(54) ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР
1
Изобретение отнсмжтся к контрольно-иэ ерительной технике и плэжет быть использовано в автоматических системах контроля (АСК) оборудования для прещоионного преобразования амплитуды сигналов в постоянное напряжение.
Известно устройство детектирования, которое содержит последовательно соединенные и охваченные отрицательной обратной связью элемент сравнения, усилитель ошибки, a QIЛИтудный детектор, а также разрядное устройство, включенное параллельно конденсатору амплитудного детектора (1).
Недостатком устройства является критичность к точности настройки (нап1жмер, коэффициента усиления усилителя) элементст, что является причиной ухудшения точности детектирования.
Известно также устройство детектирования, которое содержит последовательно соединенные и охваченные .100% обратной связью усилитеЬь сравнения, первый усилитель ошибки на транзисторе, накопитель, второй усилитель ошибки, амплитудный детектор и буферный
усилитель, а между входом второго усилителя ошибки и входом буферного усилителя включены компаратор и ключ 2.
Недостатком устройства является увеличение погрешности детектирования, обусловленное тем, что сигнал управления амплитудным детектором представляет собой постоянное напряжение болмиого уровня (иа выходе второго усяиштеля ошибки), непрерывно действующее в npottecce детектарования. Если в
10 качестве буферного усилителя использсюаи идеальный быстродействующий усилитель, то его выходшое напряжение может без запаздывания отслеживать нарастание напряжения на емкости амплитудного детектора, и в момент,
ts когда оно достигнет амплитуды входных импульсов, рост напряжения должен прекратиться. Однако действие сигнала управления продолжается, что приводит к перезаряду емкости, а значит и выходного напряжения буфер20ного усилителя. Таким образом, величина перезаряда составляет ошибку детектирования.
Реальный буферный усилитель с конечным быстродействием обуславливает еще больший
перезаряд емкости и увеличение ошибки, достигающей 0% для сигналов величиной, меньше 1В, Для уменьшения ошибки можно принять специальные меры, например ввести коррекш1ю. Элементы коррекции подбираются опытными по переходной характеристике схемы, т.е. схема требует индивидуальной подгонки и становится несерийнопригодной.
Цель изобретения - уменьшение погрешности детектирования.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее усилитель сравнения и последовательно соедине шые амплитудный детектор и буферный усилитель, выход которого соединен с первым входом усилителя сравнения, и ключ, выход которого соединен с выходом амплитудного, детектора, введены последовательно соединенные время-импульсное устройство и расширитель, включенные между выхссдом усилителя сравнения и управляющим входом ключа, а вход амплитудного детектора подключён к выходу времяимпульсного устройства.
На чертеже представлена структ)фная элекрическая схема пикового детектора.
В состав устройства входят последовательно соединенные и охваченные 100% отрицателной обратной связью усилитель 1 сравнения, время-импульсное устройство 2, амплитудный Детектор 3 и буферный усилитель 4, а также расширитель 3 и ключ 6, включенные между выходом время-импульсного устройства 2 и выходом амплитудного детектора 3.
Время-импульсное устройство 2 реализует ФУНКШ1Ю т КДи, где Т| - длительность кванта; Ди (Uo - Ш змшштуда разности входных контролируемых импульссж и выходного напряжения буферного усилителя 4; К - коэффициент передачи, и может быть вьшолнено по любой известной схеме, например, в виде последовательно соединенных накопительного конденсатора, стабилизатора ток дискриминатора интервала, статического триггера. Особенностью схемы является то, что время накопления информации об амплитуде импульсов на выходе усилителя 1 сраанеш1я и время хранения этой информации меньше длительности контролируемых имщльсов.
Расширитель 5 может быть вьшолнен по любой схеме, например, в виде ждущего мультивибратора.
Работа устройства в целом состоит из двух режимов: выход на режим сравнения и режим динамического равновесия.
До подачи иа вход устройства сигналов на .его выходе поддерживается напряжение, близкое к нулю, поэтому при выходе на режим сравнения первый импульс на выходе усилителя 1 сравнения имеет максимальную
амплитуду, соответственно, на выходе времяимпульсного устройства 2 сформирован квант т максимальной длительности, под действием которого сигнал расширителя 5 размыкает ключ 6, а буферный усилитель 4 начинает отслеживать напряжение заряда емкости амплиттудного детектора 3. По мере увеличения выходного напряжения ,|y буферного усилителя 4, амплитуда импульса на выходе усилн, теля 1 сравнения уменьшается, соответственно сокращается длительность кванта, а в момент (схема переходит в режим динамического равновесия. После этого емкость амплитудного детектора 3 начинает медпенный разряд, причем постоянная времени разряда обычно значительно больше паузы между импульсами. В момент (J,y, Ug на выходе усилителя 1 сравнения появляется импульс минимальной амплитуды, время-импульсное устройство 2 формирует квант минимальной длительности, достаточный для подзаряда емкости амплитудного детектора 3 до напряжения 1),, U и в дальнейшем процесс подзаряда Повторяется аналогично описанному. Очевидно, что для устойчивости режима дииамического равновесия, коэффициент расширения квантов, осуществляемый расширителем 5, должен быть выбран таким, чтобы в процессе детектирования ключ 6 оставался разомкнутым.
После отключения входного сигнала поступление квантов на расши|жтель 5 прекратится и через время, немногим более паузы, между контрольными импульсами сигнал расширителя 5 исчезнет, ключ 6 замкнется и разрядит емкость амплитудного детектора 3. Схема готова к следующему циклу детектирования.
Из работы предлагаемого устройства следует, что длительность кванта напряжения, управляющего работой амплитудного детектора 4, уменьшается в процессе выхода схемы на режим сравнения, а в последующем его величина сохраняется постоянной, что обеспечивает минимальную ошибку детектирования в рабочем диапазоне амплитуд детектируемых импульсов.
Формула изобретения
Пиковый детектор, содержащий усилитель сравнения и последовательно соединенные амплитудный детектор и буферный усилитель, выход которого соединен с первым входом усилителя сравнения, и ключ, выход которого соединен с выходом амплитудного детектора, отличаюшийся тем, что, с целью уменьшения погрешности детектиро5. 9 вания, в него введены последовательно соединенные время-нмпульсное устройс о и расширитель, включенные между выходом усилнтеля сравнения н управляющим входом ключа, а выход aI mлитyднoгo детектора подключен к выходу время-импульсного устройства. 0 Источники ннформацин, принятые во В1п манне прн экспертизе 1.Маграчев 3. В. Аналоговые измеритель ные преобразователи одиночных сигналов. М., Энергия, 1974, с. 88, рис. 3-16. 2.Патент Англии N 1281984, кл. Н 3 Т, 1973 (прототип).
