Смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов

 

Изобретение относится ic электроизмерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах и измерителях мгновенных значений электрических сигналов. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Устройство состоит из первого 1 и второго 12 ключей, накопительного 2 и разделительного 8 конденсаторов, резистора 3 обратной связи, повторителя 4 напряжения, усилителя 5, цепи 6 обратной связи, элемента 7 смещения, резистора 9 смещения, элемента 10 . нагрузки повторителя напряжения, шунтирующего резистора 11. Цепь в обратной связи выполнена на операционном усилителе, элемент 7 смещения - на Диоде, элемент 10 нагрузки - на источнике постоянного тока, а второй ключ 12 - на транзисторе. В описании приведены формулы, позвоопределить граничную частоту высокочастотного фильтра и значение шунтирующего резистора 11, при котором отсутствуют искажения. 1 ил. i W С кэ 00 4ib to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Вием (21) 3777380/24-21 . (22) 01. 08. 84 (46) 23.02.86.Бюл. 1Ф 7 (72) А.Т.Козлов и И.А.Аксенов (53) 681.142.9(088.8) (56) Патент США Ф 3600693, кл. 328-151, 1978.

Авторское свидетельство СССР

11" 903777, кл,, G 01 R 13/22, 1980. (54)CMECHTEIIb СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЗЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГ—

НАЛОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах и измерителях мгновен— ных значений электрических сигналов.

Цель изобретения — повышение точности преобразования. Устройство

l,;SU„„1213420 (g1) 4 G 01 R 13/22. состоит из первого 1 и второго 12 ключей, накопительного 2 и разделительного 8 конденсаторов, резистора 3 обратной связи, повторителя 4 напряжения, усилителя 5, цепи 6 обратной связи> элемента 7 смещения, резистора 9 смещения, элемента 10 нагрузки повторителя напряжения, шунтирующего резистора 11. Цепь в обратной связи выполнена на операционном усилителе, элемент 7 сме— щения — на диоде, элемент 10 нагрузки — на источнике постоянного тока, а второй ключ 12 — на транзисторе.

В описании приведены формулы, позволяющие определить граничную частоту

° высокочастотного фильтра и значение шунтирующего резистора 11, при котором отсутствуют искажения. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной :ехнике и может быть использовано н сгробоскопических осциллографах и измерителях мгновенных значений электрических

121 сигналов.

Целью изобретения является повы"шение точности преобразования.

На чертеже представлена структурная электрическая схема.

Устройство состоит из первого ключа 1, йакопительного конденсатора 2, резистора 3 обратной связи, повторителя 4 напряжения, усилителя 5, цепи 6 обратной связи, элемента 7 смещения, разделительного конденсатора 8, резистора 9 смещения элемента 10 нагрузки повторителя напряжения, шунтирующего резистора

11 и второго ключа 12,,. Сигнальный вход первого ключа 1 соединен сшиной : исследуемого сигнала, а управляющий вход — с первой обкладкой разделительного конденсатора 8 .и первым выводом резистора 9 смещенйя, первая обкладка накопительного конденсатора 2 соединена с общей шиной, а вторая обкладка— с первым выводом резистора 3 обратной связи и входом повторителя 4 напряжения, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, входом усилителя 5 и первым выводом элемента

7 смещения, второй вывод которого соединен с первым выводом элемента

10 нагрузки повторителя напряжения и вторым выводом резистора 9 смещения, причем выход усилителя . .ерез цепь б обратной связи соединен с вторым выводом резистора 3 обратной связи, вторая обкладка разделительного конденсатора 8, — с шиной строб-импульсов, второй вывод элемента 10 нагрузки повторителя напряжения — с шиной источника питания. Сигнальный вход второго ключа 12 соединен с выходом первого ключа 1 и первым выводом шунтирующего резистора 11, управляющий вход с управляющим входом первого ключа

1, а выход — с второй обкладкой накопительного конденсатора 2, второй . BbIBop, шунтирующего резистора 11 соединен с вторым выводом резистора 3 обратной связи.

Цепь 6 обратной связи выполнена на операционном усилителе, элемент

7 смещения — на диоде, элемент 10

3420 2 нагрузки — на источнике постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

B исходном состоянии транзисторы первого и второго ключей 1, 12 закрыты. Накопительный конденсатор 2 связан с шиной исследуемого сигнала через паразитные емкости сток-исток

10 транэисторон ключей 1,12.

