SU693392A1 - Интегрирующее устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области радиотехники, в частности к радиоприемным устройствам, и может быть использовано в качестве регул тора дл  усилителей с автоматической регулировкой усилени  (АРУ).

Известны устройства, содержащие дифференциальный усилитель (ДУ), инвертирующий вход которого через конденсатор соединен с вьаходом и Через резистор) со входом устройства, и цепь, создающую пороговое напр жение на нёинвертирующем входе ДУ 1 и 21.

Недостаток аналогов - большое врем  установлени , под которым следует понимать интервал от момента, когда поданный входной сигнал превысит пороговЬе напр жейие, до момента перехода ДУ из режима ограничени  в режим.линейного усилени , т.е. до момента начала интегрировани .

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  интегрирующее устройство , содержащее дифференциальный усилитель, инвертирующий вход которого Через интегрирующий конденсатор соединен с выходом дифференциального усилител  и через масштабный резис ,тор со входом устройства, и источник

;Пг1Орогового напр жени , подключенный к неинверТИруй)йГбМ5ГвхбдУ дифференциального усилител . При указанном .соединении элёйёйТс в сИ1 наЛ на выходе устройства пропорционален- интегралу разностного сигнала, т.е. разности потенциалов инвертирующего и неинвертирующего входов ДУ 3.

Однако известное устройство имеет

0 недостаток - большое врем  установлени . Это обусловлено следующим. Одно из основных требований к ДУ -.большой коэффициент усилени . Поэтому современные ДУ работают в режиме линейного

5 усилени  только если разностный сигнал не прейос5 бДит единиц милливольт. Пороговое напр жение ДУ обычно выбираетс  пор дка сотен милливольт. Следовательно , при исчезновении входного

0 сигнала разностный сигнал возрастает до 9отен милливольт и ДУ переходит в режим глубокого ограничени . Этот режим будет начальным (статичёрким) режимом рассматриваемого устройства

5 при отсутствии входного си.гнала. Очевидно , что при подаче входного сигнала , даже имеющего крутой и поэтому практически мгновенно превышеиощего пороговое напр жение, имеющеес 

0 на неинвертирующем, входе ДУ, устройство начнет выполн ть свою основную функцию интегрировани  разностного сигнала не сразу. Интегрирование как линейна  операци  начнетс  с запаздыванием на врем , необходимое дл  перехода ДУ из режима ограничени  в режим линейного усилени . Врем  установлени , характеризующее это запаздывание, на практике составл ет несколько дес тков микросекунд. Целью изобретени   вл етс  сокращение времени установлени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в интегрирующее устройство введены генератор тока на транзисторе , ограничительный резистор и нелинейный блок сопр жени , при этом выход дифференциального усилител  , соединен с эмиттером транзистора 17енератЬра тока И через последовательно соединенные нелинейный блок сопр жени  и ограничительный резистор - с базой транзистора, коллекTdp которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилител , причем выход нелинейного блока сопр жени   вл етс  выходом интегрирующего устройства. . На чертеже приведена функцион.альна  схема устройства. . Интегрирующее устройство содержит дифференциальный операционный усилитель 1, масштабный резистор 2, интег рирующий конденсатор 3, нелинейный блок сопр жени  4, генератор тока на транзисторе 5, ограничительный резистор 6 и источник порогового напр 7, ; : Инвертирующий вхбд дифференциального усилител  через интегрирующий конденсатор 3 соединен с выходом эт го усилител  и через масштабный резистор 2 со входом, устройства. Не , инвертирующий вход дифференциального усилител  1 присоединен к одному полюсу источника порогового напр же ни  7, д;ругой; полюс которого эаземлен . Выход дифференциального усилит л  1 соединен с эмиттером транзисто ра 5 и через последовательно соедин ные нелинейный блок сопр жени  4 и ограничительный резистор б г- с базо этого же транзистора. Коллектор тра зистора 5 соединен с инвертирующим входом дифференциального усилител  Точка соединени  нелинейного блока сопр жени  4 и резистора б  вл етс  выходом интегрирующего устройства. . Назначение элементов заключаетс  в следующем. ДУ 1, резистор 2 и кон денсатор 3 образуют интегратор с посто нной времени, в К раз (К - коэффициент усилени  ДУ) превосход  щей посто нную времени RC-цепи, сос то щей из резистора 2 и .конденсатор 3. Нелинейный блок сопр жени  (НБС) 4 выполн ет две функции: линейного буферного каскада, устран ющего вли ние нагрузки на параметры интегратора; нелинейного элемента, управл ющего коллекторным током транзистора 5. Транзистор 5 служит генератором компенсирующего тока дл  инвертирующего входа ДУ 1 при отсутствии сигнала на входе устройства. Ограничительный резистор 6 задает ток базы транзистора 5. Источник порогового напр жени  7 определ ет требуемый порог срабатывани  интегратора Рассмотримработу устройства, счита , что сигнал и пороговое напр жение , создаваемое источником 7, имеют отрицательную пол рность (при положительной пол рности принцип работы не изменитс , но Транзистор 5 должен иметь другой тип проводимости) . Пока входйой сигнал отсутствует (начальнь1й статичёс1 ий режим) , транзистор 5. открыт , поскольку отрицательное напр жение на входе устройства по абсолютной величине меньше отрицательного напр жени  на выходе ДУ 1. Путём выбора величины коэффициента передачи Напр жени  НБ.С 4 и сопротивлени  резистора б обеспечиваетс  така  величина коллекторного тока транзистора 5,  вл ющегос  компенсирующим током инвертирующего входа ДУ 1, при которой ДУ 1 Находитс  в линейном режиме а напр жение;., на выходе устройства имеет заданную начальную величину .- . .-, При по- влении входного сигнала напр жение на выходе ДУ 1 начинает уменьшатьс , а напр жение на выходе НБС 4, благодар  его нелинейности, измен етс  незначительно. Поэтому коллекторный ток транзистора 5 быстро уменьшаетс , и после превьддени  сит .налом на инвертирующем входе ДУ 1 уровн  порогового напр жени  источника 7 компенсирующий ток инвертирующего входа ДУ 1 становитс  пренебрежимо мал и на дальнейшую работу устройства не вли ет. Поскольку при отсутствии входного сигнала, компенсирующий ток инвертирующего входа ДУ 1 .предотвращает переход ДУ в режим ограничени , в предлагаемом устройстве линейное интёгрирова.ние разностного сигнала начинаетс  практически без запаздывани , введенный в предлагаемую схему НБС 4 может быть выполнен , например, в виде .последовательно соединенных резистивного делител  напр жени  и эмиттерного повторител , рабоча  точка которого установлена так, чтобы начальный участок его а:мплитудной характеристики был нелинеен. Использование изобретени  позволит создавать усилители с АРУ, сочетающие пренебрежимо малую статичес|Кую ошибку регулировани .с высоким быстродействием АРУ.

Claims (3)

1.Патент Великобритании

1270761, кл. G 4 G, опублик. 1974.

2.Патент Японии № 48-24338, кл. G 06 G 7/18, опублик. 1974.

3.Гутников B.C. Интегральна 

5 электроника в измерительных приборах, М., Энерги , 1974, с. 136,

рис. 726 (прототип). . ,