Устройство для широкополосного преобразования переменного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК G01R19/00 

(5) УСТРОЙСТВО для ШИРОКОПОЛОСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к изме)Ытельной технике и может быть испол1дг зовано в широкополоекых изиесжтеллх амплитудных значений высокочастотных сигналов. Известны устройства для широкополосного преобразования переменного напряжения в постоянное. Однр из известных устройств для широкополосного преобразования переменного напряжения в постоянное со держит последовательное соединенные первый детектор, сумматор, модулятор и второй детектор, выход которого соединен со вторым входом сумматора а также генератор фиксированной частоты, выход которого соединен со вто рым входом модулятора. Устройство работает по принципу сравнения выходных напряжений первого и второго детекторов и автомати.ческого регулирования выходного напряжения модулятора до уровня, близкого к уровню входного сигнала 13 . Недостатком устройства является низкая точность лреобразования, обусловленная неидентимностыо детекторов. Кроне того, указанное устройство имеет недостаточную чувствительность и динамический диапазон входных сигналов . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ycTpcriicTBO для широкополосного преобразовам4я ;переменного напряжения в постоянное, содержащее последовательно соединенные коммутатор, детектор, фильтр, усилитель низкой частоты ГНЧ , синхронный детектор, модулятор и аттенюатор, выход которого соединен со вторым сигнальным входом коммутатора, а также источник опорного напряжения, выход которого соединен со вторым входом модулятора, и генератор, два выхода которого раздельно соединены с управляющими входами, коммутатора и синхронного детектора C2J . 39 Недостатком известного устройстза является узкий частотный диапазон из за влияния реактивных проводимостей коммутатора. Наиболее высокочастотны ми являются коммутаторы на р П-дио дах, однако и они не обеспечивают хорошего разрыва цепи на СВЧ из-за влияния емкостей переключающих диодов, Цель изобретения - расширение час тотного диапазона. Указанная цель достигается тем, что в устройство для широкополосного преобразователя переменного напряжения в постоянное, содержащее соединенные последовательно детектор, фильтр, усилитель низкой частоты и синхронный детектор, выход которого подключен к управляющему входу модулятора, выход которого соединен .с входом аттенюатора, источник опорного напряжения и генератор, выходы которого подключены к управляющим входам синхронного детектора и коммутатора, дополнительно введены соединенные последовательно сумматор и управляемый аттенюатор, выход которого соединен с- входом детектора, а управляющий вход - с управляющим вхо дом коммутатора, который включен между выходом источника опорного напряжения и входом модулятора, причем к входам сумматора подключены входная шина и выход аттенюатора, а выход синхронного детектора подключен к вы ходной шине. На чертеже представлена блок-схем устройства для широкополосного преобразования переменного напряжения в постоянное. Устройство содержит коммутатор 1 и соединенные последовательно детектор 2, фильтр 3, усилитель t низкой частоты, синхронный детектор 5. выход которого соединен с выходной шиной и управляющим входом модулятора выход которого соединен с входом атте нюатора 7, источник 8 опорного напряжения, подключенный через коммутатор 1 к входу модулятора 6, генератор 9, выходы которого соединены с управляющими входами синхронного детектора 5 и коммутатора 1, и соединенные последовательно сумматор 10 и аттенюатор 11, выход которого соединен с вх дом детектора 2, а управляющий вход с управляющим входом коммутатора 1, причем к входам сумматора подключены входная шина и выход аттенюатора , Устройство работает следующим образом. Генератор 9 вырабатывает периодическое напряжение(например, формы ме андр) управляющее синхронным детектором 5, коммутатором 1 и аттенюатором 11. Выходное напряжение фиксированной частоты источника опорного напряжения 8 периодически прерывают коммутатором 1 и полученные радиоимпульсы через модулятор 6, регулй-. ющий их амплитуду, и аттенюатор 7 подают на один из входов сумматора 10, на второй вход которого подают исследуемый сигнал. В момент действия радиоимпульса его мощность складывается с помощью исследуемого сигнала, причем огибающую суммарного сигнала определяют по формуле |-2|-7-g-2e(t)goT/1 1 OOS (u;,-u;Jt-.