SU1615631A1 - Амплитудный детектор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении амплитуды гармонических колебаний низкой и инфранизкой частоты и амплитуды импульсных напр жений с большим периодом следовани . Целью изобретени   вл етс  повышение точности. Амплитудный детектор содержит три однополупериодных амплитудных детектора 1,8,11 (ОАД), каждый из которых имеет компаратор 2, вентиль 3, повторитель 4 напр жени , ключ 5 управлени  и конденсатор 6, а также инвертор 7 напр жени , сумматор 9, делитель на два 10, компаратор 12 управлени , блок 13 дифференцировани  и три ждущих мультивибратора 14-16. В состав третьего ОАД 11 дополнительно введен резистор 17, включенный между ключом 5 управлени  и общей шиной. Амплитуда положительной и отрицательной полуволны синусоидального напр жени , поступающего на вход амплитудного детектора, запоминаетс  с большой точностью в каждый период соответствующими амплитудными детекторами ОАД 1 и ОАД 8. Выходные напр жени  ОАД 1 и ОАД 8, сложившись в сумматоре 9, поступают на вход делител  на два 10, на выходе которого устанавливаетс  истинное значение амплитуды исследуемого сигнала, которое и запоминаетс  третьим ОАД 11. Введение резистора 17 обеспечивает непрерывность выходного сигнала и повышает точность амплитудного детектора за счет устранени  перерегулировани  в третьем ОАЛ 11. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении амплитуды гармонических колебаний низкой и инфра- низкой частоты и амплитуды импульсных напр жений с большим периодом следовани , в частности при измерении амплитуды инфранизкочастотных колебаний подвижной системы колебательных стендов, предназначенных дл  испытаний сейсмической аппаратуры, а также записи энергетической характеристики модулированного или импульсного лазерного излучени ,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

На фиг.1 представлена функциональна  схема детектора: на фиг.2 - временные диаграммы.

Амплитудный детектор содержит первый однополупериодный амплитудный детектор 1, содержащий компаратор 2, пр мой вход которого подключен к входу однополупериодного амплитудного детектора 1, а выход через вентиль 3 соединен с входом повторител  4 напр жени . Между пр мым входом повторител  4 напр жени  и общей шиной включены ключ 5 управлени  и конденсатор 6, Выход повторител  4 напр жени  соединен с вторым входом компаратора 2 и выходом однополупериодного амплитудного детектора 1. Вход инвертора 7 напр жени  соединен с входом устройства, а выход подключен к входу вта- рого однополупериодного амплитудного детектора 8, выход которого соединен с вторым входом суматора 9, первый вход которого подключен к выходу первого однополупериодного амплитудного детектора 1. а выход через делитель на два 10 соединен с входом третьего однополупериодного амплитудного детектора 11, выход которого  вл етс  выходом устройства. Все три однополупериодных амплитудных детектора 1, 8 и 11 выполнены по идентичной схеме,

Вход компаратора 12 управлени  соединен с входами устройства и первого однополупериодного амплитудного детектора 1, а на выход через блок 13 дифференцировани  - с входом первого ждущего мультивиб- ратора 14, Выход первого ждущего мультивибратора 14 подключен к входу ключа 5 управлени  третьего однополупериодного амлитудного детектора 11 и входу второго ждущего мультивибратора 15. Выход второго ждущего мультивибратор а 15 подключен к входу третьего ждущего муль- тклзибратора 16, выход которого подключен к входам ключей 5 управлени , первого 1 и второго 8 однополупериодных амплитудных

детекторов. Выход ключа 5 управлени  третьего однополупериодного амплитудного детектора 11 соединен с общей шиной через резистор 17.

Детектор работает следующим образом .

Положительна  полуволна (фиг.2а) синусоидального напр жени  на входе амплитудного детектора через вентиль 3 зар жает

конденсатор 6 однополупериодного амплитудного детектора 1 до экстремального значени  (в нормальном состо нии все ключи 5 управлени  закрыты). Напр жение, соответствующее зтому экстремальному значению,

проход  через сумматор 9 и делитель на два 10, делитс  пополам и устанавливаетс  на выходе третьего однополупериодного амплитудного детектора 11 (фиг.2к, точка А). Отрицательна  полуволна, прошедша  через

инвертор 7, зар жает второй однополупериодный амплитудный детектор 8 до напр жени , соответствующего величине отрицательного экстремума, которое, сложившись на сумматоре 9 с экстремальным

значением положительной полуволны, поступает на вход делител  на два 10. На выходе делител  на два 10 устанавливаетс  истинное значение амплитуды исследуемого сигнала, которое и устанавливаетс  на

выходе устройства (фиг.2к, точка В). Из входного сигнала на выходе компаратора 12 формируютс  пр моугольные импульсы (фиг.26) и, проход  через блок 13 дифференцировани  (фиг.2в), запускают первый ждущий мультивибратор 14, формирующий импульс, длительностью ri 7 г , где т - посто нна  времени разр дной цепи запоминающей  чейки третьего однополупериодного амплитудного детектора 11 (фиг,2).

