Устройство для расширения временных интервалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее схему управления, интегрирующую емкость , генераторы токов заряда и разряда, компаратор, петлю обратнойсвязи , фиксирующую исходный потенциал на входе компаратора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью устранения дрейфа исходного, потенциала компаратора, устранения нелинейности начального участка заряда интегрирующей емкости, расширения рабочего диапазона устройства, в состав петли обратной связи введен повторитель напряжения, выход которого соединен с прямьм входом операционного усилителя , другой вход усилителя соединен с источником опорного напряжения, выход операционного усилителя соединен с базой транзистора, эмиттер которого через сопротивление соединен с источником питания, а коллектор - с эмиттерами транзисторов балансного каскада, один из его коллекторов подсоединен к второму источнику питания, а другой к ннтегриру)ощей емкости, с которой соединен вход i повторителя напряжения, базы транзисторбв балансного каскада управляются выходами схемы управления, входы компаратора соединены с входами операционного усилителя, отключение петли обратной связи устройства осу00 00 ществляется опережающим преобразуемый временной интервал сигналом, поступающим из схемы управления. 4 сл i4 Од

„„ЯЦ„„884543

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н 03 К 13/20 с

k з

ООИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ;:::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTQPGHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2800403/18-25 (22) 30. 08. 79 (46) 15. 12,84, Бюл. Ф 46 (72) Ю.А. Семенов, Е.А. Сергиевский (53) 621.384.1(088.8) (56) 1. Маграчев З.В. Аналоговые измерительные преобразователи одиночных сигналов. Энергия., М., 1974.

2. Деменков В.Г. и др. Система модулей для временного анализа. Препринт ФЭИ-724, Обнинск, 1976 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее схему управления, интегрирующую емкость, генераторы токов заряда и разряда, компаратор, петлю обратной связи, фиксирующую исходный потенциал на входе компаратора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью устранения дрейфа исходного потенциала компаратора, устранения нелинейности начального участка заряда интегрирующей емкости, расширения рабочего диапазона устройства, в состав петли обратной связи введен повторитель напряжения, выход которого соединен с прямым входом операционного усилителя, другой вход усилителя соединен с источником опорного напряжения, выход операционного усилителя соединен с базой транзистора, эмиттер которого через сопротивление соединен с источником питания, а коллектор — с эмиттерами транзисторов балансного каскада, один из его коллекторов подсоединен к второму источнику питания, а другой к интегрирующей емкости, с которой соединен вход повторителя напряжения, базы транзисторов балансного каскада управляются выходами схемы управления, входы компаратора соединены с входами операционного усилителя, отключение петли обратной связи устройства осуществляется опережающим преобразуемый временной интервал сигналом, поступающим из схемы управления.

88454

1 ....-.Изобре ение относится к технике радиоизме ения и может быть использовано для измерения длительности .импульсов Субнаносекундного диапазона.

Известны:„,устройства для расшире :, ния врЕмеМных интервалов, в которых

:расширение осуществляется за счет дискретности счета (13.

Недостатком такого рада устройств .4зляется наличие погрешностей, возникающих из-за нелинейного характера заряда накопительной емкости и изза нестабилы ости порога срабатывания дискриминатора фиксирующего мо7 мента разряда ранее заряженной емкости.

Нелинейность заряда накопительной емкости в большой степени определяется наличием ключей, выполнен20 ных на диодах в цепи ее заряда, Известны устройства, где устраняется нелинейность начального участка заряда накопительной емкости )2 3.

Однако такое устройство обладает сравнительной сложностью схемы и большим временем преобразования, необходимым для устранения этой нелинейности. Как и в предлагаемом устройстве, в схеме задание исходного

30 потенциала на запоминающей емкости обеспечивается применением петли обратной связи, что обеспечивает частич ую компенсацию температурного и временного дрейфов исходного потенциала.

Однако эта схема обладает рядом недостатков. Сравнительно большой дрейф исходного потенциала на входе компаратара обусповлен дрейфом нуля дифференциального усилителя, входящего в состав петли «братной связи; недостаточно болыпим коэффициентом усиления элементов, составляющих петлю обратной связи. Схема не может работать с импульсами,,цлительность которых соизмерима с временем отключения обратной вязи, так как это переключение осуществляется самим сигналам.

Из-за наличия туннельного диода в схеме накладыьаются очень веские требования на источник опорного напряжения (+ E ) относительна источ - оо ника напряжения на ба-е транзистора дифференциального усилителя. который не входит непосредственно в цепь абратной связи.