( , (1 где EO , E и ujp , Lx) - соответст- венно амплитуды и частоты суммируемых сигналов. Очевидно, что при равных амплитудах , (2) амплитуда огибающей суммарного сигнала будет MdKt - 2Ео - 2Е, т.е. при действии радиоимпульса с амплитудой, равной амплитуде исследуемого сигнала, амплитуда выходного сумматора 10 удваивается. Одновременно с подачей радиоимпул.ьса ослабление аттенюатора 11 увеличивают скачком на 6 дБ, т.е. в 2 раза по напряжению, в результате чего амплитуда выходного сигнала аттенюатора 11 не изменяется при равенстве амплитуд исследуемого сигнала и радиоимпульса. В случае, когда последние не равны, амплитуда выходного сигнала аттенюатора 11 увеличивается при большей амплитуде радиоимпульса и уменьшается при меньшей амплитуде радиоимпульса, чем амплитуда исследуемого сигнала. В момент окончания радиоимпульса ослабление аттенюатбра 11 уменьшают скачком на 6 дБ до первоначального значения (близкого к нулевому), передавая на детектор 2 исследуемый сигнал. Переключение аттенюатора 11 осуществляют от генератора 9 синхронно с переключением коммутатора 1. Изменение 5 амплитуды с частотой коммутации дете тируют детектором 2. Переменную составляющую напряжения через фильтр 3 и усилитель 4 низкой частоты подают синхронный детектор 3. Выходное пост янное напряжение последнего, пропорциональное амплитуде его входного на пряжения, регулирует амплитуду радио импульсов на выходе модулятора 6 таким образом, что амплитуда радиоимпульсов на входе сумматора 10 поддер живается благодаря действию отрицательной обратной связи практически равной амплитуде исследуемого сигнал .на другом входе сумматора 10. Выходноенапряжение синхронного детектора 5 связано с амплитудой радиоимпульсов на выходе модулятора 6 и тем самым с амплитудой исследуемого сигнала лога рифмической зависимостью при экспоненциальной регулировочной характеристике модулятора 6 в широком динами ческом диапазоне. Широкополосный сумматор 10 является пассивным элементом обратным делителю мощности. Он может выполнен на резисторах. Переключаемый аттенюатор 11 может быть выпол нен на p-i-п-диодах и имеет два значения ослабления, отличающиеся точно на 6 дБ. При этом начальное ослабление аттенюатора 11 может ртличаться от нулевого, это не имеет существенного значения. Положительный эффект достигается за счет того, что входной высокочастотный сигнал устройства подается только на сумматор мощности,.переключаемый аттенюатор и входной детектор, которые практически можно выполнить достаточно широкоплосными, до частот порядка гигагерц. При этом исключается необходимость хорошего разрыва цепи сигнала, так как последний не 386 прерывается. Сохраняется высокая точность устройства бпагоддря симметрии входов сумматора и точности ослабления переключаемого аттенюатора. Формула изобретения Устройство для широкополосного преобразования переменного напряжения в постоянное, содержащее соединенные последовательно детектор, фильтр, усилитель низкой частоты и синхронный детектор, выход которого подключен.к управляющему входу модулятора, выход которого соединен с входом аттенюатора, источник опорного напряжения и генератор, выходы которого подключены к управляющим входам синхронного детектора и коммутатора, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него дополнительно введены соединенные последовательно сумматор и управляемый аттенюатор, выход которого соединен с входом детектора, а управляющий вход - с управляющим входом коммутатора, который включен между выходом источника опорного напряжения и входом модулятора, причем к входам сумматора подключены входная шина и ыход аттенюатора, а выход синхронного детектора подключен к выходной шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе К Авторское свидетельство СССР , кл. Н 03 D 1/06, 24.06.77. 2. Волгин Л.И. Измерительные пребразователи переменного напряжения постоянное. М., Сов. радио, 1977, .197, рис.i,32 (прототип).