Фиксатор уровня

 

ФИКСАТОР УРОВНЯ напряжений по авт. св. № 953713, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фиксации уровня при изменении длительности импуль ,сов в широких пределах, в него введены второй транзисторный ключ, низкоомный переменный резистор и низкоомный резистор, второй источник опорного напряжения, высокоомный делитель, включающий последовательно соединенные высокоомный переменный резистор и высокоомный резистор, истоковыб повторитель, стоковый и истоковые резисторы, при этом выход формирователя импульсов привязки подключен к выводу управления второ-. го транзисторного ключа, вход которого подключен к выводу второго источника опорного напряжения через низкоомный резистор, а выход второго транзисторного ключа подключен к выходу первого транзисторного ключа, низкоомный переменный резистор включен между вьгоодом первого источника опорного напряжения и входом первого транзисторного ключа, высокоомный делитель подключен своим первым выводом к выводу второго источника опорного напряжения, а вторым выводом подключен к вьшоду первого исел точника опорного напряжения, а средняя точка высокоомного делителя подключена к выходу первого транзисторного ключа и затвору истокового повторителя, сток которого подключен к отрицательной шине источника питания через стоковый резистор, 00 N9 исток - к положительной шине источника питания через истоковый резистор и непосредственно к выходной шине.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 Н 03 К 5 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 953713 (21) 3722237/24-21 (22) 03.04.84 (46) 30.09.85. Вюл. В 36 (72) П.В. Денисюк, В.В. Елисеева, Г.В. Ильинский и О .Л. Кузнецов (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 953713, кл. Н 03 К 5/08, 31.03.81. (54) (57) ФИКСАТОР УРОВНЯ напряжений по авт. св. 1! 953713, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности фиксации уровня при изменении длительности импуль.сов в широких пределах, в него введены второй транзисторный ключ, низкоомный переменный резистор и ниэкоомный резистор, второй источник опорного напряжения, высокоомный делитель, включающий последовательно соединенные высокоомный переменный резистор и высокоомный резистор, истоковый повторитель, стоковый и истоковые резисторы, при этом выход

„„SU,, 1182646 A формирователя импульсов привязки подключен к выводу управления второ-. го транзисторного ключа, вход которого подключен к выводу второго источника опорного напряжения через низкоомный резистор, а выход второго транзисторного ключа подключен к выходу первого транзисторного ключа, низкоомный переменный резистор включен между выводом первого источника опорного напряжения и входом первого транзисторного ключа, высокоомный делитель подключен своим первым выводом к выводу второго источника опорного напряжения, а вторым выводом подключен к выводу первого источника опорного напряжения, а средняя точка высокоомного делителя подключена к выходу первого транзисторного ключа и затвору истокового повторителя, сток которого подключен к отрицательной шине источника питания через стоковый резистор исток — к положительной шине источника питания через истоковый резистор и непосредственно к выходной шине.

1182646

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения амплитуды. чмпульсных сигналов, в частности в усилительно-преобразовательном 5 канале рентгеновских спектрометров, Цель изобретения — повышение точности фиксации уровня при изменении длительности импульсов н широких пределах.

На фиг. 1 представлена структурная схема фиксатора уровня; на фиг. 2 — графики, поясняющие работу фиксатора уровня.

Фиксатор уроння содержит входную шину 1 и последовательно соединенные усилитель-ограничитель 2,дифференцирующую цепь 3 и формирователь

4 импульсов привязки, первый транзисторный ключ 5, первый источник 6 опорного напряжения, при этом выход первого транзисторного ключа 5 подключен к входной шине 1 через конденсатор 7, а выход формирователя 4 импупьсов привязки подключен к выно- 25 ду управления второго транзисторного ключа 8, вход которого подключен к выводу второго источника 9 опорного напряжения через низкоомный резистор 10, а выход второго транзис- 30 торного ключа 8 подключен к обкладке конденсатора 7, а вход первого транзисторного ключа 5 подключен к выводу первого источника 6 опорного напряжения через низкоомный перемен- З5 ный резистор 11, причем нысокоомный елитель 12 подключен своим первым

