Устройство для выделения модуля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ, содержащее формирователь противофазных сигналов, вход которого является входом устройства,а противофазные выходы через соответствующие ог раничивающие резисторы соединены с шинсЛ нулевого потенциала и подключены к первым выводам соответствующих разделительных диодов, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены источник тока, источник компенсирукацег о напряжения, масштабные резисторы и дифференциальный усилитель , инвертирующий вход которого через первый масштабный резистор соединен с источником компенсирующего нап- . ряжения и через второй масштабный ре , зистор - с выходом дифференциального усилителя, являкяцимся выходом устройства , а неинвертирующий вход подклю (Л чен к вторым вьшодам разделительных с диодов, соединенных ерез источник тока с шиной нулевого потенциала. со 4 О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОцИАлистических

РЕСПУБЛИН

3r5l) 6069 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Й aB TOPCKONII(СИИДВТОЗ ЬСТ Ву

ГОСУДАЕСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3305030/18-24 (22) 24.06.81 (46) 23.05.83. Бюп. № 19 (72) B.. В. Смирнов и P.-И. фрик (53) 681.335{088.8) (56) 2. Спейни В. Схема определения абсолютных величин параметров на одном операционном усилителе.-"Электроника, т. 42, 34 2, 1969.

2. Авторское свицетельство СССР

:№ 681434, кл..G065 7/12, 1978.

3. Волгин Л. И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное, М., "Советское рацио", 1977, с. 29 30 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ, содержащее формирователь противофаэиых .сигналов, вхоц которого

„„SU„„1019460 А

Ъ является входом устройства, а .противофаэные выхоцы через соответствующие ог раничивающие резисторы соецинены с ши-. ной нулевого потенциала и подключены к первым выводам соответствуквцих разделительных циоцов, о т л и ч а ю « щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстроцействия устройства, в него введены источник тока, источник компенсирующего напряжения, масштабные резисторы и цифференаишьный усили« тель, инвертирующий вхоц которого через первый" масштабный резистор соецинен с источником компенсирующего напряжения и через второй масштабный ре, зистор - с выхоцом цифференциального а усилителя, являющимся выходом устрой.е ства, а неинвертирукеций вхоц поцкгпоt чен к вторым выводам разделительных диодов, соединенных через источник. тока с шиной нулевого потенциала.

1019460

35

50

Изобретение относится к рациотехнике и может быть использовано s трактах первичной аналоговой обработки рациолокационной информации, а также рациоиэ-, мерительной, аналоговой вычислительной технике, автоматике, преимущественно, в быстроцействующих преобразователях, детекторах абсолютных значений широкополосных сигналов с большим цинамическим диапазоном.

Известно устройство цля выцеления модуля сигнала, содержащее дифференциальный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, к входам которого через последовательно соединенные резисторы и диоцы подключен источник переменного сигнала 51), Нецостатком цанного устройства является большая величина нижней границы линейности преобразования, которая обусловлена некомпенсированностью нелинейности характеристик диодов, а также низкая величина частотного диапазона, являющаяся слецствием включения нелинейного выпрямительного прибора s цепь отрицательной обратной связи операци онного усилителя (ОУ).

Известно также устройство для выделения моцуля, в котором нижняя граница динамического диапазона снижена за счет начального смещения выпрямитель ных диодов от введенных источников постоянного тока 2 j, Нецостатком данного устройсиьа является наличие начального нелинейного участка амплитудной харестеристики, которое обусловлено прохождением слабых сигналов на оба входа цифференииального

ОУ, низкое быстродействие, обеспечива- емое при приемлемой линейности и точ.ности, которое является слецствием включения последовательно с выпрямительными диодами резисторов большой величины цля линеариэации и выравнивания коэффициентов передачи по обоим вхоцам ОУ, необходимость согласования токов источников тока для симметрированка амплитудной характеристики при разнополярных сигналах, являющаясй 4лецствием асимметрии, вносимой включением источника найряжения компенсации смещения нулевого уровня в цепи одного из выпрямительных диодов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройcd цля выцеления мопуля, соцержащее источник напряжения противофаэных сигналов, выхоцы которого через реэисторы соединены с шиной нулевого потенциапа, а через раэцелительные циоцы поцключены к резистору нагрузки (3 ), 5

Недостатком известного устройства является большая величина начального нелинейного участка, больш ая погрешность преобразования, низкое быстродействие, обусловленное наличием барьерной емкос® ти закрытого р-п перехоца и параэитной емкости, существующих межцу точкой соединения катоцов разцелительных диодов и шиной нулевого потенциала.

11елью изобретения является повышение точности выцеления моцуля и быстроцейcmice устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство:для выделения моцуля, содержащее формирователь противофазных сигналов, вход которого является входом

20 устройстза, а противофазные выхоцы че» реэ соответствующие резисторы соецинены с шиной нулевого потенциала и поцключены к первым вывоцам соответствующих разделительных циоцов, ввецены источник тока, источник компенсирующего напряжения, масштабные резисторы и цмфференциальнйй усилитель, инвертирующий ахоп которого через первый масштабный резистор соецинен с источником компенсирующего напряжения и через второй масштабный резистор - с выхоцом цифференциального усилителя, являющимся выхо- дом устройства, а неинвентирукяций вхоц подключен. к вторым выводам разделительных диоцов, соециненных через источник тока с шиной нулевого потенциала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для выделения модуля, на фиг. 2 - амплитуцная характеристика устройства, на фиг. 3 - один из возмож»ных вариантов выполнения устройства цля выделения моцуля.

