RU2018981C1

RU2018981C1 - Amplitude detector

Info

Publication number: RU2018981C1
Authority: RU
Inventors: А.О. Гофенберг; А.В. Поляков
Original assignee: Гофенберг Александр Оскарович
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: automatics; computer technology. SUBSTANCE: the second operational amplifier with corresponding couplings is introduced into the amplitude detector, that results to reduction in speed of changing of output voltage at reduction of leakage current value, which discharges memorizing capacity. EFFECT: improved precision. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники, а именно к амплитудным (пиковым) детекторам, и может быть использовано для выявления амплитуды или пиковых значений сигнала в системах управления, диагностики и информационных устройствах. The invention relates to automation devices and computer technology, namely to amplitude (peak) detectors, and can be used to detect the amplitude or peak values of a signal in control systems, diagnostics, and information devices.

Одной из основных характеристик амплитудных детекторов является точность в режиме хранения записанного сигнала, которая определяется скоростью изменения выходного напряжения. One of the main characteristics of amplitude detectors is accuracy in the storage mode of the recorded signal, which is determined by the rate of change of the output voltage.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является амплитудный (пиковый) детектор, содержащий входной операционный усилитель, выход которого подключен через два диода к емкости и к повторителю, выход которого, являясь выходом амплитудного детектора, одновременно подключен к второму (инвертирующему) входу входного операционного усилителя, работающему в режиме компаратора, обеспечивая тем самым общую отрицательную обратную связь в амплитудном детекторе. При этом второй вывод емкости подключен к шине нулевого потенциала, а выход амплитудного детектора подключен через резистор к связи, соединяющей два последовательных диода. В режиме хранения последняя связь уменьшает напряжение, приложенное к диоду VD2. Closest to the proposed technical essence is an amplitude (peak) detector containing an input operational amplifier, the output of which is connected through two diodes to a capacitor and to a repeater, the output of which, being the output of the amplitude detector, is simultaneously connected to the second (inverting) input of the input operational amplifier operating in the comparator mode, thereby providing overall negative feedback in the amplitude detector. In this case, the second output of the capacitance is connected to the bus of zero potential, and the output of the amplitude detector is connected through a resistor to a connection connecting two consecutive diodes. In storage mode, the last link reduces the voltage applied to the VD2 diode.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность в режиме хранения амплитудного (пикового) значения записанного сигнала, обусловленная разрядом запоминающего конденсатора вследствие токов утечки диода VD2. A disadvantage of the known device is the lack of accuracy in the storage mode of the amplitude (peak) value of the recorded signal due to the discharge of the storage capacitor due to the leakage currents of the diode VD2.

Целью изобретения является повышение точности амплитудного (пикового) детектора в режиме хранения сигнала путем снижения скорости изменения выходного напряжения при снижении величины тока утечки, разряжающего запоминающую емкость. The aim of the invention is to increase the accuracy of the amplitude (peak) detector in the signal storage mode by reducing the rate of change of the output voltage while reducing the leakage current discharging the storage capacitance.

Цель достигается тем, что в амплитудный детектор, содержащий входной первый операционный усилитель, выход которого подключен через два последовательно включенных диода к первому выводу конденсатора и входу повторителя, выход которого, являясь выходом амплитудного детектора, одновременно подключен к инвертирующему входу входного операционного усилителя, второй вывод конденсатора присоединен к шине нулевого потенциала, а неинвертирующий вход первого операционного усилителя является входом детектора, введены второй операционный усилитель и третий диод, катод которого подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, к катоду первого и аноду второго диодов, анод третьего диода подключен к выходу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с входом повторителя. The goal is achieved in that in the amplitude detector containing the input of the first operational amplifier, the output of which is connected through two series-connected diodes to the first output of the capacitor and the input of the repeater, the output of which, being the output of the amplitude detector, is simultaneously connected to the inverting input of the input operational amplifier, the second output a capacitor is connected to the bus of zero potential, and the non-inverting input of the first operational amplifier is the input of the detector, the second operational amplifier is introduced an amplifier and a third diode, the cathode of which is connected to the inverting input of the second operational amplifier, to the cathode of the first and the anode of the second diodes, the anode of the third diode is connected to the output of the second operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to the input of the repeater.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что такая совокупность признаков не обнаружена и, следовательно, обеспечивает заявляемому решению соответствие критерию "Существенные отличия". Comparison of the claimed solutions with other technical solutions in the given field of technology shows that such a totality of features is not found and, therefore, ensures the claimed solution meets the criterion of "Significant differences".

На чертеже показана функциональная схема амплитудного детектора. The drawing shows a functional diagram of an amplitude detector.

