SU1250962A1

SU1250962A1 - Широкополосный стробоскопический преобразователь

Info

Publication number: SU1250962A1
Application number: SU843798566A
Authority: SU
Inventors: Михаил Львович Гуревич; Борис Владимирович Гришин; Анатолий Васильевич Черемохин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4367
Priority date: 1984-10-10
Filing date: 1984-10-10
Publication date: 1986-08-15

Abstract

Изобретение может быть использовано дл преобразовани мгновенных значений напр жений широкополосных и импульсных сигналов в диапазоне 0-10 ГГц, в частности в стробоскопических осциллографах, стробоскопических вольтметрах, аналого- цифровых преобразовател х. Целью изобретени вл етс повьшение точности преобразовани . Дл достижени этой цели в устройство дополнительно введены два дифференциальных операционных усилител 9 и 13, два резистора 10 и 14 обратной св зи, два масштабных резистора 11 и 15 и делитель 8 напр жени . На чертеже также показана шина 1 входного сигнала , четырехдиодный мостовой ключ 2, блок 3 пам ти, разв зывающий резистор 4, буферный усилитель 5, пгины 6 выходного сигнала, генератор iS (Л

Description

7 строб-импульсов, источники 12 и 16 питающего напр жени , входы 17 и

18усилител 5, инвертирующие входы

19и 20 и неинвертирующие входы 21

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл преобразовани мгновенных значений напр жений широкополосных и импульсных сигналов в диапазоне 0-10 ГГц, в частности в стробоскопических осциллографах, стробоскопических вольтметрах, ана- .лого-цифровых преобразовател х, с

Целью изобретени вл етс повышение точности преобразовани .

На фиг, 1 представлена структурна электрическа схема устройства; на фиг. 2 - структурна электрическа схема устройства, включающа принципиальную схему варианта буферного усилител , в котором использо ван входной каскад на полевых транзисторах .

Устройство (фиг, 1) состоит из щи ны 1 входного сигнала, четырехдиод- ного мостового ключа 2, блока 3 пам ти , разв зывающего резистора 4, буферного усилител 5, шины 6 выходного сигнала, генератора 7 строб-импульсов , делител 8 напр жени , первого дифференциального операционного усилител 9. первого резистора 10 обратной св зи, первого масштабного резистора 11. первого источника 12 питающего напр жени второго дифференциального операционного усилител 13, второго резистора 14 обратной св зи, второго масштабного резистора 15 и второго источника 16 питающего напр жени , На фиг. 1 также обозначены: первый питающий вход 17 буферного усилител J второй питаюпщй вход 18 буферного усилител , инвертирующие входы 19 20 операционных усили- телей неинвертирующие входы 21 , 22 операционных усилителей, выходы 23 и

24операционных усилителей, выход

25буферного усилител и выходной зажим 26 делител напр жени .

и 22 и выходы 23 и 24 операционных усилителей, выход 25 усилител 5 и выходной зажим 26 делител напр жени . 2 ил.

На фиг, 2 обозначены обща точка 27 резисторов 28 и 29, вход 30 буферного усилител , резисторы 28 и 29 обратной св зи буферного усилител ,

первый и второй транзисторы 31, 32 входного каскада буферного усилител , выходной каскад 33 буферного усилител , сток 34 и исток 35 первого транзистора входного каскада, паразитна емкость 36 сток-затвор и паразитна емкость 37 исток-затвор первого транзистора входного каскада, резистор 38 стоковой нагрузки первого транзистора входного каскада буферного усилител .

Блок 3 пам ти выполнен на конденсаторе , В качестве дифференциальных операционных усилителей 9 и 13 используютс микросхемы 544УД2Б, В качестне делител 8 напр жени используетс резистивный делитель на двух резисторах , обладающих высокой стабильностью и точностью (типа С2-29), В качестве резисторов 10, 11, 14 и 15 также использованы резисторы типа С2-29, Согласно фиг, 1 первый вход четырех- диодного мостового ключа 2 соединен с шиной 1 входного сигнала, второй вход - с выходом генератора 7 стробимпульсов , а выход - с входом блока 3 пам ти, выход которого соединен через разв зывающий резистор 4 с входом буферного усилител 5, выходом соединенного с шиной 6 выходного сигнала.

Вход делител 8 напр жени соединен с выходом 25 буферного усилител

5, а зажим 26 - с неинвертирующими, входами 21, 22 первого и второго дифференциальных операционных усилителей 9 и J3, инвертирующий вход 19 первого дифференциального операционного усилител 9 соединен через пер- вый масштабный резистор 11 с потенциальным зажимом первого источника

12 питающего напр жени и через пер3

вый резистор 10 обратной св зи - с выходом 23 первого дифференциального операционного усилител 9 и первым питающим входом 17 буферного усилител 5, инвертирующий вход 20 второго дифференциального операционного усилител 13 соединен через второй масштабный резистор 15 с потенциальным зажимом второго источника 6 питающего напр жени и чере зторой резистор 14 обратной св зи - с выходом 24 второго дифференциального операционного усилител 13 и вторым питающим входом 18 буферного усилител 5.

