Пиковый детектор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А®Т©РСКОММ Ф Щ4:МВУ

Секээ Сееетсиик бее4наюктическик

Республик

< 1864152 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (53jм. Kllз (22) Заявлено 1512.79 (23) 2854331/18-21 с крисОединением эаяакм Й9 (23) Орноритет

Опубликовано 150981. бюллетень Н9 34

G 01 19/04

Гоеударетвеиный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621.3И.7 (088.8) Дата опубликования описания 1509л1 (12) Авторы изобретения

K.H.ÊàçàêîB и А.И.Масленников (11) Заявитель (54) ПИКОВЫЙ ДЕТЕКТОР!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудных значений электрических сигналой сложной форы-.

Известно устройство для измерения амплитудного значения электрического скгнала, содержащее последовательно соединенные дифференциальный усилитель, диодно-емкостную запомккующую ячейку и повторитель напряжения, в котором вход устройства через резистор соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, инвертнрующий вход которого соединен с выходом повторителя напряжек 1я, являющимся выходом устройства ).1 .

Недостатком данного устройства является ограниченный частотный диапазон иэмеряеьжх сигналов.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является пиковый детектор, содержащий основ-. ной дифференциальный усилитель, диодно-емностную запоминающую ячейку, повторитель напряжения, дополнитель ные дифференциальный усилитель, диод и резистор, в котором вход пикового детектора соединен с неннвертирующнм входом основного дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с выходом повторителя напряжения, являющимся выходом устройства, и с неинвертирующим входом донолкительного дифференциального усилителя, инвертнрующий вход которого соединен с выходом основного дифференциального усилителя и со входом диодно-емкостной запоминающей ячейки, выход которой соединен со входом повторителя напряжения, а выход дополнительного дифференциального усилителя соединен с анодом дополнительного диода, катод которого соединен тв с неиквертирующкм вкодом основного дифференциального усилителя Ы .

Однако око ие позволяет измерять экстремуыа (локальные), последующие за экстремумами за весь рассматри20 ваемо период сигнала сложной форнари (глобальным экстремумом).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в пиковый детектор, содержащий дифференциальный усилитель, диодно-емкостную запоминающую ячей ку и повторитель напряжения, в кото-

30 ром с входной клеевой соединен не8б4152 инвертирующий вход дифференциального усилителя, выход которого черед диодно-емкостную запоминакщую. ячейку соединен с неинвертирующим входом повторителя напряжения, выход которого соединен с выходной клеммой пикового детектора, дополнительно введены диод, резистор, компаратор, ключ и формирователь, причем катод дополнительного диода соединен-с одним иэ входов компаратора и выходом дифференциального усилителя, анод дополнительного диода соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и одним из выводов резистора, другой вывод которого соединен с инвертирующим входом,.выходом повторителя напряжения и другим входом компаратора,. выход которого соединен со входом формирователя, один выход. которого соединен с управляющим входом ключа, включенного параллельно конденсатору диодно-емкостной запоминающей ячейки, а другой выход формирователя соединен со второй выходной клеммой пикового детектора.

На чертеже представлен; блок-схема пикового детектора, выполненного согласно данному изобретению.

Пиковый. детектор содержит дифференциальный усилитель 1 с инвертирующим и неинвертирующим входами, выход которого через диодно-емкостную запоминающую ячейку 2 соединен с неинвертирующим входом повторителя напряжения 3, выход которого соединен с выходной клеммой 4 детектора и цепью обратной связи с инвертирующим входом дифференциального усилителя 1, дополнительный диод 5, резистор б, компаратор 7, ключ 8 и формирователь 9 сигналов управления, причем катод дополнительного диода 5 соединен с одним из входов компаратора 7 и выходом дифференциального усилителя 1, а анод — с инвертирующим входом этого усилителя 1 и одним выводом резистора б, включенного в цепь обратной связи, другой вывод резистора 6 соединен с инвертирующим входом повторителя 3 напряжения, выход. которого соединен с другим входом компаратора 7, выход которого соединен с входом формирователя 9, один выход которого соединен с управляющим входом ключа 8, включенного параллельно конденсатору 10 запоминающей ячейки 2, а другой выходсо второй выходной клеммой 11 детектора, анод диода 12 соединен с выходом дифференциального усилителя 1, а катод — с одной из обкладок конденсатора 10 и неинвертирующим входом повторителя напряжения 3.

Диодно-емкостная запоминающая ячейка 2 необходима для запоминания амплитуды входного сигнала, поступаю4 щег< на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1. Повторитель 3 напряжения производит согласование выхода пикового детектора с нагрузкой и увеличивает величину сопротивления, на которое происходит разряд конденсатора 10, что приводит к увеличению постоянной времени.разряда конденсатора 10. Диоды 5 и 12 предназначены для формирования перепада напряжения в момент пикового значения входного сигнала. Резистор б необходим для того, чтобы при открытом диоде 5 инвертирующий вход повторителя напряжения 3 и его выход не были закороченЫ на выход дифференциального усилителя 1. Компаратор 7 позволяет производить сравнение вы ходных напряжений дифференциального усилителя 1 и повторителя 3 напряжения и запуска формирователя 9 сиг20 налов управления, который предназначен для управления ключом 8 и внешним измерительным устройством (на чертеже не показано), подключенным к выходным клеммам 4 и 11. Ключ 8

25 необходим для создания разрядной цепи конденсатора при установке пикового детектора в исходное состояние.

