и Трофимов А,С. Препринт ОИЯИ 13-8745, Дубна, 1975.