Пиковый детектор Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 H03K5/24 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, может быть использовано для детектирования и параметрического усиления сигналов,. Известен пиковый детектор, содерж щий операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с клеммами источника входного напряжения через резистор, а неинвертирующий вход через резистор - с Землей Причем в цепь отрицательной ооратной связи операционного усилителя включе на параллельная цепь, состоящая из диода, шунтированного последовательно соединенными диодом и резистором при зтом даюды включены в противофазе 1 Т. Недостатком этого устройства является невысокая точность, чувствительность, а также ограничение быстродействия и динамический диапазон так как для усиления используется один операционньй усилитель, а формирование выходного напряжения осуществляется от сигнала, не превосходящего уровень входного. Помимо этого, коэффициент передачи устройства не может быть выше ещттца. Из известных наиболее близким по, технической сущности является пиковый детектор, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения (операционньп усилитель) , каскад управления, электронный коммутатор и RC-фильтр 2. В этом устройстве выходной сигнал RC-фильтра формируется из входного сигнала, что ограничивает быстродействие, точность, частотный и динамический диапазоны. Точность также ограничивается ввиду того, что из-за неполного запирания электронного коммутатора входное переменное напряжение смещает уровень выходного. Помимо этого, данное устройство не универсально, и-его коэффициент передачи всегда 1. Наиболее существенными недостатками известного устройства являются огр. ,ничейные коэффициенты передачи и функциональные возможности, а также невысокие точность, быстродействие, частотный и динамический диапазоны. Целью настоящего изобретения является повышение точности, быстродействия и увеличение динамического диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в известный пиковый детектор, содержащий последовательно соединенные элемент сравнения, каскад управления, электронный коммутатор и RC-фильтр, введены источник опорно го напряжения, второй электронный коммутатор и делитель напряжения,. причем, второй вход первого электрон ного коммутатора соединен с выходом источника опорного напряжения и входом второго электронного коммутатора выход которого соединен с общей шиной, а другой вход - с первым входом первого электронного коммутатора и в ходом каскада управления, один из входов элемента сравнения через делитель напряжения соединен с RC-филь ром. На чертеже представлена структурная схема пикового детектора. Устройство содержит элемент сравнения (операционный усилитель) 1, один из входов которого соединен со входом устройства, а выход через кас кад управления 2 соединен со вторыми входами электронных коммутаторов 3, с противоположными каналами проводимости, первые входы которых связаны с выходом источника опорнигх напря жений 5. Выход второго электронного коммутатора 4 соединен с землей, а выход первого электронного коммутатора 3 связан со входом RC-фильтра 6, выход которого через делитель напряжения 7 подключен ко второму вх ду элемента сравнения. Устройство работает следую1цим образом. Измеряемое напряжение Uj поступае на один из входов элемента сравнения }, на втором входе которого напряжение отсутствует. Напряжение, усиленн элементом сравнения 1 и каскадом управления 2, в качестве которого може быть использован-операционный усилите с. разорванной отрицательной обратной связью, поступает на вторые входы 1 , 4 электронных коммутаторов 3 и 4. Так как каскады коммутаторов 3 и 4 в простейшем случае представляют собой, например, электронные ключи, выполненные на полевых транзисторах с противоположными каналами, то при коэффициенте передачи делителя напряжения 7 К-1 в один из полупериодов напряжения 0 коммутатор 4 будет Закрыт, и на входе коммутатора 3 появится напряжение DO источника опорного напряжения 5, которое через открытый коммутатор 3 быстро зарядит емкость С RC-фильтра 6 до пикового значения входного напряжения U. Поскольку выходное напряжение RC-фильтра 6 через делитель напряжения 7 поступает на второй вход элемента сравнения 1, то при равенстве входного напряжения RC-фильтра амплитудному значению входного напряжения и электронный коммутатор 4 открывается, а коммутатор 3 закрывается. ЕМКОСТЬ RC-фильтра 6 медленно разряжается. В следующий полупериод входного напряжения 1) jy процесс повторяС снова подзаряжается, и емкость ется до пикового значения. При коэффициенте передачи делителя напряжения 7 К процесс заряда емкости С RC-фильтра прекратится только при напряжении на выходе RC-фильтра Уф, при котором выходное напряжение делителя напряжения 7 иф/N и. С;ледовательно, , В отсутствии Uy на выходе RC-фильтра напряжение отсутствует, так как вход коммутатора 3 замкнут на емлю коммутатором 4. Это исключает дрейф нуля. Точность измерения также повышается за счет исключения влияния флуктуации фазовых соотношений между моментом открывания коммутатора 3. Это также приводит к расширению частотного диапазона. I Быстродействие устройства повышается за счет того, что для установления на выходе RC-фильтра напряжения и при зарядке емкости С через сопротивление коммутатора R при входного сигнала U. () требуется время t., г от уровня UvnKo потребуется время t2.