Амплитудный детектор Советский патент 1980 года по МПК H03D1/00 

(54) АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКТОР

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах обработки сигналов.

Известен амплитудный детектор, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с источником входного сигнала, первый диод, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, и подключенные паралле гьно первому диоду последовательно соединенные вторые резистор и диод, при этом диоды соединены с выходом операционного усилителя разнополярными электродеми 1.

Однако такой детектор имеет невысокую точность детектирования.

Цель изобретения - повыщение точности детектирования.

Для этого в амплитудный детектор, содержащий операционный усилитель, инверти-, рующий вход которого через первый резистор соединен с источником входного сигнала, первый диод, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, и подключенные параллельно первому диоду последовательно соединенные

вторые резистор и диод, при этом диоды соединены с выходом Операционного усилителя разнополярными электродами, между источником входного сигнала и неинйертирующим входом операционного усилителя включен делитель напряжения:

На фиг. 1 дана структурная электричес-х кая схема предложенного детектора; на фиг. 2 - амплитудная характеристика детектора.

Амплитудный детектор содержит опера10 ционный усилитель 1, резисторы 2 и 3, диоды4 и 5, источник 6 входного сигнала и делитель напряжения На резисторах 7 и 8. Детектор работает следующим образом. При подаче на вход детектора положительного напряжения диод 5 оказывается закрытым, диод 4 - открытым и цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 1 - закороченной. При этом коэффициент передачи детектора от источника 6 входного сигнала до выхода операционного 20 усйлителя 1 для положительной полуволны входного сигнала будет равен

К„ R8/(Rr + R8), где R - сопротивления резисторов 7 и 8.

При отрицательном напряжении на входе диод 4 оказывается закрытым, а диод 5 -тоткры тым. Коэффициент передачи детектора для отрицательной полуволны входного сигнала будет равен

Ко Кп(1 + R3/R2)-R3/R2.

Подбором сопротивлений резисторов 3 и 2 можно добиться того, что коэффициенты передачи по положительной и отрицательной полуволнам входного сигнала Ко будут равны по модулю и противоположны по знаку, т. е. получить эффект двухполупериодного детектирования входного сигнала. Требуемое для двухполупериодного детектирования соотношение сопротивлений резисторов 3 и 2 легко определяется при условии Кг, Ко и равно

R3/R2 2Kn/fi+Kn;)(l + К ).

При этом коэффициент передачи такого детектора будет равен

К К - Ко

В предлагаемом детекторе при малых входных сигналах, когда напряжение на выходе операционного усилителя 1 не превышает порогового напряжения отпирания диодов 4, 5 и они закрыты, коэффициент передачи операционного усилителя 1 оказывается достаточно большим и имеет отрицательное значение, что позволяет существенно снизить порог детектирования входных сигналов.

Напряжение на выходе операционного усилителя 1 помимо составляющих входного сигнала будет содержать составляющие пороговых напряжений отпирания диодов 4, 5 в цепи обратной связи.

При положительной полуволне входного сигнала напряжение на выходе операционного усилия 1 Uftbix /() будет равно

() - л+К/ивх (t)/ /при и ьл (t) 0,

а при отрицательной полуволне входного сигнала

ивых() 5 + K/Ubx(t)/ /при и (t) 0.

Здесь Е , Е S - пороговые напряжения отпирания диодов 4 и 5 в цепи обратной связи.

Выходной сигнал (t) снимается с точки соединения резистора 3 и диода 5 диодно-резисторной цепочки. Напряжение в

этой точке равно разности выходных напряжений операционного усилителя 1 и пороговых напряжений отпирания диодов 4 и 5 с учетом их полярности, поэтому выходное напряжение детектора иы,,. g.(t) не зависит от пороговых напряжении диодов 4, 5 и может быть представлено в виде

и,ь,х.д. (t)- K/U6x(t),

Т. е. на выходе детектора имеет место эффект двухполупериодного детектирования сигналов.

Входное сопротивление детектора определяется током, протекающим через резистор 2, не зависит от полярности входного сигнала и определяется разностью напряжеНИИ на концах этого резистора, а именно разностью напряжения источника входного сигнала U и напряжения на инвертирующем входе, которое в свою очередь равняется напряжению на неинвертирующем входе ип и iRj/(R J- Rт). С учетом этого входное сопротивление детектора равно

,5R3.

Полученный результат не учитывает шунтирующего влияния на источник сигнала делителя из резисторов 7 и 8, однако влиянием этого делителя можно пренебречь, если выбрать величины сопротивлений резисторов 8 и 7, достаточно большими, что всегда возможно.

Входное сопротивление детектора не зависит от полярности входного сигнала и величины нагрузки.

В предложенном детекторе повышается точность детектирования.

Формула изобретения

Амплитудный детектор, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с источником входного сигнала, первый диод, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, и подключенные параллельно первому диоду последовательно соединенные вторые резистор и диод, при этом диоды соединены с выходом операционного усилителя разнополярными электродами, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности детектирования, между источником входного сигнала и неинвертирующим входом операционного усилителя включен делитель напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Марще Ж. Операционные усилители и их применение. Л., «Энергия, 1974, с. 89, рис. 5-63 (прототип).

Г