Устройство фиксации уровня сигнала

 

УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ УРОВНЯ СИГНАЛА по авт.св. №748850, О т л ающе ее я тем, что, с целью повышения точности фиксации при наличии в сигнале низкочастотной помехи , источник фиксируемого уровня .подключен к неинвертирующему входу :операционного усилителя через введенный источник напряжения смещения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Н 04 N 5 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHO AY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (61) 748850 (21) 3324605/18-09 (22). 29.07.81 (4б). 23 07 83е . Бюл 9 27 (72): P.Г. Иосевич (53) б 21 е 397 (088. 8 ). (5б) 1.,Asторское свидетельство СССР

9 7.48850, кл, H 04 N 5/18у 1978 (прототип) . (54) { 57) УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ УРОВНЯ

СИГНАЛА по авт.св. Р 748850, о т л и .ч ающе ес я тем, что, с целью

-повышения точности фиксации при наличии в сигнале низкочастотной помехи, источник фиксируемого уровня подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя через введенный источник напряжения смещения.

1030997

Для обеспечения работы устройства величина напряжения смещения, задаваемого источником 5, должна быть меньше амплитуды импульсов, снимаемых с выхода источника 1 сигнала. Например, это напряжение равно половине амплитуды импульсов.

При появлении на выходе источника

1 сигнала отрицательного импульса операционный усилитель 4 и электронный ключ 6 не изменяют своего состояния. Напряжение на выходе устройства поддерживается равным фиксированному, а переходной конденсатор 2 заряжается до напряжения, равного амплитуде отрицательного импульса. После окончания отрицательного импульса напряжение сигнала. становится положительным и выходное напряжение оказывается восстановленным, так как к положительному напряжению сигнала добавляется напряжение, равное амплитуде отрицательного импульса, зафиксированное на переходном конденсаторе 2.

При этом, поскольку выходное напряжение превышает потенциал неинвертирующего входа операционного усилитеЦель изобретения — повышение точности фиксации при наличии в сигнале низкочастотной помехи, Для достижения укаэанной цели в 60 устройстве, содержащем источник сигнала, выход которого подключен к первой обкладке переходного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с входом электронного клюИ з обрет е ни е относится к радиотехнике и может быть использовано в телевизионных фиксаторах уровня видеосигнала, а также в измерительных устройствах для восстановления постоянной составляющей импульсных сигналов .

По основному авт .св . Р 7 48850 известно устройство фиксации уровня сигнала, содержащее источник сигнала, выход которого подключен к первой обкладке переходного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с входом электронного ключа и через первый резистор - с инвертирующим входом операционного усилите- 15 ля, а через второй резистор — с источником фиксируемого уровня. С этим же источником соединяются неинвертирующий вход операционного усилителя и выход электронного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу операционного усилителя 1 13.

Недостаток известного устройства заключается в ухудшении точности фиксации при воздействии на сигналнизкочастотной помехи. Объясняется это следующим. При отрицательном приращении напряжения помехи вершина импульса выходного сигнала начинает пересекать фиксируемый уровень, т ° е. в некоторые моменты вре" мени выходное напряжение становится меньше фиксируемого уровня и операционный усилитель открывает электронный ключ, Выходное напряжение становится равным фиксируемому, а конденсатор подзаряжается через малое сопротивление электронного ключа.

Таким-образом, - когда напряжение помехи стремится сместить выходной сигнал ниже фиксируемого уровня, 40 нарушение фиксации не происходит.

При положительном приращении напряжения помехи вершина импульса выходного сигнала смещается выше фиксируемого уровня и не пересекает 4„ !

его, операционный усилитель не открывает электронный ключ, фиксации не происходит. Такое положение сох-, раняется до тех пор, пока не начнутся отрицательные приращения напря- 5() жения помехи и одна из вершин импуль. сов выходного сигнала не начнет пе- ресекать фиксируемый уровень. Таким образом, при положительной полуволне помехи фиксация уровня сигнала 55 не происходит ° ча и через первый резистор — с инвертирующим входом операционного усилителя, а через второй резистор — с источником фиксируемого уровня,подключенным к выходу электронного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом операционного усилителя, источник фиксируемого уровня подключен к неинвертирующему входу операционного-усилителя через введенный источник напряжения смещения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства фиксации уровня сигнала, Устройство фиксации уровня сигнала содержит источник 1 сигнала, переходной конденсатор 2, резистор 3, операционный усилитель 4, источник

5 напряжения смещения, электронный ключ б, источник 7 фиксируемого уровня и резистор 8.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии. сигнала на выходе устройства через резистор 8 устанавливается потенциал, заданный источником 7 фиксируемого уровня. Этот потенциал через резистор 3 подается на инвертирующий вход операционного усилителя 4, а на его неинвертирующий вход подается положительный. по отношению к инвертирующему входу потенциал, задаваемый источником 5 напряжения смещения. При этом на выходе операционного усилителя 4 устанавливается положительное напряжение, которое открывает электронный ключ б, шунтирующий своим низким сопротивлением резистор 8.

1030997

Составитель В. Максимова

Редактор A. Шишкина Техред Т.Маточка Корректор Г. Огар.Ф

Заказ 5236/59 Тираж 677 Подпис кое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная„ 4 ля 4, на его выходе появляется отрицательное напряжение, запирающее электронный ключ 6.

Таким образом, сигнал оказывается восстановленным относительно фиксируемого уровня.

При появлении в сигнале низкочастотной помехи отрицательные импульсы сигнала, независимо от знака приращения напряжения помехи, пересекают уровень смещения, задаваемый источником 5, и операционный усилитель 4 отпирает электронный ключ б на время действия импульсов. Выходное напряжение во время действия импульсов становится равным фиксируемому, а переходной конденсатор 2 подзаряжается через малое внутреннее сопротивление электронного ключа б. Устройство поддерживает фиксацию сигнала, пока. величина приращения напряжения помехи за времй, равное периоду следования импульсов сигнала, не превысит половины амплитуды этих импульсов.

В результате, введение в устройство источника 5 напряжения смещения значительно улучшает точность фиксации сигнала при воздействии на него низкочастотной помехи, поскольку при любой полярности сдвига сигнала относительно уровня фиксации импульсы сигнала все равно пересекают уровень напряжения смещения, задаваемого источником 5, и фиксация не нарушается.

Т.е. фиксация сигнала осуществляется на одном уровне, а сравнение сигнала осуществляется с -другим уровнем, задаваемым источником 5. Т.е. на вход операционного усилителя 4, выполняющего функции сравнивающего устройст»

10 ва, вместо уровня фиксации подается некоторый ложный уровень. В ре» зультате операционный усилитель 4 вырабатывает такие импульсы., управляющие электронным ключом 6, как будто 5 фиксация должна осуществиться на этом ложном уровне. Разница между уровнем фиксации и уровнем, подаваемым на сравнение с сигналом, делает предложенное устройство не0 чувствительным к низкочастотной помехе определенной величины.

Например, применение предложенного устройства в телевидении позволяет производить фиксацию видеосигнала

25 по синхроимпульсам амплитудой 100 мВ при размахе низкочастотной помехи частотой 50 Гц до 5 В, в то же время фиксация уровня сигнала известным устройством, нарушается при размахе той же помехи 40-50 мВ.