Пиковый детектор обеспечивает обработку сигналов положительной полярности

Пиковый детектор работает следующим образом.

Входной сигнал Ug поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 1. На выходе дифференциального усилителя 1 при нарастании положительной полуволны входного напряжения Uyy появляется выходное напряжение Ойы которое на величину

40 порога срабатывания диода 12 больше входного напряжения Ug . Диод 5 в это время закрыт.

Заряд конденсатора 10 начинается с момента открытия диода 12 и напря4 жение на конденсаторе 10 полностью следит эа входным напряжением 0 <. напряжение, до которого зарядился конденсатор 10, подается на инвертирующий вход повторителя 3 напряжения. На выходе повторителя 3 напряжение повторяет входной сигнал 0 по амплитуде и по форме. Когда входной сигнал U > достигает своего экстремального значения и начинается спад положительной полуволны диод

12 закрывается. В этот момент напряжение на конденсаторе 10 и на выходной клемме 4 равно амплитуде экстремального значения входного сигнала Ugy .

4О В это время усилитель 1. работает как компаратор, на один вход которого подается напряжение входного сигнала Ug, a на другой вход — напряже. ние с выхода повторителя 3 напряжеЯ ния, равное амплитуде экстремально864152

ro значения входного сигнала Ugx

Усилитель 1 до дткрытия диода 5 реализует релейную характеристику.

Диод 5 открывается когда напряжение.

Upped на выходе усилителя 1 становится меньше входного напряжения 0 5 на величину порога срабатывания диода 5.

Таким образом, на выходе усилителя 1 в момент перехода -входного сггнала 0 через экстремальное значение возникает перепад напряжения, равный сумме порогов срабатывания диодов 12 и 5. Этот перепад напряжения подается на один из входов компаратора 7..На другой вход компарато ра 7 подается напряжение, равное амплитуде экстремального значения входного сигнала 08>; В результате сравнения этих напряжений при превышении напряжения амплитуды экстремального значения входного сигнала - 20

0 над напряжением 0зь1 на выходе дифференциального усилйтеля 1 на выходе компаратора 7 появляется сигнал, точно определяющий момент достижения входным сигналом Ue своего экстре- 2S мального значения U „„„, Этот сигнал поступает на вход формирователя 9 сигналов управления, который формирует сигналы 0 пи 1и

U qp 1 длительностью i„ и Г соответ.ственно, следующие непосредственно один за другим.

Управляющий сигнал 0„ длительностью ь„ поступает с одного выхода 35 формирователя 9 на выходную клемму

11, к которой подключено внешнее измерительное устройство (на чертеже не показано) для его--запуска, на информационный вход которого посту- 4О пает с клеммы 4 для обработки амплитуда U„,с экстремального значения входного сигнала 08< снимается с конденсатора 10. Сигнал 0 „О у длительностью ь поступает с другого выхода формирователя 9 на управляющий вход 45 ключа 8. Ключ 8 замыкается, происходит разряд конденсатора 10 и через .промежуток времени с 0 схема устанавливается в исходное состояние, т.е.. пиковый детектор готов к фиксации 50 следующего экстремального знаЧения.

В течение. следующего периода входного сигнала устройство работает ана- . логично.

При использовании "данного пикового детектора возможно получение фиксированного значения амплитуды каж! дого локального экстремума сигнала в широком диапазоне частот. По этим параметрам (временам и амплитудам) возможно получение других параметров сигнала, например данных об огибающей сложного сигнала, интегральном значении всего сигнала, энергии сигнала и др.

Формула изобретения

Пиковый детектор, содержащий дифференциальный усилитель, диодно-емкостную запоминающую ячейку и повторитель напряжения, в котором с входной клеммой. соединен неинвертирующий вход дифференциального усилителя, выход которого через диодно-емкостную запоминающую ячейку соединен с неинвертирующим входом повторителя напряжения, выход которого соединен с выходной клеммой пикового детектора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены диод, резистор, компаратор, ключ и формирователь, причем катод дополнительного диода соединен с одним из входов компаратора и выходом дифференциального усилителя, анод дополнительного диода соединен с инвертнрующим входом дифференциального усилителя и одним из выводов резистора, другой вывод которого соединен с иивертирующим входом, выходом повторителя напряжения и другим входом компаратора,выход которого соединен со входом формирователя, один выход которого соединен с управляющим входом ключа, включенного параллельно конденсатору диодноемкостной запоминающей ячейки, а другой выход формирователя соединен со второй выходной клеммой пикового детектора. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нетребенко K.À. Компенсационные схемы амплитудных вольтметров и указателей экстремума. И., "Энергия", 1967, с. 19, рис. 1-88.

2. Авторское свидетельство СССР

9662875, кл. G 01 и 19/04, 1975 (прототип).

864152

Составитель С.Коротков

Техред Й. Кастелевич Корректор Г.Решетннк

Редактор Т.Парфенова

Заказ 7775/65 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, %-35, Ра чаская наб., д. 4/5

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