Амплитудный детектор содержит первый операционный усилитель 1, диоды 2, 3, конденсатор 4, повторитель 5, диод 6 и второй операционный усилитель 7. The amplitude detector comprises a first operational amplifier 1, diodes 2, 3, a capacitor 4, a repeater 5, a diode 6, and a second operational amplifier 7.

Выход операционного усилителя 1 через последовательно соединенные диоды 2, 3 подключен к первому выводу конденсатора 4 и входу повторителя 5, второй вывод конденсатора 4 подключен к шине нулевого потенциала, выход повторителя 5, являясь выходом амплитудного детектора, подключен к инвертирующему входу усилителя 1, неинвертирующий вход которого является входом детектора, точка соединения диодов 2, 3 подключена к катоду диода 6 и к инвертирующему входу второго операционного усилителя 7, неинвертирующему входу второго подсоединен первый вывод конденсатора 4. The output of the operational amplifier 1 through series-connected diodes 2, 3 is connected to the first output of the capacitor 4 and the input of the follower 5, the second output of the capacitor 4 is connected to the zero potential bus, the output of the follower 5, being the output of the amplitude detector, is connected to the inverting input of the amplifier 1, a non-inverting input which is the input of the detector, the connection point of the diodes 2, 3 is connected to the cathode of the diode 6 and to the inverting input of the second operational amplifier 7, the non-inverting input of the second is connected to the first output to ndensatora 4.

В качестве операционных усилителей 1, 7 и повторителя 5 можно использовать усилители типа К544УД1, в качестве диодов 2, 3, 6 - Д223, емкость 4 типа К73-17. As operational amplifiers 1, 7 and repeater 5, you can use amplifiers of the K544UD1 type, as diodes 2, 3, 6 - D223, a capacitance of 4 type K73-17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Входной сигнал положительной полярности подается на неинвертирующий вход входного операционного усилителя 1. Если входной сигнал больше выходного сигнала устройства, то на выходе входного операционного усилителя 1 установится максимальное напряжение, что приводит к заряду емкости 4 через диоды 2 и 3. Заряд емкости продолжается до тех пор, пока напряжение на ней не сравняется с входным. Выход операционного усилителя 7 во время заряда емкости отключен от устройства диодом 6. Если входное напряжение станет меньше выходного, то на выходе входного операционного усилителя 1 появится напряжение отрицательного знака, запирающее диоды 2 и 3 и переводящее устройство в режим хранения. The input signal of positive polarity is fed to the non-inverting input of the input operational amplifier 1. If the input signal is larger than the output signal of the device, then the maximum voltage is set at the output of the input operational amplifier 1, which leads to the charge of the capacitance 4 through diodes 2 and 3. The charge of the capacitance continues until until the voltage on it is equal to the input. The output of the operational amplifier 7 is disconnected from the device by the diode 6. When the input voltage becomes lower than the output, a negative sign voltage will appear at the output of the input operational amplifier 1, locking diodes 2 and 3 and putting the device into storage mode.

В режиме хранения падение напряжения на диоде 3 приводит к установлению положительного напряжения на выходе операционного усилителя 7, что открывает диод 6. В результате на диоде 3 устанавливается напряжение, близкое к нулю. In storage mode, the voltage drop across the diode 3 leads to the establishment of a positive voltage at the output of the operational amplifier 7, which opens the diode 6. As a result, a voltage close to zero is established on the diode 3.

Ток разряда конденсатора 4 определяется током, протекающим через диод 3, и описывается выражением
I_д=I

e

-1

где I_o - тепловой ток диода 3;
U_см - напряжение смещения на входе операционного усилителя 7;
φ_т - температурный потенциал диодов.The discharge current of the capacitor 4 is determined by the current flowing through the diode 3, and is described by the expression
I _d = I

e

-1

where I _o - thermal current of the diode 3;
U _cm is the bias voltage at the input of the operational amplifier 7;
φ _t is the temperature potential of the diodes.

Как следует из приведенного выражения, с уменьшением напряжения смещения на входе операционного усилителя 7 снижается ток разряда конденсатора 4, вследствие чего уменьшается скорость изменения выходного напряжения. As follows from the above expression, with a decrease in the bias voltage at the input of the operational amplifier 7, the discharge current of the capacitor 4 decreases, as a result of which the rate of change of the output voltage decreases.

Claims

Amplitude detector containing a first operational amplifier, the output of which is connected through two series-connected diodes to the first output of the storage capacitor and the input of the voltage follower, the output of which is the output of the detector and connected to the inverting input of the first operational amplifier, the non-inverting input of which is the input of the detector, the second output of the storage a capacitor is connected to a bus of zero potential, and a third diode, characterized in that, in order to improve the accuracy of the detector in mode e storing information entered into it a second operational amplifier non-inverting input coupled to a first terminal of the storage capacitor, and through a third diode output connected to its inverting input terminal and the common terminal of the first and second diodes.