ыводом к выводу второго источника 9 опорного напряжения, а вторым выводом подключен к выводу первого источ- ) ника 6 опорного напряжения, средняя точка нысокоомного делителя 12 подключена к выходу первого транзисторного ключа 5 так, что первый вывод нысокоомного резистора 13 высокоомного делителя 12 подключен к выводу второго источника 9 опорного напряжения, а второй его вывод подключен к выходу первого транзисторного ключа 5, первый вывод нысокоомного пе- 50 ременного резистора 14 высокоомного делителя 12 подключен к выходу перного транзисторного ключа 5, а второй его вывод подключен к выводу первого источника 6 опорного напряжения, при 55 этом первый источник 6 опорного напряжения является положительным полю сом источника питания +Е д, а второй н"точник 9 опорного напряжения является отрицательным полюсом того же источника питания -Еоп. Истоковый повторитель 15, представляющий собой

МОП-транзистор с р-каналом, присоединен затвором к выходу первого транзисторного ключа 5, сток которого соединен с отрицательной шиной источника 16 питания (-Е) через стоконый резистор 17, а исток - соединен с выходной шиной 18 и с положительной шиной источника 19 питания (+Е) через истоковый резистор 20.

-На фиг. 2 по оси абсцисс отложено реальное время t, по оси ординат. отложена величина напряжения U импульсов, соответствующая данному моменту времени. Графики поясняют временное вэаимоположение импульсов, вырабатываемых в разных точках схемы, и их форму.

Пояснение иллюстрируется на примере двух случайных отрицательный импульсов с различной амплитудой и длительностью, следующих один за другим.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: a — - импульсы на входной шине 1; Б — импульсы на выходе усилителя-ограничителя 2; B — - импульсы на выходе дифференцирующей цепи 3; импульсы на выходе формирователя 4 импульсов привязки; д — импульсы на выходной шине, зафиксированные на уровне; е — импульсы на выходной шине при значительных ошибках фиксации уровня.

Фиксатор уровня работает следующим образом.

Случайные отрицательные импульсы д с различной амплитудоЙ и длительностью и 7 подаются с входа на выход фиксатора уррвня через конденсатор 7 и истоковый повторитель 15, а также на вход усилителя-ограничителя 2, на выходе которого образуются прямоугольные импульсы (фиг. 2 6 ) с длительностью „и Т и с нормированной амплитудой U которые далее дифференцируются дифференцирующей цепью 3, образуя на выходе дифференцирующей цепи 3 две пары коротких разнополярных импульсов (фиг. 2 8), соответствующие фронту и спаду прямоугольных импульсов (фиг. 26). При этом импульсы (фиг. 2в), соответствующие спаду прямоугольных импульсов (фиг. 2ь}, .по времени совпадают с окончанием случайных импульсов посредством высокоомного.переменного резистора 15. Для устранения динамических помех по окончании первоначальной установки низкоомного и высокоомного делителя на выводы управления микросборки подается последовательность прямоугольных импульсов постоянной длительности, максимальной величины из заданного диапазона длительностей импульсов сигнала со скважностью 2, и ниэкоомным переменным резистором 11 уточняется установка U на выходе истокового повторителя 15.

Таким образом, ниэкоомный переменный резистор 11 служит для установки величины U в статике и дио намике в моменты действия импульсов привязки (фиг. 2ъ). Высокоомный переменный резистор 14 предназначен для установки величины Uo фиксации уровня напряжения, в статике включен все время. Предлагаемая схема обеспечивает работу с малыми ошибками фиксации уровня потому, что удовлетворяет следующим противоречивым условиям, присущим всем схемам фиксации уровня.

Первое условие — в момент прохож" дения сигнала конденсатор 7 должен минимально заряжаться, т.е. сопротивление цепи заряда схемы должно быть бесконечно большим. Это обеспечивается большой велччиной сопротивления высокоомного делителя 12, большой величиной входного сопротив" ления истокового повторителя 15.

В момент прохождения сигнала через конденсатор 7 транзисторные ключи 5 и 8 закрыты и имеют большое сопротивление. Таким образом, созданы условия минимального подзаряда dU

30 конденсатора 7 за счет максимального значения постоянной времени заряда конденсатора 7 за время ггрохождения сигнала.

В интервалы времени отсутствия сигнала сопротивление цепи разряда конденсатора 7 должно стремиться к нулю. Это реализовано малым сопротивлением низкоомного делителя и малым сопротивлением открытых транзисторных ключей 5 и 8.

