Стробоскопический преобразователь электрических сигналов

 

СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОВРАЗРВА-ЩЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий стробирукиций ключ, сигнальный вход которого соединен с ; шиной входного сигнала, первый управляющий вход через -первый резис: тор Спервыми выводами первого конденратора и седьь4ого резистора, второй управляющий вход через второй резистор т с первыми выводами второго конденсатора и восьмого резистора , а выход - q БХСЗДОМ у пили теля, первым выводом конденсатора ; .Обратной связи и первым: вуводснл накапливёшщего конденса тора, второй , вывод которого подключай к общей шине, третий резисто, йервый вывод которого связан с шиной положительного , напряжения, а второй вывод - с первым выводом четвертого.резистора , второй вывод, которого соединен с первым крайним выводом переменного резистора, ..вторым крайним выводом подключенного к второму выводу пятого резистора, первый вы .вод которого связан, с вторым выводом шестого резистора, первым выводом соединенного с шиной отрицательного напряжения, причем вторые выводы первого и второго конденсаторов подк лючены к первой и второй шинам строб-импульсов, второй вывод конденсатора обратной связи - к шине выходного сигнала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повыi шения точности преобразования при малых значениях или равенстве нулю ; (Л частоты преобразованного сигнала, он снабжен двумя стабилитронами С причем катод первого стабилитрона связан с Первым выводом четвертого. резистора, второй вывод которого соединен с ВТОРЫМ выводом седьмого резистора, анод первого стабилитроЧ на подключен - к шине выходного сигнала , среднему выводу переменногч5 Резистора и катОду второго .стабилитрона , анод которого связан с . первым выводом пятого резистора, Об вторым выводом: соединённого с вторым выводом восьмого резистора, причем . выход усилителя, выполненного операК ) цион.ным неинвертирукзсцим, подключен «ND к шине выходного сигнала.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

CNNVI Þ

РЕСПУБЛИК

3(5g 6 01 R 13 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i (21) 3375508/18-21 .(22) 16.10.81 (4ф) 15.05.83. Бюл. Р 18(72) A.Ñ. Милковский (53} 681.142 ° 9(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (5б} 1. Рябийин Ю.A. Стробоскопическое осциллографиравание. М., Советское радио, 1972, с. 104-107. Ъ

2. Техническое описание измерителя разности фаэ ФК2-12. СССРу1980 .с. 18-117 (прототип) . (.54)(57) ("ТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий стробирующий ключ, сигкальный вход которого соединен с шиной входного сигнала, первый уп. равляниций вход через первый резис.тор — с первыми выводаии первого конденсатора и седьмого резистора, второй управляющий вход через второй резистор †. с первйми выводами второго конденсатора и восьмого ре- зистора, а выход — с входом усили-, теля, первым выводом конденсатора обратной связи и первым выводам накапливающего конденсатора, второй .вывод которого подключен к:общей шйне, третий резистор, первый вывод которого связан с шиной положительного. напряжения, а второй вывод—

„„SU„„ 1018022 А. - с первым выводом четвертого резистора, второй вывод, которого соединен с первым крайним выводом переменного резистора, вторым крайним выводом подключенного к второму выводу пятого резистора, первый вы,вод которого связан с вторым выводом шестого рези тора, первым выводом.соединенного с шиной отрицательного напряжения, причем вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены к первой и второй шинам строб- импульсов, вторс и вывод конденсатора обратной связи — к шине выходного сигнала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью. ïîâûшения точности преобразования при малых значениях или равенстве нулю частоты преобразованного сигнала, он снабжен двумя стабилитронами-, причем катод первого стабилитрона связан с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом седьмого резистора, анод первого стабилитрона.подключен: к шине выходного сигнала, среднему выводу переменного резистора и катоду второго стабилитрона, анод которого связан с первым выводом пятого- резистора, вторым выводом. соединенного с вторым выводом восьмого резистора, причем . выход усилителя, выполненного операционным неинвертирующим, подключен к шине выходного сигнала.