3 2

Цель изобретения — устранение дрейфа исходного потенциала компаратора, устранейие нелинейности начальtoIo участка заряда интегрирующей емкости, расширение рабочего диапазона устройс "ва.

Пель достигBE.òoя TBb что В уст— ройстве, содержащем схему управления, интегрирующую емкость, генераторы токов заряда и разряда, компаратор, петлю обратной связи, фиксирующую исходный потенциал на входе компаратора, в состав петли обратной связи входят: повторитель напряжения, выход которого соединен с прямым входом операционного усилителя, другой вход усилителя соединен с источником опорного напряжения, выход операционного усилителя соединен с базой транзистора, эмитT åð которого через сопротивление соединен с исто никам питания, а коллектор — с эмиттерами транзистороь баланснога каскада, один из его коллекторов нодсоединен к ьтсрому источнику питания, а другой — к интегрирующей емкос-.и, с которой соединен вход повторителя напряжен;»,, базы транзисторов балансного ка"када управляются выходами схемы управления, входы компаратора соединены с входами опера,ионного усилителя, отключение петли абра=ной связи устройства осуществляется опережающим преобразуемый временнои интервал сигналом, поступающим из схемы управления, Сравнительная простота схемы ожет обеспечить,ее реализацию в гиде гибридной интегральной схемы.

На фиг. 1 гриведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 эпюры, поясн- þùèå принцип работы устройства.

На схеме выход управляемого гене— ратсра 1 тока заряда и вход постоянно работающего генератора 2 тока разряда подсоединены к емкости, к которой подсоединены коллектор транзистора 3, входящего в балансный каскад, и вход повторителя 4 напряжения, выход которо..> подсоединен к прямому входу операционного усилителя 5 и к одному из входов компаратора 6, другие входы которых объединены и под соединены к источнику опорного напряжения Е,, выход операционного усилителя 5 псдсоединеH к базе транзистора 7, эмиттер котсраго чере сопротивление соединен с источникам витав

88454

3 ния Е„, а коллектор — с эмиттерамп транзисторов 3 и 8 балансного каскада, коллектор второго транзистора 8 подсоединен к второму источнику питания Е выход компаратора соединен г с входом схемы 9 управления, выходы которой соединены с базами транзисторов балансного каскада и генератором 1 тока заряда, на второй вход схемы 9 управления подается преобразуемый импульс, второй конец интегрирующей емкости соединен с общей ши— ной, Принцип работы устройства поясняется эпюрами, снятыми в точках А-Д схемы (фиг. 2).

Работа. устройства осуществляется следующим образом.

До начала преобразования — прихо.да импульса на вход схемы 9 управления петлей обратной связи, составленной из операционного усилителя 5, транзистора 7, открытого в данный момент транзистора 3 и повторителя

4 напряжения, обеспечивается фиксированный потенциал на входах компаратора 6, заданный величиной опорного напряжения E . Наличие такой петли оп обратной связи исключает временную и температурную нестабильность поро.ra срабатывания компаратора.

После прихода на вход схемы 9 управления импульса преобразуемого временного интервала (эпюра точки В), 35 схема управления закрывает транзистор 3, одновременно открывая тран3 4 зистор 8 (эпира напряжении н точках

Л и Б), почает задержанный входной импульс на вход генератора 1 тока заряда, который вырабатывает равный ему по длительности импульс тока, заряжающий емкость (эпюра точки Г). !!остоянно включенный генератор ? тока заряда обеспечивает л»»»»ей»»ое изменение напряжения до потенциала, равного Е,, момент разрчда фиксируется компаратором. Момент первого срабатывания компаратора фиксируется схемой управления, отмечая конец временного интервала преобразования.

Полный интервал времени преобразования показан на эпюре точки Д.

Предлагаемое устройство обладает повыщенной точностью привязки исходного уровня компаратора до величины, определяемой дрейфом нуля операционного усилителя; в схему введена такая петля обратной связи, стабилизирующая исходный потенциал на входе компаратора, в которой нет ключей, выполненных «а диодах, она устраняет нелинейность начального участка заряда накопительной емкости; рабочий диапазон устройства со стороны малых времен ограничен только быстродействием генератора тока заряда; исходный уровень компаратора всецело определяется величиной опорного напряжения E и не зависит от режимов раon боты других элементов схемы; сравнительная простота схемы может обеспечить ее реализацию в виде гибридной интегральной схемы.

884543

Еоп

Редактор В.Письман Техред С.Мигунова Корректор А. Зимокосов

Заказ 9202/2 Тираж 86i Подписное

ВНК4ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4