Формирователь сигнала обнаружения переходных искажений Советский патент 1980 года по МПК H03K5/07 

1

Изобретение относится к контрольно-, измерительной технике и может быть использовано для обнаружения и оценки величины переходных искажений в линейных широкополосных усилителях, в частности, В усилителях высококачественной звуковоспроизводящей и записывающей аппаратуры на полупроводниковых приборах. Переходные искажения, то есть искажения фронтов импульсного сигнала, возникают в таком усилителе, при на.личии задержки в петле глубокой отрицательной обратной связи и выражаются в увегцгчений длительностей фронтов выходного, импульса без заметного изменения его формы. Переходные искажения большой величины могут быть обнаружены визуально на экране осциллографа путем сравнения длительностей фронтов выходных импульсов усилителя и входных образцовых импульсов. Образцовые прямоугольные импульсы должны иметь строго симметрическую форму для исключения дополнительных искажений в усилителе

за счет смещения рабочих точек усилительных приборов.

Известны устройства формирования симметричных прямоугольных колебаний симметричные мультивибраторь и двухсторонние ограничители flTОднако применение этих устройств в качестве генераторов сигнала обнаружения переходных искажений нецелесообразно по ряду причин. Невозможно визуаль10но отличить искаженное колебание от неискаженного, так как форма колебания почти не изменяется. Обнаружить и оценить переходные искал ения можно только путем тщательного измере1й1я дли15тельности фронтов импульса, что не всегда выполнимо. Кроме того, мультивибраторы.-и ограничители имеют низкую стабильность симметрии формы колебаний и нуждаются в регулировке и перио20дической подстройке симметрии.

Известно также устройство формирования сигнала обнаружения переходных искажений в высококачественных усилителях звуковоспроизводящей аппаратуры, состоящее из двух отдельных генераторов прямоухольных и синусоидальных колебаний, схемы сложения колебаний на резисторах и фильтра нижних частот.. ЭтЬ устройство входит в состав установки для визуального обнаружения и измерения переходных искажений сравнительным методом. Выходным сигналом устройства формирования является прямоугольное колебание, вершины которого промодулированы синусоидой так, что в одном полупериоде прямоугольного колебания содержится целое нечетное число полупериодов синусоиды, то есть суммарное колебание симметрично, причем амплитуда синусоиды в несколько pas меньше размаха прямоугольного колебания. При прохождении такого сигнала через линейный усилитель с .-переход)ными искажеьшями происходит увеличение длительностей фронтов прямоугольной состаляющей суммарного колебания и отсечка части периода синусоиды. Так как период синусо1зды выбирается в несколько раз меньще периода прямоугольного колебания, то заметность отсеченной части периода синусоиды при сравнениис оставшейся во столько же раз выше

ННедостаток этого устройства заключается в ухудшении стабильности формы суммарного колебания в точках сопряжения синусоиды и прямоугольного колебания при уходе за счет нестабильности частот исходных колебаний, при неточной установке кратности частот и , при несимметрии полупериодрв прямоугольного колебания.

Цель изобретения - повышение стабильности формы выходного колебания и надежности формирователя.

Указанная цель достигается тем, что в формирователь сигнала обнаружения переходных .искажений, содержащий генератор прямоугольных, симметричных колебаний и резистивную сборку с разделительными конденсаторами, введены делитель частоты, и формирователь пилообразных колебаний, состоящий из ин.вертора, двух логических элементов И и ш тегрирующей цепи, содержащей два резистора и интегрирующий конденсатор причем выход генератора прямоугольных симметричных колебаний соединен со вхдом делителя частоты, входом инвертор и первым входом второго логического элемента И, второй вход второго логического элемента И соединен с прямым

выходом делителя частоты и через первый разделительный конденсатор - с первым резистором сборки, выход инвертора соединен с первым входом первого логического элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом делителя частоты и через дополнительный разделительный конденсатор - со вторым резистором сборки, выходы первого и второго логических элементов И через резисторы соединены с интегрируюшмм конденсатором, который через второй разделительный конденсатор соединен с дополнительным разделительным конденсатором и вторым резистором сборки, первый, второй и нагрузочный резисторы сборки соединены с выходной шиной, а вторые выходы интегрирующего конденсатора и нагрузочного резистора сборки соединены с общей шиной.

На чертеже представлена схема формирователя сигнала обнаружения переходных искажений.

