Пиковый детектор Советский патент 1981 года по МПК H03K9/02 

(54) ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и измерительной технике. Известны пиковые детекторы, содержащие первый и второй операционные усилители, инвертирующие входы которых соедииены и подключены к выходу второго операционного усилителя, транзистор, коллектор, которого соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя и черех запоминающий конденсатор подключен к общей шине, резистор и два диода, один из которых включен между выходом первого операционного усилителя и базой транзистора 1. Недостаток таких пиковых детекторов - относительно больщое количество элементов и низкая надежность работы. Объясняется это тем, что для сброса информации об амплитуде предыдущего импульса требуется ввод ст1ециального импульса сброса. Кроме того, наличие сопротивления шунтирующего ключа, находящегося в замкнутом соетоянии, приводит к появлению на нем напряжения при переключении первого операционного усилителя, которое происходит после прохождения входным сигналом своего максимума, и, следовательно, вызывает ложные срабатывания разрядного транзистора, т. е. потерю информации. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности детектора. Для достижения поставленной цели эмиттер транзистора пикового детектора, содержащего первый и второй операционные усилители, инвертирующие входы которых соединены и подключены к выходу второго операционного усилителя, транзистор, коллектор которого соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя и через запоминающий конденсатор подключен к общей шине, резистор и два диода, один из которых включен между выходом первого операционного усилителя и базой транзистора, эмиттер транзистора через резистор подключен к общей шине, а база транзистора через второй диод соединена с неинвертирующим входом первого опера: ционного усилителя. На чертеже приведена функциональная схема предложенного пикового детектора.

Пиковый детектор содержит первый операционный усилитель 1, второй операционный усилитель 2, транзистор 3, запоминающий конденсатор 4, диод 5, диод 6 и резистор 7.

Устройство работает следующим образом Пусть в исходном состоянии запоминающий конденсатор 4 был разряжен. Входной импульс через усилитель 1, диод б и транзистор 3 проходит на запоминающий конденсатор 4 и заряжает его. Так как коэффициент передачи напряжения операционным усилителем 2, который охвачен ЮО /о-ной отрицательной обратной связью, равен единице, то уровень напряжения на конденсаторе 4 повторяется на выходе усилителя 2 и подводится к инвертирующему входу усилителя 1. В результате выходное напряжение усилителя 1 автоматически изменяется так, чтобы уровень напряжения подводимого по цепи обратной связи к инвертирующему входу усилителя, стал равным амплитуде входного импульса. Следовательно, выходное напряжение детектора устанавливается равным амплитудному значению входного импульса.

Когда на пиковый детектор воздействует задний фронт входного импульса, транзистор 3 переходит в режим отсечки, т. е. закрывается. Это объясняется тем, что напряжение на конденсаторе 4 и на диффузионной емкости эмиттерного перехода транзистора 3 становится больщим по абсолютной величине, чем напряжение на базе транзистора 3. А так как полярность этих напряжений является запирающей для переходов база-коллектор и база-эмиттер, то транзистор 3 оказывается закрытым.

После окончания воздействия входного импульса диффузионная емкость эмиттерного перехода разряжается через сопротивление эмиттера, а транзистор 3 и далее остается закрытым за счет смещения, создаваемого выходным напряжением операционного усилителя 1.

Если амплитуда следующего входного импульса больще уровня напряжения на запоминающем конденсаторе 4, устройство работает аналогично выщеописанному, и конденсатор 4 запоминает новое значение амплитуды.

Если же амплитуда следующего входного импульса меньще уровня напряжения на запоминающем конденсаторе 4, входной импульс проходит через диод 5 и открывает транзистор 3. Конденсатор 4 быстро разряжается через открытый транзистор 3. Установление уровня напряжения на конденсаторе 4 в этом случае происходит в два эта-, па: на первом этапе напряжение на конденсаторе 4 устанавливается несколько меньщим входного, так как коэффициент передачи напряжения через диод 5 меньще единицы; однако, как только напряжение Uc lTaba стало мёньщим UBX , т. е. напряжение на инвертирующем входе меньще напряжения на неинвертирующем входе усилителя 1, входной сигнал начинает проходить через

усилитель, выходное напряжение которого опять автоматически устанавливается таким, чтобы выполнялось равенство UbburUwТаким образом, на конденсаторе 4 и на выходе пикового детектора воспроизводится новое значение амплитуды входного импульса.

Следовательно, предложенный пиковый детектор автоматически следит как за увеличением, так и за уменьщением амплитуды входных сигналов, запоминая при этом информацию об амплитуде.

Применение одного транзистора для заряда и разряда запоминающего конденсатора привело к уменьщению количества элементов схемы детектора и к увеличению времени хранения информации за счет уменьщения неуправляемых токов, разряжающих запоминающий конденсатор. При этом соединение базы транзистора с неинвертирующим входом первого операционного усилителя позволило осуществить в предложенном устройстве автоматическое слежение за изменяющейся амплитудой входных сигналов и исключить щунтирующий ключ, остаточное сопротивление замкнутых контактов которого приводило к ложным срабатываниям транзистора. В результате существенно упростилась схема и повысилась надежность работы пикового детектора.

Формула изобретения

Пиковый детектор, содержащий первый и второй операционные усилители, инвертирующие входы которых соединены и подключены к выходу второго операционного усилителя, транзистор, коллектор которого

0 соединен с неинвертирующим входом второ. го операционного усилителя и через запоминающий конденсатор подключен к общей щине, резистор и два диода, один из которых включен между выходом первого ,0перационного усилителя и базой транзистора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повыщения надежности работы, эмиттер транзистора через резистор подключен к общей щине, а база транзистора через второй диод соединена с неинвертирующим входом

Q первого операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Хайес. Видеодетектор, запоминающий пик сигнала на несколько минут, «Электро5 ника, русский перевод, 1976, № 4, стр. 60- 61 (прототип).