Восстановитель постоянной составляющей

 

лат+ ilg е. лд,Фм ®Й

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (is)790275

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 0279 (21) 2725199/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 241280.Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 30. 12. 80 (st)M Kn з

Н 03 К б/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 374 °

38(088,8) (72) Автор изобретения

В.А.третьяков (71) Заявитель

Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова

AH СССР (54) ВОССТАНОВИТЕЛЬ ПОСТОЯННОИ СОСТАВЛЯЮО ЕИ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для передачи выходных сигналов от датчика к регистрирующему устройству. 5

Известен восстановитель постоянной составляющей (пассивный), содержащий генератор тока, два диода и конденсатор, в котором нормально замкнутый ключ размыкается в начале 10 импульса f1) .

Измерение амплитуды импульса производится спустя некоторое время после размыкания ключа. Так как конден- т5 сатор "запоминает"мгновенное значение шума входного напряжения в момент размыкания ключа, то отношение сигнал-шум на выходе восстановителя значительно хуже, чем отношение сиг- 20 нал-шум на его входе. Кроме того, заряд конденсатора в течение длительности полезного импульса и его разряд после окончания этого импульса осуществляется одинаковым током. Это 25 приводит к тому, что время восстановления нулевого уровня на выходе восстановителя равно длительности полезных импульсов. Следовательно, помимо ухудшения отношения сигнал-шум вос- 30 становителем, ограничена также и частота следования импульсов.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является восстановнтель постоянной составляющей, содержащий последовательно соединенные первый буферный каскад, конденсатор, второй буферный каскад и последовательно соединенные схему управления и ключ, причем вход схемы управления соединен с выходом первого буферного каскада. а ключ подключен ко входу второго буферного каскада. Момент раэмыкания и замыкания нормально замкнутого ключа выбирается при помощи схемы управления и осуществляется, как правило, в начале и в конце импульса. На данный восстановитель можно подавать импульсы с обратным выбросом. Это является его достоинством по сравнению с другими активными восстановителями j2$.

Однако, отношение сигнал-шум на его выходе ухудшается по сравнению с отношением сигнал-шум на его входе. Это происходит потому, что в случае хаотического шума на входе второго буферного каскада восстановитель измеряет разность между мгновенными значениями сигнала и шума, разделен790275

3 со входом второго буферного каскада

4 и вторым входом первого ключа 7, первый вход которого соединен с выходом элемента 6. К выходу элемента

6 управления подключены последователь-55 ными промежутком времени от момента раэмыкания ключа до момента измерения амплитуды сигнала. Если шумы в тракте не коррелированы, то величина шума на выходе восстановителя увеличивается в Г2, т. е. отношение сигнал-шум ухудшается и может достигать

40t. Это является его существенным недостатком.

Цель изобретения — повышение отношения сигнал-шум.

Указанная цель достигается тем, что в восстановитель постоянной составляющей, содержащий первый буферный каскад, соединенный через конденсатор со вторым буферным каскадом, и последовательно соединенные первый согласующий элемент управления и ключ, второй вход которого подключен ко входу второго буферного каскада, дополнительно введены элемент задержки, элемент задержки переднего фронта импульса, второй согласующий элемент управления, второй ключ, элемент запоминания, третий буферный каскад и вычитатель, причем выход элемента задер>кки подсоединен ко вхоцу первого буферного каскада, а выход второго буферного каскада соединен с одним из входом вычитателя, выход элемента задер>кки подключен ко входу первого согласующего элемента управления, выход которого соединен через последовательно соединенные элемент задержки переднего фронта импульса и второй согласующий элемент управления с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к вы ходу второго буферного каскада, выход второго ключа соединен.со входом элемента запоминания, выход которого через трстии буферный каскад соединен со вторым входом вычитателя.

На фиг, 1 приведена блок-схема восстановителя постоянной составляющей; на фиг. 2 — диаграммы, пояс 1яющие работу восстановителя постоянной составляющей.

Устройство содержит. элемент 1 задержки, первый буферныи каскад 2, конденсатор 3, второй буферный каскад 4, вычитатель 5, первый согласующий элемент 6 управления, первыи ключ 7, элемент 8 задержки переднего фронта импульса, второи согласующий элемент 9 управления, второй ключ

10, элемент 11 запоминания и третий буферный каскад 12.

