Амплитудный детектор

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении амплитуды гармонических колебаний, в частности амплитуды выходного сигнала датчика наличия дефекта при злектромагнитнотепловой дефектоскопии металла.Цель изобретения - повышения точности измерения амплитуды сигнала. Для этого в детектор, содержащий однополупериодные преобразователи (П) 1 и 2 амплитудных значений, введены аналоговые ключи (АК) 8 - 11, делители 13 и 14 частоты и блок 16 управления, содержащий элементы И 16.1 - 16.4. Последние формируют сигналы управления АК 8 - 11 и ключами 5 П 1 и 2. Кроме того, устройство содержит компаратор 12 и сумматор 17. При поступлении гармонического сигнала на вход устройства в положительный полупериод открыт один из АК 8 или- 9. При этом запоминается значение амплитуды сигнала в данный период. Выходной АК 10 или 11 данного детектора закрыт . При поступлении отрицательной полуволны входной АК 8 или 9 закрывается , а выходной открывается. На выходе устройства получают значение амплитуды входного сигнала в предшествующую , положительную полуволну сигнала. Происходит обнуление П 2. АК 10 или 11 его разомкнут. При приходе следующей положительной полуволны амплитуда сигнала запоминается П 2. 2 ил. (О (Л 4 ИЙ Од «4ihi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 R 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4238734/24-21 (22) 04.05.87 (46) 15.12.88. Бюл. N- 46 (71) Научно-,исследовательский институт металлургии (72) Э.Г.Плинингер, Е.Ф.Гаврилин и А.Н.Белокур (53) 621.317.326 (088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

9 975119, кл. С О1 К 19/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1195269, .кл. 6 01 R 19/04, 1983. . (54) АМПЛИТУДНЫЙ ДЕТЕКГОР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении амплитуды гармонических колебаний, в частности амплитуды выходного сигнала датчика наличия дефекта при электромагнитнотепловой дефектоскопии металла. Цель изобретения - повышения точности из мерения амплитуды сигнала. Для этого в детектор, содержащий однополупериодные преобразователи (П) 1 и 2 амп„„SU 1444674 А 1 литудных значений, введены аналоговые ключи (АК) 8 — 11, делители 13 и 14 частоты и блок 16 управления, содержащий элементы И 16.1 - 16,4.

Последние формируют сигналы управления АК 8 — 11 и ключами 5 П 1 и 2.

Кроме того, устройство содержит компаратор 12 и сумматор 17. При поступлении гармонического сигнала на вход устройства в положительный полупериод открыт один из АК 8 нлн 9. При этом запоминается значение амплитуды сигнала в данный период. Выходной

АК 1О или 11 данного детектора закрыт. При поступлении отрицательной полуволны входной Ак 8 или 9 закрывается, а выходной открывается. На выходе устройства получают значение амплитуды входного сигнала в предшествующую положительную полуволну сигнала. Происходит обнуление П 2.

АК 10 или 11 его разомкнут. При приходе следующей положительной полуволны амплитуда сигнала запоминается П 2. 2 ил.

14446

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении амплитуды гармонических колебаний, в частности при измерении амплитуды выходного сигнала датчика наличия дефекта при электромагнитно-тепловой дефектоско" пии металла.

Целью изобретения является повышение точности регистрации амплитуды сигнала за счет уменьшения вьгходного напряжения в момент сброса амплитудного детектора.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема амплитудноrо де15 тектора; на фиг 2 — временная диаг-рамма его работы.

Устройство содержит первый и второй однополупериодные преобразователи амплитудных значений 1 и 2, состоящие из операционного усилителя 3, накопительного конденсатора 4, ключа

5, повторителя напряжения 6 и венти» лей 7, четыре аналоговых ключа 8 "

11, компаратор 12, делители частоты

13 и 14, логический инвертор 15, . блок управления 16, состоящий из четырех элементов И 16.1 — 16.4 и сумматор 17. При этом входом"устрой" ства являются объединенные входы аналоговых ключей 8 и 9 и компаратора 12, выходы аналоговых ключей сое" динены соответственно с входами преобразователей амплитудных значений 1 и 2, каждый из которых служит неин= 15 вертирующим входом операционного усилителя 3, выход которого через вентиль 7 соединен с первым выводом конденсатора 4 и входом ключа 5, второй вывод конденсатора 4 и выход 40 ключа 5 соединены с общей шиной, выход вентиля 7 соединен с неинвертирующим входом повторителя напряжения 6, выход которого соединен с инвертирующими входами операционного 45 усилителя 3 и повторителя напряжения 6 и служит выходом преобразователя амплитудных значений, а управляющий вход. ключа 5 является управляющим входом преобразователя ампли- 50 тудных значений, выход компаратора