1018Р22

Изобретение относится к электраизмерительной технике и может быть использовано в измерителе временнЫх параметров периодических импульсов и анализаторе фазовых Флуктуаций стабильных сигналов. 5

Известен стробоскопический преобразователь электрических сигналов,. содержащий первый стробирующий ключ на диодах, накапливакщие конденсаторы резистивный делитель напряжения, 10 дифференциальный усилитель,. усили тель импульсов рассогласования на транзисторах, разделительный конденсатор, второй стробирующий ключ на диодах, усилитель интегратора, собранный на лампе и транзисторах, причем вход первого.стробирующега ключа соединен с входом стробоскопичЕс кого преобразователя, а выходы первого стробирующего ключа подключены к точкам соединения резисторов резистивного делителя напряжения, крайние резисторы которого подключены к источникам положительного и отрицательного напряжений, а средйяя точка соединена с первым входом дифференциального усилителя, выход дифференциального усилителя подключен к входу усилителя импульсов рассогласования, выход которого через разделительный конденсатор соединен с входом второго стробирукщего ключа, выход второго стробирующего ключа подключен к входу усилителя, интегратора, выход которого соеди-. нен с вторым входом.дифференциаль- 35 ного услителя 1 .

Однако данное устройство характеризуется сложностью. Кроме того, точность преобразования в нем снижается при снижении до нуля частоты 4О преобразованного сигнала иэ-sanaдения части напряжения преобразованной частоты на разделительных конденсаторах.

Наиболее блиэким к изобретению 4 по технической сущности является стробоскопический преобразователь: .электрических сигналов, содержащи стробирующий ключ, сигнальнЫй вход которого соединен с шиной входного

:сигнала, первый управляющий вход через первый резистор - с первыми выводами первого конденсатора и сед мого резистора, второй управляющий вход через второй резистор — c первыми выводами второго конденсатора и восьмого резистора, а выход — с входом усилителя на транзисторе, первым выводом конденсатора обратной связи и первым выводом накапливающего конденсатора, второй вы- 60 вод которого подключен к общей шИ не, третий резистор, первый вывод которого связан с шиной положительного напряжения, а второй выводс первым выводом четвертого ревиста 65 ра, второй вывод которого соединен первым крийним выводом переменного резистора, вторым крайним выводом подключенного к второму выводу пя-, того резистора, первый вывод которого связан с вторым выводом шестого резистора, первым выводом соединенного с шиной отрицательного напряжения, причем вторые выводы перваго и второго конденсаторов подключены к первой и второй шинам стробимпульсов, второй вывод конденсатора обратной связи - к шине выходного сигнала и входу эмиттерного повторителя 52).

Недостатком этого устройства яв-. ляется низкая точность преобразования при малых значениях или ра-. венстве нулю частоты преобраэованного сигнала, обусловленная тем, что при уменьшении до нуля частоты преобразованного сигнала из-за увеличивающегося при этом падения напряжения преобразованного сигнала на разделительных конденсаторах уменьшается до нуля коэффициент передачи преобразователя, а также уменьшается до нуля значение напряжения преобразованного сигнала, которое в сумме с постоянным эапиракщим напряжением приложено к управляющим входам стробирующего ключа для улучшения линейности преобразователя и его фаэоамплитудной характеристики.

Причем применение в преобразователе транзисторов приводит к дрейфу его выходного напряжения, что также снижает точность преобразования.

