Регулируемое устройство для определения моментов появления экстремума

 

Изобретение относится к области . электроизмерительной техники и может быть использовано для определения моментов появления экстремума как одиночных , так и периодической или непериодической последовательности сигналов положительной и отрицательной полярностей. Целью изобретения является повьшение определения точности в широком диапазоне частот и расширение функциональных возможностей за счет регистрации разнополярных экстремумов . Цель достигнута за счет введения в устройство дополнительного диода 5, регулируемого резистора 3 и Q 9 резистора 2. Устройство содержит также компаратор 1, диод и конденсатор 5, (Л При настроенном с помощью регулируемого резистора 3 компараторе на соот

СОНИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (59 4 G 01 R 19 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3863 729/24-21 (22) 06 ° 03.85 (46) 23.11.86. Бюл. и 43 (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) P.Ø.Булгаков, P.À.Гафуров и Д.Н.Сафин (53) 621,317.757 (088.8) (56) Заявка Великобритании Ф 1297252, кл. С ОI R 19/04, 1972.

Нетребенко К.А. Компенсационные схемы амплитудных вольтметров и указателей экстремума. — М.: Энергия, 1967, с. 5, рис. В-Зд. (54) РЕГУЛИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ПОЯВЛЕНИЯ ЭКСТРЕ,МУМА (57) Изобретение относится к области, электроизмерительной техники и может быть использовано для определения моментов появления экстремума как одиночньж, так и периодической или непериодической последовательности сигналов положительной и отрицательной полярностей. Целью изобретения является повышение определения точности в широком диапазоне частот и расширение функциональных возможностей за счет регистрации разнополярных экстремумов. Цель достигнута за счет введения в устройство дополнительного диода 5, регулируемого резистора 3 и резистора 2. Устройство содержит так- 9 . же компаратор i диод и конденсатор 5.

При настроенном с помощью регулируемого резистора 3 компараторе на соот- С ветствие появления выходного сигнала частота устройства составляет 0—

500 кГц при амплитудах входного сигнала от О, 1 до>15 В, Малое значение входного сигнала, при котором устрой

272260 ство способно работать, обеспечивается высоким входным сопротивлением компаратора, существенно превышающим сопротивление диода при близких к нулю значениях прямого напряжения. 2 ил, Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения момен- тов появления экстремума как одиночных так и периодической или непериодпчеcêoé последовательности сигналов

11олохлтельной и отрицательной 11олярIIocти.

Цепь изобретения — повышение точно ти в ширОком диапазОне частот и расширение функциональных возможнос

".Ой за счет обеспечения регистрации разнополярпых экстремумов.

На <Ъиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 зпюры напряжений поясняющие его работу.

Устройство содержит компаратор 1, к неинверт11рун ше11у входу которого подключен первый гывод peoEIO 1 opa 2, первый вывод регулируемого резистора 3, второй BLIBop, IcoTopol 0 iio7IKrlio " чен к первым электродам включенных встречно-параллельно дподоа 4 и 5 и к входной клемме устройства, вторые выводы встречно-11аралпе.1ьных диодов

4 и 5 подключены к первой обкладке кондснсатора 6 и K и71вер7ирующему входу компараторл 1 > «ь!ход нотор01 О соединен с вы".Одчыми кл . ммзм71 vc трое1ства, вторая обкладка конденсатора 6 и второй вывод резистора 2 подключены к общей шине устройства.

Устройство работает 7"ле7тующ11м Об-разом.

Рассмотрим случай, когд» на вход .устройства поступает положительные импульсы напряжения. Предположим, что вели чина сопротивления регулируемого резистора 3 установлена равной нулю.

Прн начавшемся нарастании входного импульса на неинвертирующем входе компаратора 1 напряжение А (фиг. 2) нарастает со скоростью нарастания входного сигнала, а на инвертирующем входе компаратора напряжение Б нарастает с отставанием из-за час, тичного падения напряжения на диоде

4, который для положительного импуль

5 са открыт (диод 5 закрыт), а также за счет емкости конденсатора б. В результате выходное напряжение компаратора оказывается равным высокому уровню (момент времени t,).

При дости7кении входным импульсом максимальной величины (момент времени ) конденсатор 6 оказывается заряженным до некоторой величины U которая меньше максимального значения напряжения входного импульса.

При начинающемся спаде напряжения входного импульса диод 4 Отключается, становится уже непроводящим, в то время как диод 5 еще не включен.