Вход элемента 1 задержки соединен со входом первого согласующего элемента 6 управления, а выход cro со11ервого буферного каскада 2. Выход первого буферного каскада 2 соединен через конденсатор

40 но соединенные элемент 8 задержки переднего фронта импульса и второго согласующего элемента 9 управления, входом второго ключа 10. второй вход которого соединен с выходом второго буферного каскада 4, который подключен так;;<е к первому входу вычитателя 5. Выход второго ключа 10 соединен со входом элемента

11 запоминания, выход которого через буферный каскад 12 подключен ко вто- рому входу вычитателя 5.

Восстановитель постоянной составляющей работает следующим образом.

В исходном режиме (полезные импульсы отсутствуют) на вход элемента

6 и через элемент 1 задержки на вход первого буферного каскада 2 поступает медленно меняющееся напряжение и шум с выхода усилителя. Оба ключа эамкнуты. 1(онденсатор 3 заряжается и разряжается с постоянной времени, определяемой сопротивлением замкнутого ключа 7. Чем меньше постоянная времени, тем быстрее происходит переэаряд конденсатора и тем сильнее ослаблены частотные компоненты шума, поступающие на вход второго буферного каскада 4.

Напряжение на элементе 11 запоминания отслеживает напря><ение шума, поступающее через замкнутый ключ 10 с выхода второго буферного каскада 4.

Напряжение шума с выхода второго буферного каскада 4 и напря>кение шума элемента 11 запоминания через третий буферный каскад 12 поступают на первый и второй вход вычитателя 5 соответственно. Напряжение шума на выходе вычитателя 5 равно разности величин напряжении шума, поступающих на оба входа, и в идеальном случае равно нулю.

При поступлении на вход восстановителя полезного сигнала,фиг. 2 а) с выхода элемента 6 на первый ключ поступает логический сигнал (фиг. 2в) и ключ 7 размыкается. На входе и выходе второго буферного каскада 4 и на выходе второго ключа 10 (фиг. 2 ж) появляется ступенька напря><ения, величина которои определяется величиной заряда, накопленного от шума конденоатора 3 до момента раэмыкания ключа.

Следовательно, задержанный полезный импульс (фиг. 2 б) поступающий на вход .тoporo буферного каскада

2 (и на выход), иалагется на эту ступеньку (фнг. 2 г, д).

Таким образом, на первый вход вычитателя 5 поступает сигнал, равныи сумме полеэног<> сигнала и ступеньки до тех пор, пок» первый ключ 7 разомкнут <фиг. 2 д), Спустя некоторое время после размыкания первого ключа

7, размыкается второи ключ 10 (фиг.

2 е). Это время выбирается таким образом, чт<><11 напряжение на элементе

790275

11 запоминания возросло до величины напряжения ступеньки, существующей на выходе второго буферного каскада„ но менее величины, определяемой элементом задержки.

Напря>кение элемента 11 запоминания через буферный каскад 12 поступает на второй вход вычитателя 5 (фиг. 2 з). Амплитуда этого сигнала равна амплитуде ступеньки. Сигнал на выходе вычитателя 5 равен разности сигналов, поступающих на его входы, т. е. равен амплитуде полезного сигнала (фиг. 2 и).

В предлагаемом устройстве отношение сигнал-шум на его выходе почти равно отношению сигнал-шум íà его вхо-15 де. Кроме того, поскольку не накладывается ограничений на величины параметров восстановителя, они,могут быть выбраны минимальными. В результате этого восстановитель более эффективно,Я выполняет свои основные функции.

Формула изобретения

2S

Восстановитель постоянной составляющей, содержащий первый буферный каскад, соединенный через конденсатор со вторым буферным каскадом, и последовательно соединенные. первый согласующий элемент управления и ключ, второй вход которого подключен ко входу второго буферного каскада, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал-шум, в него введены элемент задержки, элемент задержки переднего фронта импульса, второй согласующий элемент управления, второй ключ, элемент запоминания, третий буферный каскад и вычитатель, причем выход элемента задержки посоединен ко входу первого буферного каскада, а выход второго буферного каскада соединен с одним из входов вычитателя, выход элемента задержки подключен ко входу первого согласующего элемента управления, выход которого соединен через последовательно соединенные элемент задержки переднего фронта импульса и второй согласующий элемент управления с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к выходу второго буферного каскада, выход. второго ключа соединен со входом элемента запоминания, выход которого через третий буферный каскад соединен со вторым

Входом вычитателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. приборы для научных исследова-. ний, 9 9, 1961, с. 55.

2. Mud Inst and Meth, М 100, р. 549, 1972.

790275

Составитель И.Колосков

Техред Е.Гаврилешко

Редактор О.Малец

Корректор B.Áóòÿãà

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 9072/64 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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