Устройство аналогового определения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R23/00 

в виде прибора с зарядовой связью состоящего из кремниевой -подложки, на которой расположены ячейки, в каждую иЭ которых входит р-п переход и последовательно расположенные записывающий электрод, выход;ной электрод передающий электрод и электрод храненения,причем р-ц переходы всех ячеек подключены к информационному входу блока периодической.выборки записывающие и выходные электроды всех ячеек подключены соответственно к входам управления и выходам блока периодической выборки, а передающие электроды и электроды -хранения соеди ны соответственно через формировател потенциала передачи и формирователь сигнала считываЕ ия со вторым входом генератора тактовых импульсов. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема описываемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема прибора с зарядовой связью. Описываемое устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 тактовых импуль сов, регистр 2 сдвига, дифференциаль усилитель 3, блок 4 периодическо выборки сигнала, состоящий из прибора 5 с зарядовой связью, формирователей б и 7 потенциалов передачи и хранения, согласующий каскад 8, вход которого соединен с входной шиной 9 и формирователь 10 сигнала считывания. Выходной сигнал снимается с выхода 11. Прибор с зарядовой связью (фиг. 2 выполнен в виде монолитной структуры и содержит кремниевую подложку 12, на которой расположены ячейки 13-16, в каждую из которых входит р-п переход 17, записывающий электрод 18, вы ходной электрод 19, передающий электрод 20 и электрод 21 хранения. На шину 22 подан входной сигнал, на шину 23 сигнал хранения, а на шину 24 сигнал передачи. Выходные сигналы сн маются с выходных шин 25. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал с выхода согла сующего каскада 8 поступает на р-п переходы одновременно через шину вхо дного сигнала 22. К выходу регистра 2 сдвига поступает периодическая последовательность импульсов от генера тора 1. С приходом первого импульса срабатывает первый триггер (не показано регистра 2 сдвига и устанавлив ется высокий отрицательный потенциал на записывающем электроде 18, которы действует в течение времени, равном длительности тактового импульса гене ратора 1. Длительность тактового импульса . выбирается таким образом, что исследуемый сигнал за время длительности не изменяется. За время действия первого импульса зарядовый пакет образовавшийся в р-г переходе и пропорциональный значению исследуемого сигнала в момент действия первого импульса, перетекает под действием более высокого отрицательного пстенциала на выходном электроде 19, По окончании действия первого импульса зарядовый пакет, сформированный под выходным электродом 19, передается под действием потенциалов передачи и хранения под электрод хранения 21. С приходом второго, третьего и т. д. импульсов от генератора 1 тактовых импульсов, срабатывают в соответствующее время второй,, третий и т. д. триггеры и описанные процессы повторяются. По окончании финитного входного сигнала под электродами хранения находятся зарядовые пакеты, величина зарядов которых пропорциональна соответствующим значениям выборок входного сигнала, взятых периодически с интервалом, равным периоду следования тактовых импульсов (период следования тактовых импульсов связан с шириной спектра финитного сигнала обобщенной теоремой Котельникова). Число выборок равно N (где Т - длительность финитного сигнала; Тр - период следования импульсов тактового генератора). Задним фронтом Ы-го тактового импульса запускается формирователь 10 сигнала считывания и потенциал выходных электродов устанавливается превышающим по абсолютной величине потенциалы остальных электродов, а потенциалы передающих электродов с превышающим по абсолютной величине потенциал электродов хранения, причем потенциал записывающих электродов значительно меньше по абсолютной величине потенциала выходных электродов, а потенциалы всех одноименных электродов одинаковы и отрицательны. При этом зарядовые пакеты перетекают под выходные электроды и по выходным шинам протекают токи, а на выходе дифференциального усилителя 7 формируется напряжение. Так как выходные электроды разрезаны так, что площадь их изменяется по синусоидальному закону, коэффициент 5и изменяется с изменением номера N по синусоидальному закону. Такимобразом, величина напряжения пропорциональна значению (ортогональной/ составляющей спектра исследуемого сигнала на частоте (jl)2ff/NTj.. Изменяя период Тр, можно определить значение ортогональной составляющей .н.а различных частотах. После окончания процесса формирования выходного напряжения дифференциального усилителя потенциалвыходных электродов устанавливается большим потенциала записывающего электрода и зарядовые пакеты перетекают в р области соответствующих p-.ii переходов, в результате чего устройств) возвращается в исходное i;-c)CToqHne и готово к следующему раг-., который начинается при поступлении импульса от генератора 1 тактовых импульсов на вход регистра 2 сдвига.

Формула изобретения

Устройство аналогового определения ортогональной составляющей спейтра финитных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, один выход которого соединен со входом регистра сдвига, а второй выход через формирователь сигнала считывания соединен со входом управления суммирующего элемента, например дфференциального усилителяJ информационные входы которого соединены с выходами блока периодической выборки сигнала, информационный вход которого через согласующий каскад соединен с входной шиной, а входы управления соединены с выходами регистра сдвига, отличающееся тем, что, с целью повыщения стабильности выходных характеристик, блок периодической выборки выполнен в виде прибора с зарядовой связью, состоящего из кремниевой подложки, на которой расположены ячейки, в каждую из которых входит p-t пере ход и последовательно расположенные записывающий электрод,выходной элек:трод, передающий электрод и электрод хранения,причем р-п переходы всех ячеек подключены к информационному входу блока периодической выборки, записывающие и выходные электроды всех ячеек подключены соответственно к входам управления и выходам блока риодической выборки, а передающие электроды и электроды хранения соединены соответственно через формирователь потенциала передачи и фор-. мирователь сигнала считывания со вторым выходом генератора тактовых импульсов .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 0 1. Криксупов В.Г. Автоматические анализаторы спектров электрических сигналов. Киев, 1965, с. 127.

2. Авторское свидетельство СССР 5 № 43893-9, кл. G 01 R 23/00, 05.08.74.

Т

Выход

/