Величину сопротивлени  резистора 17 разр дной цепи третьего однополупериодного амплитудного детектора 11 выбирают, исход  из нагрузочной способности компаратора 2 амплитудного детектора 11. Передний

фронт импульса запуска (фиг.2г) первого ждущего мультивибратора 14 совпадает по времени с моментом перехода измер емого напр жени  от отрицательных значений к положительным. Импульс длительностью

п поступает на вход ключа 5 управлени  третьего однополупериодного амплитудного детектора 11 и открывает его.

При этом, если напр жение, действующее на входе третьего полупериодного амплитудного детектора 11, оказалось меньшим, чем напр жение на конденсаторе 6 хранени  этого детектора 11, то конденсатор 6 разр жаетс  через резистор 17 до входного напр жени  (фиг.2к, точка М). Еели амплитуда анализируемого периода окажетс  большей амплитуды предшествующего периода, то подзар д конденсатора 6 третьего однополупериодного амплитудного детектора 11 закончитс  в момент до- стижени  максимального значени  отрицательной полуволны текущего периода (фиг.2к, точка Ж), а во врем  действи  импульса длительностьюГ1 на ключ 5 управлени  детектора 11 напр жение на конден- саторе 6 в детекторе 11 останетс  неизменным, так как на его входе действует такое же напр жение (фиг.2к, точка 3).

Напр жение Увых на выходе устройства имеет непрерывный характер и нет даже кратковременных провалов в выходной характеристике при переписи очередных амплитудных значений, которые наблюдаютс  в известном. Изменени  амплитуды входного сигнала на выходе устройства про в тс  в виде плавных переходов от одного уровн  к другому (фиг.2к). Напр жение перерегулировани , св занной с коммутацией ключа 5, устранено за счет разр да конденсатора 6 через резистор 17. Задний фронт импульса Г1 запустит второй ждущий мультивибратор 15, обеспечивающий надежное закрытие ключа 5 управлени  в третьем однополупе- риодном амплитудном детекторе 11.

Задний фронт импульса Г2 запускает третий ждущий мультивибратор 16, который формирует импульс, длительностью Гз (фиг.2е).

Импульс длительностью Тз с выхода третьего ждущего мультивибратора 16 по- ступает на ключи 5 однополупериодных детекторов 1 и 8, открывает их, тем самым обнул   эти однополупериодные амплитудные детекторы 1 и 8. На следующем периоде входного Сигнала однополупериодный амп- литудный детектор 1 оп ть зар жаетс  до экстремального значени  положительной полуволны, а однополупериодный амплитудный детектор 8 - до экстремального значени  отрицательной полуволны. Далее весь цикл повтор етс .

Предлагаемый амплитудный детектор обладает высокой точностью, обусловленной тем, что в выходной характеристике де

тектора нет провалов и сигнал на выходе третьего однополупериодного детектора, св занный с изменением амплитуды измер емого сигнала на входе амплитудного детектора , представл ет собой плавно измен ющеес  напр жение без скачков,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Амплитудный детектор, содержащий три однополупериодных амплитудных детектора , сумматор, делитель на два, инвертор напр жени , компаратор управлени , блок дифференцировани , первый, второй и третий мультивибраторы, каждый из однополупериодных амплитудных детекторов содержит компаратор, соединенный первым входом с входом однополупериодного амплитудного детектора, выходом - через вентиль с входом повторител  напр жени , между входом которого и общей шиной включены конденсатор и ключ управлени , выход повторител  напр жени  подключен к второму входу компаратора и к выходу однополупериодного амплитудного детектора , вход инвертора напр жени  соединен с входом амплитудного детектора, выход с входом второго однополупериодного амплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом сумматора, подключенного первым входом к выходу первого однополупериодного амплитудного детектора, а выходом через делитель на два с входом третьего однополупериодного амплитудного детектора, вход компаратора управлени  подключен к входу амплитудного детектора, а выход через блок дифференцировани  с входом первого ждущего мультивибратора, выход которого подключен к ключу управлени  третьего однополупериодного амплитудного детектора, выход которого  вл етс  выходом амплитудного детектора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в третий однополупериодный амплитудный детектор введен резистор, включенный между ключом управлени  и общей шиной, а выход первого ждущего мультивибратора соединен через второй ждущий Мультивибратор с входом третьего ждущего мультивибратора.

   €

   Ж