Устройство работает следующим образом .

В исходном режиме до прихода очередного строб-импульса (t О) накопительный конденсатор блока 3 пам ти разр жен до нул , напр жение на входе 30 буферного усилител 5 также равно нулю. Поэтому напр жени на выходе 25, шине 6, зажиме 26, входах 22 и 21 также равны нулю:

UjoCo) и (О) (О) и (О) и (О)

%(0)0.

Выходные напр жени операционных усилителей 9 и 13 и равные им соответственно напр жени на питающих входах 17 и 18 буферного усилител 5 равны

Ц.(0)%(0)Е.|7

Ц(0)и,,(0)Е,, ; 15

где Е , - напр жени источников

12 и 16.

В момент действи строб-импульса ключ 2 открываетс и накопительньй конденсатор блока 3 пам ти быстро зар жаетс до величины напр жени сигнала, присутствующего на шине 1. Резистор 4 преп тствует прохождению зар дного тока во входную цепь буферного усилител 5. После окончани строб-импульсов зар д Qg, накопленный на накопительном конденсаторе, через резистор 4 подводитс на вхо 30 буферного усилител 5.

Емкостные входные токи через паразитные емкости 36, 37 (фиг. 2) компенсируютс встречными токами раной величины. Это осуществл етс за сч ет того, что при изменении напр жени на затворе входного по50962

левого транзистора буферного усилител 5 на Столько же измен ютс напр жени на стоке 34 и истоке 35 этого транзистора. В итоге напр же- 5 ни на емкост х 36 и 37 остаютс неизменными и величины потер нных накопительным конденсатором на них зар дов равны нулю. Дл операционных усилителей 9 и 13 справедливы со- tO отношени , определ ющие св зь входных и выходных напр жений:

И 11 СИ- --- )+ 5-- 11 iJ гг R -R,,

.

5

If

2 2И При этом

U,. где Ку, Kj - коэффициенты передачи

усилител 5 и делител 8. Напр жени на выходах операционных усилителей 9 и 13 равны

VVKj-KgCi-l - )-Е.г .

W

, ,.

1515

Изменени питающих напр жений U, и и, обусловленные наличием сигнала и , равны

bv

R

аи,и„-и,,(0).К5-К,(1 ).

rUn-44(o)(

при выполнении условий

VK,(I. ) ,, K,-K(i..

(1)

(2)

5

Питающие напр жени и U измен етс на величину U,., т.е. на ту же величину, на .которую изменилось напр жение на входе буферного усилител

Ч.Чгиз«При этом межэлектродные напр жени и токи стока транзисторов буферного усилител не измен тс .

Так как токи, через транзисторы буферного усилител 5, не иэмен ют,- с , то не измен ютс и напр жени затвор-сток и затвор-исток

Это означает, что зар ды йр и &Ц , тер емые конденсатором, равны нулю

Oo C3e-fiVCjM .H 0Следовательно , напр жение на накопительном конденсаторе не измен ес по сравнению с уровнем, запомненным на нем при стробировании, и не зависит от нестабильности емкостей транзисторов и их нелинейности, что увеличивает точность преобразовани .

Если в качестве буферного усилител использовать истоковый повторитель , то степень увеличени точности меньше, так как коэффициент передачи такого каскада зависит от крутизны характеристики полевого транзистора и отличаетс от единицы . Использование истокового повторител ограничено также температурной нестабильностью исходного выходного напр жени полевого транзистора и отсутствием усили по напр жению .

Claims

Формула изобретени

Широкополосный стробоскопический преобразователь, содержащий четырехдиодный мостовой ключ, пер- вый вход которого соединен с шиной входного сигнала, второй вход - с выходом генератора строб-импульсов а выход - с входом блока пам ти.

выход которого соединен через разв зывающий резистор с входом буферного усилител , выходом соединенно- го с шиной выходного сигнала, и два источника питающих напр жений, о т- личающийс тем, что, с целью повьшюни точности преобразовани , он снабжен двум дифференциальными операционными усилител ми, двум резисторами обратной св зи, двум масштабными резисторами и делителем напр жени , вход которого соединен с выходом буферного усилител , а выход - с неинвертирующими входами первого и второго дифференциальных операционных усилителей , инвертирующий вход первого дифференциального операционного усилител соединен через первый масштабный резистор с потенциальным зажимом первого источника питающего напр жени и через первый резистор обратной св зи - с выходом первого

дифференциального операционного усилител и первым питающим входом буферного усилител , инвертирующий . вход второго дифференциального операционного усилител соединен через

второй .масштабный резистор с потенциальным зажимом второго источника питающего напр жени и через второй резистор обратной св зи - с выходом второго дифференциального операционного усилител и вторым питающим входом буферного усилител .

Рм.г