Таким образом, созданы условия минимального значения постоянной времени разряда конденсатора 7 за время включения транзисторных клюз 1182646 (фиг. 2a) и являются импульсами запуска для формирователя 4 импульсов привязки, который формирует прямоугольные импульсы привязки (фиг. 2 ), поступающие на выводы управления 5 транзисторных ключей 5 и 8 и открывающие их в промежутках между случайными импульсами (фиг. 2сн).

Открытые ключи 5 и 8 подключают к выходной обкладке конденсатора 7 10 среднюю точку (N) ниэкоомного делителя, состоящего из сопротивления R

6 открытого транзисторного ключа 5 и низкоомиого переменного резистора 11 (нижнее плечо низкоомного делителя), 15 сопротивления R открытого транзисторного ключа 8 и сопротивления низкоомного резистора 10 (верхнее плечо низкоомного делителя) на время длительности импульса привязки 20 (фиг. 2 ) . В результате этого на выходной обкладке конденсатора 7 и на выходе истокового повторителя 15 фиксируется уровень напряжения U о (фиг. 28), который задается соотношением плеч указанного низкоомного делителя на время действия длительности импульса привязки (фиг. 2ъ).

Первоначальная установка U ocyо ществляется при открытых ключах 5 и

8 без входного сигнала °

По окончании действия импульса привязки (фиг. 2ъ) транзисторные ключи 5 и 8 закрываются, сопротивление низкоомного делителя становится бес- 5 конечно большим (на порядок величин больше, чем сопротивление высокоомного делителя 12) и на выходной обкладке конденсатора 7 устанавливается напряжение (уровень фиксации), 40 определяемое в промежутке времени между импульсами привязки потенциалом средней точки (,к) высокоомного делителя 12, который при первоначальной настройке схемы устанавли- 45 вается в точности равным Up (фиг. 2д), Истоковый повторитель 15 имеет бесконечно большое входное сопротивление и служит для развязки выхода схемы фиксатора уровня с последующей 50 нагрузкой. Таким образом, на выходной обкладке конденсатора 7 и на выходе истокового повторителя 15 все время подцерживается напряжение уровня фиксации U<. Первоначальная 55 установка высокоомного делителя осуществляется при закрытых ключах 5 и 8 и при отсутствии сигнала (фиг.2м) 1182646 чей 5 и 8 посредством импульса привя зки (фиг. 22.) .

Второе условие — постоянство потенциала на выходной обкладке конденсатора 7 в моменты включения и выключения транзисторных ключей.

Это условие выполняется за счет сочетания двух делителей, обеспечивающих как первое условие, так и второе.

Переменные резисторы И и 14 устанавливаются так, чтобы в любой момент времени на правой обкладке конденсатора 7 был потенциал U

Выполнение второго условия реализуется эа счет наличия делителей, которые позволяют устанавливать неиз. менный потенциал Uo, что приводит к уменьшению ошибки фиксации уровня.

Достижение поставленной цели обеспечивается выполнением двух условий в совокупности.

В динамике схема работает следующим образом.

При прохождении импульса (фиг. 2a) конденсатор 7 заряжается в основном через высокоомный делитель 12 и на его выходной обкладке уровень напря жения изменится на 3U относительно уровня фиксации Бр. После прохождения импульса (фиг. 2or) через конденсатор 7 вырабатывается импульс привязки"(фиг. 2 ), открывающий транзисторные ключи 5 и 8, обеспечивая низ10 коомную цепь разряда с малой постоянной времени для уравнительных токов, снимающих потенциал dU с правой обкладки конденсатора и возвращающих схему в сбалансированное состояние

15 с прежним напряжением уровня фиксации U на правой обкладке конденсатора 7.

По окончании действия импульса привязки (фиг. 2а) U< удерживается

20 высокоомным делителем 12 до прихода следующего импульса (фиг.2а).

Таким образом, предлагаемый фиксатор уровня обеспечивает уменьшение

25 ошибки фиксации уровня при изменении длительности импульсов в широких пределах.

1182646

Составитель Н. Маркин

Редактор Ю. Середа Техред О.Неце Корректор О. Луговая

Заказ 6118/54 Тираж 871 Подписное

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