Временной дискриминатор Советский патент 1981 года по МПК H03K5/153 H03K5/24 

(54) ВРЕМЕННОЙ ДИСКРИМИНАТОР

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах, в частности в локационных приемниках оптического и радиодиапазонов.

Известны временные дискриминаторы, позволяющие осуществлять точную временную привязку к входному импульсу в условиях больщого изменения его амплитуды путем дифференцирования входного сигнала с привязкой к верщине импульса, и метод следующего порога, позволяющий осуществить привязку к фронту входного импульса 1.

Недостатком такого дискриминатора является низкая степень подавления синфазных помех.

Известен также временной дискриминатор, содержащий источник входных сигналов, масщтабирующий и вычитающий элементы 2.

Недостатками данного дискриминатора являются небольной динамический диапазон и низкая помехоустойчивость.

Цель изобретения - расщирение динамического диапазона и повыщение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что во временной дискриминатор, содержащий источник входных сигналов, масщтабирующий и вычитающий элементы, введен дифференцирующий элемент, выполненный в виде первого дифференциального каскада на двух транзисторах, базы которых соединены с источником входных сигналов, эмиттеры через резисторы соединены с клеммой источника питания и с базами транзисторов вычитающего элемента, выполненного в виде второго дифференциального каскада на двух транзисторах, эмиттеры которого через масщтабирующий элемент и резистор соединены с клеммой источника питания а коллекторы соединены перекрестно с коллекторами транзисторов первого дифференциального каскада и выходными клеммами.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема временного дискриминатора; на фиг. 2 - временная диаграмма токового сигнала в коллекторных цепях одного из выходов схемы; на фиг. 3 - функциональная схема временного дискриминатора.

Принципиальная схема временного дискриминатора содержит первый дифференциальный усилительный каскад на транзисторах и 2, транзисторы 3 и 4, входящие в состав второго дифференциального каскада. Между эмиттерами транзисторов 1 и 2 включается конденсатор 5, а между эмиттерами транзисторов 3 и 4 - масштабирующие резисторы 6 и 7. Коллекторные выводы транзисторов 1 и 4 объединены и образуют токовый выход 8 схемы, а объединенные коллекторные выводы транзисторов 2 и 3 - токовый выход 9. Входы схемы имеют привязку к «земле через резисторы 10 и 11, между ними включается токовый источник 12 сигнала. Резисторы 13, 14 и 15 предназначены для обеспечения режима транзисторов по постоянному току.

Входной импульсный сигнал, образуя разность напряжений между базовыми выводами транзисторов 1 и 2, передается в его эмиттерные цепи, что приводит к появлению емкостного тока через конденсатор 5, в результате чего в коллекторной цепи выщеуказанных транзисторов возникает токовый сигнал, являющийся производной от входного сигнала. Наличие входного сигнала между базовыми выводами транзисторов 3 и 4 обеспечивает их коллекторный ток, повторяющий по форме входной сигнал. Результирующий сигнал на выходах 8 и 9 является разностью коллекторных токов обоих дифференциальных сигналов.

Рассмотрим временную диаграмму токового сигнала (фиг. 3) в коллекторных цепях одного из выходов схемы.

Кривая 16 соответствует току коллектора транзистора 1 и в режиме малого сигнала повторяет по форме входной сигнал. Кривая 17 соответствует току коллектора транзистора 4 и условно показана в противоположной фазе. Результирующий сигнал - кривая 18 является суммой коллекторных токов транзисторов 1 и 4. Аналогичный по форме, но в противоположной фазе токовый сигнал имеет место на выходе 9. Характерная точка 19, соответствующая пересечению нулевого уровня, в щироком диапазоне амплитуд входного сигнала не меняет своего положения. Изменяя величину емкости конденсатора 5 или сопротивлений резисторов 6 и 7, можно менять положение характерной точки, что отражено кривыми 20 - продифференцированный токовый импульс, и 21 - - результирующий импульс. Смещение характерной точки вправо соответствует увеличению постоянной времени ч C5(R6 -f + R7). Конкретное положение характерной точки определяется формой переднего фронта и величиной Tqi.Приближенное значение масштабного коэффициента может быть записано М , где Тф- постоянная времени фронта импульса. Значительное увеличение М может привести к ухудшению щумовых характеристик. Динамический диапазон схемы достаточно велик, так как работа транзисторов 3 и 4 с отсечкой не означает ухудшение точностных характеристик, что не влияет на положение характерной точки.

Схема временного дискриминатора (фиг. 3) содержит вычитающий элемент 22,

дифференцирующий элемент 23 и масштабирующий элемент 24. Результирующий импульс на выходе элемента 22 получается путем вычитания из основного импульса, прощедщего масштабирующий элемент, продифференцированного импульса с выхода элемента 22.

Реализация дискриминатора полностью в интегральном исполнении по схе.ме, представленной на фиг. I, не представляет трудности и в то же время дает возможность

создать надежные и эффективные с.чемы высокочувствительных приемных устройЛВ, работающих в условиях б.ольших помех в широком динамическом диапазоне.

Формула изобретения

Временной дискриминатор, содержащий источник входных сигналов, масштабирующий и вычитающий элементы, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения помехоустойчивости, в него введен дифференцирующий элемент, выполненный в виде первого дифференциального каскада на двух транзисторах, базы которых соединены с источником

5 входных сигналов, эмиттеры через .резисторы соединены с клеммой источника питания и с базами транзисторов вычитающего элемента, выполненного в виде второго дифференциального каскада на двух транзисторах, эмиттеры которого через масщтабирующий элемент и резистор соединены с клеммой источника питания, а коллекторы соединены перекрестно с коллекторами транзисторов первого дифференциального каскада и вы.ходными клеммами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мелешко Е. А. Интегральные схемы в наносекундной ядерной электронике. Атомиздат, Г977, с. 79.

- пи

т

t

вход

ВшхаЗ