Устройство (фиг. 1) содержит формирователь 1 противофазных сигналов, ограничивакицие резисторы 2 и 3, разцелительм ные диоды 4 и Б, источник 6 тока, цифференциальный усилитель 7, первый масштабный резистор 8, источник 9 компенсирующего напряжения, второй масштабный резистор 10.

Вход формирователя 1 противафаэных сигналов явпяется вхоцом устройства, один иэ выходов поцключен к точке соединения, ограничиваквцего резистора 2 и анода раэцелительного циоца 4, а другой выхоц поцключен к точке соецинения or» раничивающего резистора 3 и аноца разцелительного диоца 5, цругие выводы

3 10 19 резисторов 2 и 3 соединены с шиной нулевого потенциала, источник 6 тока поцключен к точке соединения катоцов циоцов 4 и 5 и неинвертирукяцего входа ди ференциального усилителя 7, к инве тирующему входу дифференциального усилителя 7 подключен через масштабный резистор 8 источник 8 компенсирующего напряжения. Масштабный резистор 10 включен между инверткрующим входом 0

; усилителя 7 и его выходом.

Устройство работает следующим ОбраЗоме

При любой полярности сигнала на вхо-де йолярность сигнала на оцном из выхо- О цов источника 1 напряжения противофазных сигналов буцет положительная, соо ветствующий диод будет открыт, а цругой циоц -.закрыт. Весь ток источника 6 тока, величина которого не зависит от уровня 20 входного сигнала, буцет протекать через открытый диод, падение напряжения на нем будет постоянно и изменение напряжения на выходе диодов 4 и 5 буцет повторять вхоцное напряжение. При кусочно-линей- 25 ной аппроксимации ВАХ диодов виц амплитудной характеристики устройства наглядно иллюстрируется графическими построениями (фиг. 2) При подаче на аноцы циоцов 4 и 5 противофазных сигналов ВАХ З0 параллельных ветвей с диодами расхоцятся, занимая последовательно положения

1,1; 2,2; 3,3 и т.ц. при 10 @ I ? ILIA> <„>> LJSylxop- @flU L

Придя Щ О,, положение рабочей точ- 5 ки (точка 0 на фиг. 2) не изменяется.

С изменениемОр в атом интервале про. исхоциг перераспределение токов в параллельных ветвях, в, хоце которого приф

Щци) Один из Диодов полностью эакрыва 40

/ ется. Источник 9 напряжения, подключенный к инвертирукщему входу цифференци-" . ального усилителя 7, компенсирует сме- щение нулевого уровня, возникающее на выхоце диодов от протекания через них 45 начальных токов.

Формирователь противофазных сигналов 1 (фиг. 3) выполнен на двух операционных усилителях 11 и 12 и представляет собой повторитель-инвертор с балан50 сным выхоцом. Источник 6 тока выполнен на полевом транзисторе 13 с токозаца460 ющим резистором в цепи истока. По сравнению с простейшим источником тока, состоящим иэ последовательно соединенных резистора и источника напряжения, такая схема позволяет работать при больших токах с источником малого напряжения.

Источник 9 компенсирующего напряжения выполнен по простейшей. схеме целителя напряжения источников - E, +Е на переменном резисторе 14. Вхоц формирователя противофаэных сигналов, выполнен на двух Операционных усилителях 12 и 11, является вхоцом устройства, выхоц повто рителя на усилителе 11 поцключен к точке соединении резистора 2 и аноца раз целительного циоца 4, выход инвертора на усилителе 12 подключен к точке сое цинения резистора 3 и аноца разделительного циоца 5, другие вывоцы резисторов

2 .и 3 соецинены с шиной нулевого потенциала, выхоц источника 6 тока, выполненного на последовательно соециненньы полевом транзисторе с токозацакицим резистором в цепи истока и источнике напряжения — Е, поцключен к точке соецинения катодов циоцов 5 и 4 и неинвертирующего входа цифференциального усилителя 7, к инвертирующему вхоцу дифференциального усилителя 7 подключены масштабные ре-. зисторы 8 и 10, другой вывод которого соецинен с выходом цифференциального усилителя 7, и источника 9 напряжения.

В качестве циоцов может использоваться любая циоцная сборка с идентичными характеристиками диодов, например

2ДС523А.

Введение источника постоянного тока, поцключенного к катодам выпрямительных диодов и неинвертирующему вхоцу дифференциального усилителя, по сравнению с иэвес|ным устройством при различных приемлимых значениях сопротивления наг- . рузки, снижает в 4-10 раз нижнюю границу линейности преобразования в пределах линейного участка амплитудной характеристики более чем на 1-2 поряцка, снижает погрешность преобразования изза нелинейности выпрямительных приборов с р-и переходом и более чем на 1-2 поряцка повышает быстроцейств .е устройся ва.

lO 19460:

10 19460

Составитель C. Белан

Техред А.Бабинец Корректор М. Шароши

Редактор Л. Гратилло

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

Заказ 3706/44 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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