12 соединен с входами делителя частоты 13, логического инвертора 15, первыми входами элементов И 16.1 и

16.2, которые образуют первый вход блока управления 16, Второй вУод блока управления 16 образован объединенными первыми входами элементов

И 16.3 и 16.4 и подключен к выходу

74 2 логического инвертора 15, который соединен с входом второго делителя частоты 14, Инверсный выход делителя частоты 14 соединен с третьим входом блока управления 16, образованным вторым входом элемента И 16,3, а также с управляющим входом аналогового ключа 11. Выход второго делителя частоты 14 соединен с четвертым входом .блока управления 16, образованным .объединенными вторыми входами элементов И 16,2 и 16.4, а также соединен с управляющим входом аналогового ключа 10, а пятый вход блока управления, образованный вторым входом элемента И 16 ° 1, соединен с выходом первого делителя частоты 13, Выходы, элементов И 16.1 — 16,4 служат выходами блока управления и соединены соответственно с управляющими входами аналоговых ключей 8 и 9 и преобразователей амплитудных значений

1 и 2. Выходы аналоговых ключей 10 и 11 соединены с входами сумматора

17, выход которого служит выходом устройства.

Устройство работает следующим образом, и

В йсходном состоянии, пока на вход устройства не поступает сигнал, однополупериодные йреобразователи амплитудных значений обнулены, :на прямых выходах делителей 13 и 14 уровни низкого потенциала. При. подключении на вход устройства синусоидального сигнала (фиг.2А) он одновременно поступает на аналоговые ключи

8 и 9 и на вход компаратора 12, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы (фиг.2Б), изменяющие состояние выхода делителя частоты 13 (на фиг.2Г представлен сигнал на прямом выходе делителя 13), Аналогично,проинвертированные инвертором 15 импульсы с компаратора изменяют состояние выхода делителя частоты 14 (на фиг.2Д вЂ” сигнал на прямом выходе делителя 14). В зависимости от состояния выходов делителя частоты 14 открыт один из аналоговых ключей 10 или 11. Блок управления 16 поочередно открывает аналоговые ключи 8 или 9, в зависимости от состояний выходов компаратора 12 и делителей частоты 13 и 14, пропуская на входы преобразователей амплитудных значений 1 и 2 положите. ььные полу» волны входного сигнала. Кроме того, блок управления 16 ro состоянию вытара 15 — соответственно "1" и "О".

Состояние выходов делителя частоты

13 изменяется (Р иг. 2Г) . На выходе устройства — значение амплитуды сигнала, запомненное преобразователем амплитудных значений в промежутке с t ° (фиг ° 23)

При приходе на вход устройства отрицательной полуволны сигнала (отрезок t>-t ) на выходе компаратора 12 и логического инвертора 15сигналы "О" и "1" соответственно, благодаря чему изменяется состояние выходов делителя частоты 14. На его прямом выходе — сигнал "0

На выходе элемента И 16,4 блока управления 16 — уровень "1" (фиг.2Е), при этом происходит сброс накопительного конденсатора 4 преобразователя амплитудных значений 1 через ключ 5. Входные ключи закрыты. Выходной ключ 10 закрыт, а ключ 11 открыт.

На выходе устройства — значение амплитуды положительной полуволны сигнала (фиг.2А отрезов С -t ), запом" ненное преобразователем амплитудных значений 2. Данная информация будет на выходе до момента времени, когда аналоговый ключ 11 закроется, а аналоговый ключ 10 откроется (фиг.2А точка t ). При поступлении положительной полуволны сигнала цикл работы устройства повторится.

