Пиковый детектор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (ii)81 5648

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ву (53)М. Кла (22) Заявлено 07,05,79 (21) 2764170/18-21 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 230381, Бюллетень М 11

Дата опубликования описания 230381

G 01 R 19/04

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621 ° 374.

;33(088.8) (72) Авторы изобретения

А.Д. Ярмак и Н.Н. Багров

Физико-технический институт низких температур

AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к импульсной технике .и может быть использова. но в устройствах автоматики и контрольно-измерительной техники, в частности для детектирования сигнала с выхода масс-спектрометра.

Известны пиковые детекторы, содержащие операционный усилитель, выход которого подключен через последовательно соединенные диодно-емкостную запоминающую ячейку и повторитель, выполненный на полевом транзисторе, к инвертирующему входу, и три транзистора P1).

Недостатком таких пиковых детекторов является большое число элементов, необходимость коммутатора для управления транзисторами, а также недостаточная стабильность, вызванная дрейфом. нуля истокового повторителя, что не позволяет детектировать небольшие сигналы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является пиковый детектор, содержащий операционный усилитель, выход которого подключей к входу диодноемкостной запоминающей ячейки, а неинвертируащий вход — к шине вход2 ных сигналов, и полевой транзистор 2).

Недостатком таких пиковых детекторов является низкая температурная

5 стабильность, вызванная дрейфом повторителя, что не позволяет детектировать входные сигналы, уровень которых соизмерим с era величиной.

Цель изобретения — повышение тем10 пературной стабильности.

Поставленная цель достигается тем, что в пиковом детекторе, содер-. жащем операционный усилитель, выход которого подключен к входу диодно 5 емкостной запоминающей ячейки, а неинвертирующий вход-к шине входных сигналов,и полевой транзистор, исток полевого транзистора пикового детектора, содержащего операционный

20 усилитель, выход которого подключен к входу диодно-емкостной запоминающей ячейки, а неинвертирующий входк шине входных сигналов, подключен к выходу диодно-емкостной запоми25 нающей ячейки, затвор — к выходу операционного усилителя, а сток к инвертирующему входу операционного усилителя.

На фиг. 1 представлена электри30 ческая принципиальная схема пиково815648

50 го детектора, на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Пиковый детектор содержит операционный усилитель 1, диодно-емкостную запоминающую ячейку, состоящую из диода 2 и конденсатора З,и полевой транзистор 4, причем исток полевого транзистора соединен с выходом диодно-емкостной запоминающей ячейки, затвор - с выходом операционного усилителя, сток — с инвертирующим входом операционного усилителя, а неинвертирующий вход последнего подключен к шике входного сигнала.

Пиковый детектор работает следующим образом.

В момент времени t g t (фиг. 2} 15 входной сигнал 0@„ отсутствует. Напряжения на выходе операционного усилителя 1 U и на конденсаторе 3 08,„ разны .нулю. При подаче на неинвертирующий вход операционного усилителя 20

1 импульса положительной полярности конденсатор 3 заряжается через диод 2. Падение напряжения на диоде 2 открывает полевой транзистор 4, замыкая тем самым отрицательную обрат-2 ную связь между выходом диодно-емкостной запоминающей ячейки 2 и 3 и входом операционного усилителя 1.

За счет глубокой отрицательной обратной связи и большого коэффициента усиления операционного усилителя 1 напряжение на конденсаторе 3 точно повторяет входное.. После прохождения входным сигналом экстремального значения в момент времени t = t< напряжение на конденсаторе 3 становится выше входного. Диод 2 закрывается„ и напряжение 0„ на выходе операционного усилителя 1, стремящегося сохранить режим повторителя, скачком уменьшается на величину, 40 близкув к напряжению отсечки полевого транзистора 4, после чего транзистор 4 переходит в режим управляемого сопротивления, величина которого определяется разностью выход- 4 кого напряжения операционного усилителя 1 и напряжения на конденсаторе 3, причем сопротивление сток-исток полевого транзистора 4 увеличивается при уменьшении выходного напряжения операционного усилителя

1, и наоборот. Вследствие этого в режиме хранения запомненного сигнала к и-.:=нвертирующему входу операционного усилителя 1 прикладывается изменяющееся напряжение, причем по форме и интенсивности оно близко ко входному сигналу. При этом усилитель 1 работает в линейном режиме и не переходит в область насыщения независимо от уровня входного сигнала. d0

Во время t9 i t < t входное нап4 ряжение 0 „ превышает, напряжение на конденсаторе 3, сопротивление стокисток транзистора 4 резко уменьшается, что приводит к увеличению глубины отрицательной обратной связи, после чего процесс запоминания повторяется.

Таким образом, в предлагаемом пиковом детекторе за счет включения между выходом диодно-емкостной запоминающей ячейки и инвертирующим входом операционногО усилителя полевого транзистора обеспечивается стопроцентная отрицательная обратная связь в режиме запоминания и переменная — s режиме хранения. По сравнению с известным в предлагаемом устройстве погрешность детектирования, вызванная изменением температуры, определяется только дрейфом нуля операционного усилителя в режиме запоминания, который значительно ниже дрейфа, нуля истокового повторителя в известном.

Использование предлагаемого пикового детектора позволяет повысить стабильность и точность детектирования слабых сигналов, а использование линейного режима работы операционного усилителя позволяет детектировать сигналы, интенсивность которых меняется в диапазоне от уровня, близкого к нулю, до уровня ограничения операционного усилителя.

Формула изобретения

Пиковый детектор, содержащий операционный усилитель, выход которого подключен к входу диодно-емкостной запоминающей ячейки, а неинвертирующий вход к шине входных сигналов, и полевой транзистор, о т л и ч аю щ и и ся.тем,,что,,с целью повышения температурной стабильности, исток полевого транзистора подключен к выходу диодно-емкостной запоминающей ячейки, затвор — к выходу операционного усилителя, а сток— к инвертирующему входу операционного усилителя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. М., "Энергия ", 1975, с. 85.

2, Лябухов Ю.А. Пиковый детекторэкстрематор. ПТЭ, Р 3, 1977, с. 154 (прототип).

815648

"tx

Составитель H. Маркин техред N.äîÿ Корректор Л. Иван

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1029/75 Tspaa 732 Полисное

ВННИПН государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035-, Москва, й-35, Раужская наб., д. 4/5

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