Формирователь сигнала состоит из задающего генератора 1 прямоугольных симметричных колебаний, делителя 2 частоты, инвертора 3, логическихзлементов 4 и 5 И, резисторов 6 и 7 интегрирующе.й цепи.празделительных конденсаторов 8, 9 и 1О, резисторов 11 и 12 сборки, интегрирующего конденсатора 13 нагрузочного резистора 14 и выходной щины 15. Выход генератора 1 подключен к входам делителя 2 частоты, инвертора

3и одному из входов логического элемента 5 И. Прямой выход делителя 2 частоты подключен к другому входу логического элемента 5 И и через конденсатор 9 и резистор l2 - к нагрузочному резистору 14. Инверсный выход, делителя 2 частоты подключен к,одному из входов логического элемента 4 И и через дополнительный конденсатор 8 и резистор 11 к нагрузочному резистору 14. Другой вход логического элемента

4И подключен к выходу инвертора 3, а его выход через резистор 6, так же как и выход логического элемента S И через резистор 7, подключен к интегрирующему конденсатору 13 и через конденсатор 10 и резистор 11 к нагрузочному резистору 14., Выходная шина 15i подключена к точке соединения р истоpoB,ll, 12 и 14.

Устройство работает следующим образом.

С и 1хода генератора 1 прямоугольное симметричное колебание поступает на

вход делителя 2 частоты и один из входов элемента 5 И. То же колебание, , но шшертированное.поступает на один на вхо дов элемента 4 И. На другие входы,элементов 4 и 5И поступают прямоугольные импульсы с инверсного и прямого выходов делителя 2 частоты, поочередно открывая эти элементы. На выходы элементов 4 и 5 И также поочереднопроходят пакеты импульсов частоты задающего генератора 1. Импульсы на выходе элемента 4 И запаздывают относительно импульсов на выходе элемента 5 И на время, равное полусумме длительностей периодов входного и выходного колебаний делителя частоты. Поскольку коэффициенты деления частоты - целое четное число, то, при таком сдвиге импульсов во времени, на интегрирующем конденсаторе 13 происходит удвоение времени заряда и разряда в моменты времен и, соответствующие переключению выходного триггера делителя частоты. Прямоугольные импульсы с выходов элементов 4 и 5 И поступают на интегрирующий конденсатор через резисторы 6 и 7, а пилообразное напряжение с конденсатора 13 - на нагрузочный резистор 14 через конденсатор 10 и резистор 11. Прямоугольные импульсы с выхода делителя 2 частоты поступают на нагрузочный резистор 14 через конденсатор 9 и резистор 12. Конденсаторы 9 и 10 разделяют цепи по постоянному и переменному току, а резисторы 11 и 12 определяют соотношение амплитуд пилообразного и прямоугольного колебаний в выходном сигнале. За счет удвоения емени заряда и разряда конденсатора 13 в моменты переключения выходного триггера делЪтеля 2 частоты напряжение на конденсаторе 13 имеет выбросы амплитуды. Для устранения. выбросов с инверсного выхода делителя .3 частоты через дополнительный конденсатор 8 на резистор 11 подаются компенсирующие импульсы экспоненциальной формы. Выходно колебание формирователя снимается с клеммы 15.

Положительный эффект формирователя сигнала выражается в повышении стабипь ностк формы его выхооного -колебания и в упрощении обслуживания формирователя. Это достигается за счет жесткой сишфонизации частит колебаний задающего генератора и делителя частоты (при этом исключается опер.адия настроит ки генараторрв на взаимно кратные частоты) и за счет замены синусовдального колебания пилообразным, что повыщает точность оценки и сокращает время обнаружения переходных искажений в связи с одинаковой заметностью отсечки любого участка пилообразного колебания.

Формула изобретения

Формирователь сигнала обнаружения переходных искажений, содержащий генератор хфямоугольных симметричных колебаний и резистивную сборку с разделкгтельными конденсаторами отличающийся тем, что, с пелью повышения стабильности формы колебания и повышения надежности форм1фователя. в него введены делитель частоты и формирователь пилообразных колебаний, состоящий из инвертора, двух логических элементов И и интегрирующей цепи, содержащей два резистора и интегрирукэщий конденсатор, причем выход генератора прямоугольных симметричных колбаний соединен со входом делителя частоты, входом инвертора и первым входом второго логического элемента И, второй вход второго логического элемента И соединен с прямым выходом делителя частоты и через первый разделительный конденсатор - с первым резистором сборки, выход инвертора соединен с первым входом первого логического элемента И, второй вход соединен с инверсным выходом делителя частоты и через дополнительный разделительный ковденсатор - со вторым резистором сборки, выходы первого и второго noniiecKHx элементов И через резисторы соединены с интегрирующим конденсатором, который через второй разделительный конденсатор соединен с дополнительным разделителхлым конденсатром и pestiCTOpCM сборки, первый, втрой и нагрузочный рвзистсры сбррки соедин ны с выходной ШЕНой, а вторые выходь 1Штегрйруюшего юндевсатора и нагрузочного резнстсчэа сборки схюдннены собщей щиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Импульсные.схемы на полупроводниковых тфиборах. Под. ред. Гальперина Ei И., Степаненко И. П. М., Сов. радио, 1970. с. 81.

2. NX/irfetebs worGd, September

1977, p. 445.

D f

10

-сиз

13