Формула изобретения

Амплитудный детектор, содержащий первый и второй преобразователи амплитудных значений, каждый из которых. состоит из операционного усилителя, неинвертирующий вход которого служит входом преобразователя амплитудных значений, выход операционного усилителя через вентиль соединен с первым входом накопительного конденсатора и входом ключа, причем второй вывод накопительного конденсатора и выход ключа соединены с общей шиной, управляющий вход ключа служит управляющим входом преобразователя ампли тудных значений, вход ключа соединен с входом повторителя напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и служит выходом преобразователя. амплитудных значений, компаратор, вход которого соединен с входом устройства,сумматор, к входам которого подключены выходы преобразователей амплитудных значений, о т л и ч аз 1444674 4 ходов делителя частоты 14 и инвертора 15 вырабатывает импульсы, подаваемые на управляющие входы преобразователей амплитудных значений 1 и 2, Пусть в первый момент на вход уст- 5

pQAcTBG поступает положнтельная полуволна сигнала (фиг.2А отрезок t -t,).

На выходе компаратора 12 - уровень

"1" (фиг,2Б). Если высокий уровень потенциала на выходе элемента устрой10 ства соответствует "1", а ниэкий—

"0" соответственно на выходе логического инвертора 15 — уровень "О" (фиг.2В). Делитель частоты 13 перебрасывается в состояние, при котором на его прямом выходе — уровень "1" (фиг,2Г). Поступающие на входы элемента И 16.1.сигналы "1" вырабатывают на его выходе импульс (фиг.2И), открывающий аналоговый ключ 8. При этом на накопительном конденсаторе 4 преобразователя амплитудных значений 1 фиксируется амплитудное значение положительной полуволны входного сигнала (фиг.2Ж). Так как аналоговый ключ 10 закрыт, а аналоговый ключ 11 открыт (делитель частоты 14 в исходном состоянии), на выходе устройства (фиг.23) присутствует информация, запомненная на накопительном конденсаторе преобразователя амплитудных значений 2 (в первый полупериод выходное напряжение равно нулю, так как конденсатор CbUI обнулен).

В промежуток времени t, -t < на вход 35, устройства приходит отрицательная полуволна сигнала (фиг.2А). При этом на выходе компаратора — уровень "0" (фиг.2Б), на выходе логического инвертора 15 — уровень "1" .(фиг.2Д). 40

Открывается аналоговый ключ 10 и закрывается аналоговый ключ 11. Аналоговые ключи 8 и 9 закрыты, так как на соответствующем выходе блока управления 16 уровень "0". На выходе 4Б устройства присутствует значение амплитуды положительйой полуволны сигнала, запомненное преобразователем амплитудных значений 1 на отрезке с -t,. Поступающие на входы эле- -50 мента И 16,3 сигналы "1" формируют на его выходе импульс, обнуляющий в течение промежутка времени преобразователь амплитудных значений 2 (фиг.2Г), В промежуток времени

",- на вхоц устройства вновь поступает положительная пдлуволна сигнала (фиг.2A). При этом на выходе компаратора 12 и логического инвер"

1444674

Составитель В.Степанкин

Редактор И,Горват Техред JI.Олийнык Корректор М,Шарошн

Заказ 6501/43 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ю шийся тем, что, с целью повышения точности регистрации амплитуды сигнала, в него введены четыре ана" логовых ключа, логический инвертор, два делителя частоты, блок управления, причем входы первого и второго аналоговых ключей соединены с входом устройства, а их выходы - с входами первого и второго преобразователей амплитудных значений соответственно, выход компаратора соединен с входами первого делителя частоты, логи" ческого инвертора и с первым входом блока управЛения, выход логического инвертора соединен с вторым входом блока управления и входом второго делителя частоты, первый выход которого соединен с третьим. входом блока

1 . управления, второй инверсный выход второго делителя частоты соединен с четвертым входом блока управления, выход первого делителя частоты соединен с пятым входом блока управления, входы третьего и четвертого аналоговых ключей подключены к выхо= дам первого и второго преобразователей амплитудных значений соответственно, выходы третьего и четвертого аналоговых ключей подключены к первому и второму входам сумматора, выход которого служит выходом устройства, управляющие входы первого и второго аналоговых ключей и первого и второго преобразователей амплитудных значений подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам блока управления, а управляющие входы третьего и четвертого аналоговых ключей подключены соответственно к первому выходу и второму инверсному выходу второго делителя частоты.