Поэтому напряжение lia Koiipericaxoye, а следовательно, и на инвертирующем входе компаратора 1 сразу после прохох;дения максимума остается без изменения и равно 13<, в то время как

2S на пеинвертирующ7 и входе компаратора напряжение продолжает спадать.

11огда Обратная по знак 7 разность на.11» хе17нй между входа1п1 компаратора

30 достигает пор эга его чувст1и1тельHocти, который з Ia«iiтельно меньше ве ли 1ищ порогового напряжения открывания диода 5, происходит переключение выходного напряжения компаратора с верхнего уровня на нижний — отЗ5 рицательный перепад, Очевидно, что отрицатсльный перепад, отвечающий на прохождение входным импульсом через максимум своего значения, отстает от момента времени, когда это в действительности происходит. Это отстава1и1е Обусловпено конечной величиной 11 чувствительности компаратора, а также тем, что максимальное напряжение на конденсаторе 6 намного

-меньше максимального значения напря1272260

30

3 жения входного импульса из-за частичного падения напряжения на открытом диоде 4.

После того, как уже произошел отрицательный перепад выходного напряжения компаратора, разность .напряжений А и Б иэ-за продолжающегося спада входного напряжения А увеличивается до значения, когда открывается диод 5. Начинается быстрый разряд конденсатора 6 через открытый диод

5. Диод 4 закрыт (момент времени t ), При поступлении следующего входного импульса описанные процессы повторяются. Напряжение на конденсаторе 15

6, отставая по фазе, по частоте повторяет входное напряжение, так как постоянная времени цепи заряда равна постоянной времени цепи разряда и опрецеляется вели пшой емкости кон- 20 денсатора 6 и сопротивлением открытых попеременно диодов 4 и 5.

Таким образом, учитывая незначительность величины сопротивления открытых диодов и их равенство, имеем широкий диапазон рабочих частот. При. чем ширина диапазона рабочих частот никак не связана с возможной точностью работы устройства, Если теперь увеличивать величину регулируемого сопротивления на резисторе 3, то будет уменьшаться напряжение на неинвертирующем входе компаратора из-за деления входного сигнала а образующемся делителе из сопротивлений на резисторах 3 и 2 (фиг. 2, кривая А ). На фиг. 2.видно, что в этом случае точка пересе4 чения кривых А и Б, где происходит смена полярности разности напряжений на входах компаратора и, соответственно, отрицательный перепад на выходе, передвинулась вперед по времени (влево на фиг. 2) относи- 45 тельно момента достижения максимума входным импульсом (момент времени

I 1

t ) . Таким образом, регулируя величину сопротивления 3 можно изме1 ! йять амплитуду напряжения А и тем самым двигать момент отрицательного выходного перепада напряжений компаратора (устройства) относительно максимума входного импульса вплоть до сколь угодно точного их совпадения. При этом частотный диапазон раI боты устройства расширяется не только от того, что постоянные времени заряда и разряда конденсатора равны.

Возможно дополнительное расширение рабочего диапазона в сторону высших частот за счет компенсации (регулировкой резистора 3) запаздывания выходного сигнала, ирисущего используемому компаратору, которое начинает сказываться на высших частотах.

При подаче на вход устройства отрицательных импульсов все процессы остаются такими же, лишь отрицательными по знаку, т.е. все эпюры напря жений, представленные на фиг. 2„ поо ворачиваются на 180 относительно нулевой горизонтальной оси. При этом ток заряда течет через диод 5, а ток разряда конденсатора 6 — через диод

4. Действующим выходным сигналом в этом случае является положительный перепад напряжения компаратора.

Формула изобретения

Регулируемое устройство для определения моментов появления экстремума, содержащее компаратор, выход которого соединен с выходной шиной устройства, диод и конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной устройства, вторая обкладка конденсатора соединена с инвертирующим входом компаратора и катодом диода, анод которого соединен с входной шиной устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения определения точности в широком диапазоне частот и расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения регистрации разнополярных экстремумов, в него введены до-. полнительный диод и последовательно соединенные регулируемый резистор и резистор, общая клемма которых соединена с неинвертирующим входом компаратора, второй вывод регулируемого резистора соединен с входной шиной устройства, второй вывод резистора соединен с общей шиной устройства, а дополнительный диод включен встречно-параллельно диоду.

Составитель Б.Веремейкин

Редактор В.Петраш Техред И.Попович Корректор Е.Рошко

Заказ 6600 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1i3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4