Шунтирующий резистор ll образует с паразитными емкостями сток-исток транзисторов первого и второго ключей 1, 12 и с накопительным конден15 сатором 2 высокочастотный фильтр с граничной частотой

f, = (21Rц (с,+ "11 (1) (( где R — величина шунтирующего ре(((20 зистора ll;

С вЂ” емкость сток-исток тран< зистора ключа 1;

С вЂ” емкость сток-исток транзис2 тора ключа 12;

С вЂ” величина емкости накопиН тельного конденсатора 2.

Высокочастотный фильтр с граничной частотой й„ эффективно ограничивает амплитуду проходящего через паразитные емкости сток-исток транI зисторов первого и второго ключей

1, 12 исследуемого сигнала при частоте сигнала а f (2)

35 что позволяет значительно уменьшить искажения преобразованного сигнала при выполнении соотношения

Й с а Й2 (3) где f(— верхняя граничная частота

40 усилителя 5, определяемая неискаженной передачей расширенного импульса.

Строб-импульс, поступающий на управляющие входы ключей 1, 12 через

45 разделительный конденсатор 8, открывает транзисторы ключей. За время стробирования накопительный конденсатор 2 заряжается через открытые транзисторы ключей 1, 12 до напряжения, пропорционального входному сигналу.

По окончании стробирования транзисторы ключей 1, 12 закрываются и происходит разряд накопительного конденсатора Z через резистор 3 обратной. связи и цепь 6 обратной свя- Ф зи, н результате чего на накопительном конденсаторе 2 формируется рас1213420

10

R yP «Я с (6) 55

ВНИИПИ Заказ 778/55

Тираж 730 Подписное

Фипиап ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная, 4 ширенный импульс, проходящий через повторитель 4 напряжения на шину выходного сигнала

Второй ключ 12, выполненный на транзисторе, необходим для отключения шунтирующего резистора 11 от высокоомной цепи разряда накопительного конденсатора 2 после выборки очередного значения исследуемого . сигнала.

Подключение истока транзистора ключа 1 и стока транзистора ключа

12 через шунтирующий резистор Il к выходу цепи 6 обратной связи позволяет сохранить широкий динамический диапазон входных сигналов.

Для обеспечения нормальной работы устройства необходимо выполнение соотношения где R — выходное сопротивление цеьык пи 6 обратной связи.

Это соотношение легко выполняется, если в цепи обратной связи использовать повторитель напряжения или операционный усилитель.

Шунтирующий резистор .11 не должен шунтировать цепь заряда нако— пительного конденсатора 2 при открытых транзисторах ключей 1, 12, для для чего необходимо выполнение соотношения

R > 1 ко + 1 о где R — сопротивление открытого транзистора ключа 1;

R — внутреннее сопротивление о источника . исследуемого сиг— нала.

Соотношения (1),(2),(3) и(5) позволяют, определить значение шунтирующего резистора ll при котором отсутствуют искажения, обусловленные прохождением исследуемого сигнала через паразитные емкости транзисторов ключей на вход повторителя напряжения при закрытых транзисторах ключей 1, 12

При реализации предлагаемого уст. ройства в виде полупроводниковой интегральной схемы на основе арсенида галлия основные элементы схемы име15

50 ют следующие значения: С„ 2 0,2 пФ, С<=С =- О,1 пФ, К, =50 Ом, R:-50 Ом

f> =100 МГц, К =1 кОм.

Полоса пропускания устройства составляет 1 ГГЦ при коэффициенте передачи 0,7, При этом величина исследуемого сигнала, проходящего на выход устройства при закрытых транзисторах ключей, не превышает IX от амплитуды входного сигнала.

Формула изобретения

Смеснтель стробоскопического преобразователя электрических сигналов, содержащий первый, вЫполненный на транзисторе ключ, сигнальный вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а управляющий вход— с первой обкладкой разделительного конденсатора и первым выводом резистора смещения, первая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей шиной, а вторая об-, кладка — с первым выводом резистора обратной связи и входом выполненного на транзисторе повторителя напряжения, выход которого соединен с шиной выходного сигнала, входом усилителя и первым выводом элемента смещения, второй вывод которого соединен с первым выводом элемента нагрузки повторителя напряжения и вторым выводом резистора смещения, при-. чем выход усилителя через цепь обратной связи соединен с вторым выводом резистора обратной связи; вторая обкладка разделительного конденсатора — с шиной строб-импульсов, второй вывод элемента нагрузки повторителя напряжения — с шиной источника питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен шунтирующим резистором и вторым, выполненным на транзисторе ключом, сигнальный вход которого соединен с выходом первого ключа и первым выводом шунтирующего резистора, управляющий вход — с управляющим входом первого ключа, а выход — с второй обкладкой накопительного конденсатора, второй вывод шунтирующего резистора соеди- нен с вторым выводом резистора обратной связи.