11ель изобретения - повышение точности преобразования при малых значениях или равенстве нулю частоты преобразованного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что стробоскопический преобразователь электрических сигналов, содержащий стробирующий ключ, сигнальный вход которого соединен с шиной входного сигнала, первый управляющий вход через первый резистор - с первыми выводами первого конденсатора и седьмого резистора, второй управляющий вход через второй резистор — с первыми выводами второго конденсатора и восймого резистора, а выход — с входом усилителя, первым выводом конденсатора обратной связи и первым выводом накапливающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, третий резистор, первый вывод которого связан с шиной положительного напряжения, а второй вывод — с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с первым крайним выводом переменного резистора, вторым крайним выводом подключенного к второму выводу пятого резистора, первый вывод которого

Ф связан с вторым выводом шестого ре зистора, первым выводом соединенного с шиной отрицательного напряжения, причем вторые выводы первого и второго конденсаторов подключены к первой и второй шинам строб-импульсов, второй вывод конденсатора обратной связи - к шине выходного сигнала, снабжен двумя стабилитронами, причем катод первого стабилитрона связан с первым выводом четвертого резистора,. второй вывод которого соединен с. вторым выводом седьмого резистора, анод первого стабилитрона подключен к шине выходного сигнала, среднему выводу переменного резис-. тора и катоду второго стабилитрона, анод которого связан с первым выводом пятого резистора„ вторым выводом соединенного с вторым выводом восьмого резистора, причем выход усилителя, выполненного операционным неинвертирующим, подключен к шине выходного сигнала.

На чертеже представлена структурная.электрическая схема предлагае- . мого устройства, Устройства."состоит из стробирую-. щего ключа 1, первого резистора 2, первого, конденсатора 3, второго -резистора 4,::l3Tppox. конденсатора 5, неинвертирующего операционного усилителя 6, конденсатора 7. обратной связи, накапливающего конденсатора

8, .третьего и четвертого резисторов 9 и 10, переменного резистора 11 пятого, шестого, седьмого. и восьмого резисторов 12-15, первого и второго стабилитронов. 16 и 17.

Устройство работает следукщим образом.

Равные:по амплитуде,и длительности разнополярные строб-импульсы поступают через конденсаторы 3 и 5 и резисторы 2 и 4 на направляющие входы стробирующего ключа 1 и открывают его. 3а время действия строб-.импульсов мгновенная разность напряжений входного сигнала и сигнала обратной связи прикладывается к накапливающему конденсатору и за-, ряжает его. Так как длительность.

18022 строб-импульсов мала (1 нс), то накапливающий конденсатор 8 успевает зарядиться до некоторой части мгновенной разности напряжений, Лриращение напряжения на накапливающем конденсаторе усиливается усилителем, подается через конденсатор 7 обратной связи на накапливающий конденсатор и доэаряжает его до значения напряжения входного сигнала в

1О момент последнею стробирования.

Напряжение между выходом преобразователя и точками соединения резисторов 9,10.и 12,13 равно напряжению стабилизации стабилитронов 16 и 17

15 независимо от значения выходного напряжения преобразователя. Поэтому изменение выходного напряжения вызывает равное ему изменение напряжения в точках соединения реэисто2р ров 9,10 и 12,13 и,следовательно, на крайних выводах переменного ре3зистора. Напряжение на .крайних выводах переменного резистора ll равно алгебраическОй сумж постоянного- напряжения, значение которого определяется сопротивлениями делителя, состоящего из резисторов 9-13 и выходного напряжения преобразователя, равного значению входного сигнала

В Момент последнего стробирования.

ЗО Напряжение с крайних выводов переменного резистора через резисторы 14 и 15 падается на управляющие входы стробирукщего ключа и запирает. его.

С помощью переменного резистора устанавливают симметрию запирающих . страбирующий ключ напряжений. управляющее йапряжение с выхода устройства передается к управляющим входам стробирующего ключа через

4О цепь| содержащую резисторы и стабилитроны„ работающие в режиме стабилизации, поэтому коэффициент передачи такой цепи сохраняется постоянным при снижении до нуля частоты преобразованного сигнала.

Повыаение точности преобразования обеспечено также применением операционного усилителя, характеризующегося малым дрейфом .выходного напря-. жения.

Составитфлль В, Лившиц

Редактор И. Бандура Техред TiФанта Корректор М. Коста

Заказ 3530/43 ..... ... .Тираж 71 ..... .. . . Подписное

ВНИИПИ РосударстВенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д, 4/5 1

Филиал ППП Патент ., . Ужгород, ул. Проектная, 4