Среднеквадратичный детектор Советский патент 1982 года по МПК G01R19/22 

(5) СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫЙ ДЕТЕКТОР

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в приборах для измерения шума и вибрации.

Известен среднеквадратичный детектор, содержащий два логарифмирующих . преобразователя, операционный усилитель, параллельно .которому подключена RC-цепочка и транзистор 1 .

Недостаток данного среднеквадратичного детектора заключается в относительно узком частотном диапазоне измерений.

Известен также среднеквадратичный детектор, содержащий первый логарифматор, ко входу которого подключен выпрямитель, а к выходу - эмиттер транзистора, операционный усилите1ль, ко входу которого подключен коллектор транзистора и первый вывод параллельно соединенной RC-цепочки, . второй логарифматор, вход которого подключен к выходу детектора, а выХОД - к базе антилогарифмирующего транзистора 2.

НедостаткЬм известного среднеквадратичного детектора является относительно узкий диапазон измерений низкочастотных сигналов из-за недостаточной величины времени усред-. нения.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона.

10

Поставленная цель достигается за счет того, что в среднеквадратичнь1Й детектор, содержащий первый логарифматор, к входу которого подключен выпрямитель, а к выходу

15 эмиттер транзистора, операционный усилитель, к входу которого подключен коллектор транзистора и первый вывод параллельно соединенной RC-цепочки, второй логарифматор, вход ко20торого подключен к выходу детектора, а выход - к базе транзистора, введе;ны повторитель.напряжения, дифференциальный усилитель постоянного тока

и два резистора, причем вход повторителя напряжения подключен к другому выводу RC-цепочки и через первый резистор - к выходу операционного усилителя, а выход - к выходу детектора, неинвертирующий вход дифференциального усилителя постоянного тока подключен к выходу операционного усилителя, инвертирующий вход к выходу .детектора, а выход через второй резистор подключен к входу операционного усилителя.

На чертеже представлена схема среднеквадратичного детектора.

Среднеквадратичный детектор содержит выпрямитель 1, первый логарифма тор 2, выход которого подключен к эмиттеру антилогарифмирующего транзистора 3. Коллектор 3 транзистора подключён к входу операционного усилителя 4. В цепь обратной связи операционного усилителя k включены параллельно резистор 5 и конденсатор 6, последовательно с которыми включен первый резистор 7« К второму выводу первого резистора 7 подключен вход повторителя 8 напряжения, а выход его подключен к выходу детектора. К выходу операционного усилителя k неинвертирующим входом ,, а к выходу детектора инвертирующим входом подключен дифференциальный усилитель 9 постоянного тока,выход которого через второй резистор 10 подключен к коллектору антилогарифмирующего транзистора. К выходу детектора подключен вход второго лОгарифматора 11,3 выход его подключен к базе антилогарифмирующего транзистора.

Среднеквадратичный детектор работает следующим образом.

На выходе выпрямителя 1 вырабатывается ток, пропорциональный абсолютному знамению входного напряжения. Первый логарифматор 2 формирует напряжение, равное удвоенному логарифму тока на выходе выпрямителя. Ток коллектора транзистора 3 экспоненциально зависит от напряжения между базой и эмиттером. Операционный усилитель k, в цепь обратной связи которого включен параллельно резистор 5 с конденсатором 6 и первый резистор 7, совместно с повторителем напряжения 8, дифференциальным усилителем 9 и вторым резистором 10 формирует напряжение, пропорциональное .среднему значению тока коллектора

транзистора 3- Второй логарифматор формирует напряжение, пропорциональное логарифму выходного напряжения, которое подается на базу транзистора 3- Такий образом, через второй логарифматор обеспечивается отрицательная обратная связь пропорционально логарифму выходного напряжения, которая необходима для формирования среднеквадратичного значения неявным вычислением по методу логарифмантилогарифм.

Ток коллектора транзистора протекает по цепи обратной связи операционного .усилителя и второму резистору 10. Мгновенное значение тока в цепи обратной связи операционного усилителя 4 при работе его в линейном режиме определяется выражением

1к-У

-о.с.

где Хо.сГ мгновенное значение тока в

цепи обратной связи, IK - мгновенное значение тока

коллектора транзистора; У - коэффициент деления тока коллектора транзистора, зависящий от сопротивления резисторов 7 и 10 и коэффициента передачи дифференциального усилителя 9 Мгновенное значение тока, протекающего по второму резистору 10, определяется выражением

ig.u. 1(1-Г),

в а

где ig.u. выходной ток дифференциалного усилителя, протекающий через второй резистор 10.

Значение коэффициента деления тка коллектора антилогарифмирующего транзистора 3 определяется выражением

у Rig

K.R, + R,o

где RIO- сопротивление второго резистора 10,

R7 - сопротивление первого резистора 7,

Ч-Т коэффициент передачи дифференциального усилителя. Время усреднения детектора определяется произведением сопротивления резистора 5 на емкость конденсатора 6, а максимальное выходное напряжение детектора произведением