RU1806442C - Зар дочувствительный усилитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и представл ет собой за- р дочувствительный усилитель с расширенным динамическим диапазоном по входному зар ду. Расширение динамического диапазона достигаетс  включением в цепь отрицательной обратной св зи варика- па, емкость которого увеличиваетс  при возрастании амплитуды выходного импульса, а это приводит к уменьшению этой амплитуды , хот  величина выходного зар да не измен етс  вследствие пропорционального увеличени  длительности выходного импульса при увеличении емкости варикапа, 1 ил..

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, а именно к зар дочувст- вительным усилител м, и может быть использовано в качестве предусилител  импульсных сигналов детекторов  дерных излучений .

Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазона по входному зар ду при сохранении надежности.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Зар дочувствительный усилитель выполнен на основе операционного усилител  1, выход которого через резистор 2 соединен с инвертирующим входом операционного усилител  1 и через конденсатор 3 с анодом варикапа 4 и средней точкой 5 двух- звенного резисторного делител  6, выполненного на резисторах 7 и 8. Резистор 7 подключен к минусовой шине 9 напр жени  питани  Кпит., а резистор 8 - к общей шине 10 устройства, к которой подключен также неинвертирующий-вход операционного усилител . Катод варикапа 4 соединен с инвертирующим входом операционного усилител  1,  вл ющегос  входом устройства.

Предлагаемый Зар дочувствительный усилитель работает следующим образом.

При поступлении на вход импульсных сигналов с детектора  дерных излучений на выходе зар дочувствительного усилител  образуютс  импульсы напр жени  с амплитудой

,Qex

UoCi

Сь

где QBX- зар д входного импульса; Се емкость варикапа. Форму импульса напр жени  при выполнении услови  tBx. « т, где tax. длительность входных импульсов, т Св (Рд). RA - внутреннее сопротивление детектора, R2 - сопротивление резистора 2 обратной св зи, описываетс  выражени ми:

- 1

Увых. U0 е т Соответственно, зар д выходного импульса

ел С

00

о о

4 Ю

СО

оо

Овых. L

UBUX

dt U0CB(RA//R2)RH,

° RH

где RH сопротивление нагрузки. Таким образом , коэффициент усилени  зар да

RflHR2 QBXRH

посто нен и не зависит от величины емкости обратной св зи Св.

Как известно, величина Се зависит от величины приложенного к варикапу напр жени  обратного смещени  Осн., уменьша сь при его увеличении. В исходном состо нии устанавливаетс  при помощи ре- зисторного делител  5

UCMO

Упит R8

R8 + R71

при котором величина Се минимальна. По вление на выходе усилител  импульса напр жени  положительной пол рности приводит к равному величине выходного напр жени  уменьшению UCM. UCMO - Uebix. и к соответствующему увеличению Св. Так как величина 1)Вых. обратно пропорциональна величине Св, то это, следовательно, приводит к тому, что при возрастании входного зар да QBX. скорость увеличени  Шых. уменьшаетс , т.к. к расширению динамического диапазона усилител  по входному зар ду . При этом, как показано выше, коэффициент усилени  усилител  по зар ду Кз остаетс  неизменным и, следовательно, величина зар да на выходе усилител  может служить источником неискаженной информации о  дерном излучении.

Величина коэффициента расширени  динамического диапазона

Кдр|/ Овх.макс

-jp-, где Кдр. -х---

Кдr UBX.MHH

- КОЭф.

перекрыти , характеризующий динамический диапазон по зар ду предлагаемого устройства , зависит от величины

0

5

0

5

0

5

0

5

коэффициента перекрыти  по емкости Кс варикапа . Т.К. Овх.макс. иМакс-Свмакс

где Св.макс - средн   величина Св в диапазоне изменени  UCM., равном имакс(пр.и линейном изменении Св от напр жени  Се макс

К - Свмин). QBX.MHH UMHH Семин- ТО . Кр

tTК

вмакс с например, при использовании

t-мин i .

варикапа КВ135А, АР, у которого Кс « 20 при UCM - И...10 В, КрсгЮ.

В действительности Свлл-г- . где п измеUn

н етс  от 1 /3 до 3 в зависимости от распределени  примесей в полупроводнике в зоне p-n-перехода, и на рабочем участке, где измен етс  Увых., может быть линеаризирована .

Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет значительно расширить динамический диапазон по входному зар ду зар дочувствительного усилител  при сохранении других его параметров надежности, отношени  сигнал-шум и т.п.).

Формул а изо бретен и   Зар дочувствительный усилитель, содержащий операционный усилитель, выход которого соединен с первой обкладкой конденсатора и первым выводом резистора, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилител , соединенному с источником входного зар да, неинвертирующий вход операционного усилител  соединен с общей шиной, о. т л и ч а ю щи и с   тем, что, с целью расширени  динамического диапазона по входному зар ду при сохранении надежности , введен резисторный делитель отрицательного напр жени  питани  и варикап, анод которого подключен к второй обкладке конденсатора и средней точке резисторного делител  отрицательного напр жени  питани , а катод - к инвертирующему входу операционного усилител .