Стробирующее устройство Советский патент 1983 года по МПК G11C27/02 H03K17/00 

(5) СТРОБИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение предназначено для стробирования и фильтрации электрических сигналов, в геофизической аппаратуре и может быть использовано в дефектоскопии и экспериментальной физике.

Известно стробирующее устройство с дифференциальным фильтром на RC-цепях Cl .

Основным недостатком его являет- Q ся низкая точность передачи амплитуды хронированного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является фильтр на основе звена второго порядка, согласованный J5 с сигналом в виде отрезка синусоиды, содержащий два интегратора, инвертор, резистор обратной связи, три аналоговых ключа и четыре зажима. На три заУкима подаются сигналы уп- 20 равления ключами, а четвертый является входным -J.

При обраСотке подобным фильтром сигналов необходимо, чтобы фаза свободных колебаний фильтра сохранялась, заданной величины относительно фазы : сигнала, для чего необходимо точное равенство частот фильтра и сигнала, что недостижимо так как отсутствует взаимная синхронизация.сигнала и фазы свободных колебаний фильтра. Несоблюдение заданной фазы колебаний фильтра приводит к сниЛению точности интегрирования сигнала.

Хранение сигнала после окончания стробирования осуществляется на переменном токе путем продолжения- свободных колебаний в фильтре. При этом неизбежны потери за счет перезаряда ,конденсаторов интеграторов фильтра, что сокращает время хранения сигнала.

Цель изобретения - повышение точности передачи сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в стробирующее устройство, состоящее из последовательно включенных первого интегратора, состоящего из резистора, конденсатора и опера3

ционного усилителя, первый вывод резистора соединен с первым выводом первого ключа, второй вывод .резистора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а конденсатор подключен между инвертирующим входом операционного усилителя и выходом, который соединен с входом инвертора., второго интег-ратора и резистора обратной связи, первый вывод которого соединен с инвертирующи входом операционного усилителя первого интегратора, а второй - с выходом второго интегратора, второйвывод первого ключа подключен к выходу первого интегратора, введены второй и третий аналоговые ключи, причем ; второй .слюч .включен параллельно конденсатору первого интегратора, а третий ключ включен между выходом инвертора и входом второго интеграто ра.. . л ,

Информация хранится на втором интеграторе, а так как колебания в фильтре во-время хранения отсутствуют, то и отсутствует составляющая потерь, обусловленная перезарядом конденсаторов в обоих интеграторах.. Точность интегрирования повышается тем, что фаза колебаний в фильтре задается временем хронирования, а не

собственным резонансом.

(.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стробируадего устройства в составе аппаратуры по методу переходных процессов; на фиг.. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Стробирующее устройство содержит. первый интегратор 1, инвертор 2, первый ключ 3, второй интегратор t, резистор 5 обратной связи, второй и третий ключи 6.и 7, формирователь 8 сигналов управления, генератор 9 тока, излучатель 10 поля, датчик 11 поля, аналого-цифровой преобразователь 12, блок 13 цифровой обработки информации, терминал 14.

На-фиг. 2 приняты следующие обозначения: 1 - ток, проходящий в излучатель 10 поля и создаваемый генератором 9 тока;.Е - напряжение сигилла на выходе датчика 11 поля; - сигнал хронирования; Ej сигнал на выходе первого интегратора Ej - сигнал на выходе второго интегратора.

134

Устройство работает следующим образом.

Генератор 9 тока формирует в излучателе 10 поля импульсы тока (фиг.2а и запускает формирователь 8 сигналов управления (фиг. Z6). Под воздействием импульсного поля в объекте поиска возникает переходной процесс, который наводит в датчике 11 разнополярный спадающий сигнал .(фиг, 2(j) . Данный сигнал поступает на вход стробирующего устройства. Формирователь 8 .выдает задержанные относительно им.пульсов тока генератора 9 на заданную -величину времени хронирующие (стробирующие) импульсы, которые управляют работой ключей 3 и 6.

Частота настройки активного фильтра- стробирующего устройства адана и равна fj, 1/2Тхром где tr po Aдлительность хронирующего импульса.

С момента подачи первого хронирующего импульса- tp доtp- -trj P /2 ключ 6 размыкается, а ключ 3 замьжа-ется, при этом оба .интегратора заряжаются сигналом Ец датчика 11. Во вторую половину длительности хронирующего .импульса интегратор 1 разряжается за счет ..противофазного действия сигнала,обратной связи с интегратора 4 через резистор 5 (фиг. 2t), В момент t tp-f-Tj ppfv, интегратор 1 разряжается до О, а интегратор 3 зарях а.ется до максимального значения (фиг. 26), ключ 6 замыкается и фиксирует интегратор 1 в Нулевом положении, ключ 3 размыкается и переводит интегратор 4 в режим хранения. Во время действия последующих импульсов хронирования фаза входного сигнала совпадает с фазой свободных колебаний .стробирующего устройства, вызванных предыдущими воздействиями сигнала с датчика 11, и происходит наг. копление сигнала. После накопления заданного числа выборок сигнала устройство переключается в режим хранения на время, необходимое для преобразования сигнала с выхода второго интегратора в код с помощью аналогоцифрового преобразователя 12,

С выхода аналого-цифрового преобразователя 12 сигнал в коде поступает на блок 13 цифровой обработки и далее выводится на терминал 1. После окончания работы аналого-цифрового преобразователя формирователь 8 выдает сигнал стирания на ключ 7. Ключ 5 7 замыкается, разряжает интегратор и подготавливает устройство к следующему циклу накопления. Стробирующее устройство позволяе осуществлять стробирование и накопление сигнала с высокой точностью, стробироваты сигналы с переменной скважностью, а также производить съем информации как на постоянном токе, например с выхода второго интегратора, так и на переменном токе с выходов инвертора или первого интегратора, и позволяет увеличить пр дельное время хранения сигнала. Эко номический эффект обусловливается увеличением чувствительности приемной аппаратуры./ Формула изобретения Стробирующее устройство, состоящее из последовательно включенных первого интегратора, состоящего из резистора, конденсатора и операцион ного усилителя, первый вывод рёзис. тора соединен с первым выводом первого ключа, второй вывод резистора соединен с инвертирующим входом опе - - - ..-.. 36 рационного усилителя, а конденсатор подключен между инвертирующим входом операционного усилителя и выходом, который соединен с входом инвертора, второго интегратора и резистора обратной связи, первый вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя первого интегратора, а второй - с выходом второго интегратора, второй вывод первого ключа подключен к выходу первого интегратора, отличающе гся тем, что, с целью повышения точности передачи сигнала, введены второй и третий аналоговые ключи,причем второй ключ включен параллельно конденсатору первого интегратора, а третий ключ включен между выходом инвертора и входом второго интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кондратенко А.Ф., Шайдуров Г.Я. Комплексный электроразведочный прибор КЭП-М. - Геофизическая аппаратура, вып. 37. Л., Недра,-1968, с. . .2. Кустов О.В., Лундин В. 3. ОпераЦионные усилители в линейных цепях. М., Связь, 1978, с. Uk (прототип).

О