Регулируемое адаптивное пороговое устройство

 

Изобретение относится к импульсной технике и мо7;ет быть использовано в радиоэлектронной измерительной аппаратуре в системах контроля и управления . Изобретение позволяет повысить точность сохранения постоянства отношения порогового напряжения U к амплитуде входного импульса 1J в широком диапазоне частот следования и длительности импульсов независимо от их формы, а также расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения возможности срабатывания по переднему фронту разнополярных импульсов . Конструкция устройства упрощается за счет введения второго диода , подключенного встречно-параллельно первому, что обеспечивает создание равных и очень малых постоянных времени заряда и разряда конденсатора . Устройство содержит компаратор 1, резисторы 2 и 3, диоды 4 и 5, конденсатор 6. Устройство работает при частотах входных импульсов от О до 500 кГц, при и от 0,1 до +15 В. Малое значение входных сигналов, при которых устройство может работать, достигается высоким входным сопротивлением компаратора, существенно превышающим сопротивлен1:е диодов, при близких к нулю значениях напряжения на них. 2 ил. i (Л О 4- /76 /77 оо 00 00 о со О5 b-U/TUfff (Риг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

SU„, 1338036

А1 (5!)4 Н 03 К 5 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

©О

ОО

CO

1 Э

РеР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 4056670/24-?I (22) 15.04.86 (46) 15.09.87. Бюл. М 34 (71) Казанский аниационный институт им. A.H.Òóïoëåâà (72) P.Ш.Булгаков, Р.А.Гафуров, Д,H Ñàôèí и И.N.Êàøàïîâ (53) 621.374.?4(()88.8) (56) Патент С1!1А М 3942038, кл. 307/235, 1976, Приборы и техника эксперимента.

1984, 11 4, с. 98. рис,1 ° (54) РЕГУЛИРУЕМОЕ АДАПТИВНОЕ ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к импульсной технике и мотет быть использовано в радиоэлектронной измерительной аппаратуре в системах контроля и управления. Изобретение позволяет повысить точность сохранения постоянства отношения порогового напряжения Пд к амплитуде входного импульса П в ши4 роком диапазоне частот следования и длительности импульсов независимо от их формы, а также расширить функциОнальные возможности устройства путем обеспечения возможности срабатывания по переднему фронту разнополярных импульсов. Конструкция устройства упрощается за счет введения второго диода, подключенного встречно-параллельно первому, что обеспечивает создание равных и очень малых постоянных времени заряда и разряда конденсатора. Устройство содержит компаратор 1, резисторы 2 и 3, диоды 4 и 5, конденсатор 6. Устройство работает при частотах входных импульсов от 0 до

500 кГц, при 11 от 0,1 до +15 В. Малое значение входных сигналов, при которых устройство может работать, достигается высоким входным сопротивлением компаратора, сушестненно превышающим сопротивление диодов, при близких к нулю значениях напряжения на них ° 2 ил.

1 133

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в радиоэлектронной измерительной аппаратуре в системах контроля и управления.

Цель изобретения — повышение точности сохранения постоянства отношения порогового напряжения И„ к амплитуде входного импульса U â широком диапазоне частот следования и длительностей импульсов при независимости от их формы, расширение функциональных воэможностей путем получения возможности срабатывания по переднему подъему разнополярных импульсов при упрощении конструкции устройства за счет того, что в устройство введен второй диод, подключенный встречно-параллельно первому, что обеспечивает создание равных и очень малых постоянных времени заряда и разряда конденсатора, На фиг.l приведена при«гципиальная схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений, поясняющие его работу, Устройство содержит компаратор 1, к одному иэ входов которого подключены первые выводы резистора 2 и переменного резистора 3, второй вывод которого подключен к входной шине устройства и к первым выводам диодов 4 и, 5, включенных встречно-параллельно, вторые выводы которых подключены к первой обкладке конденсатора 6 и к второму входу компаратора, а вторая обкладка конде««са« ра 6 и второй вывод резистора 2 подключены к общей шине устройства.

Устройство работает следующим образом, Для определенности положим, что средняя точка резистивного делителя подключена к неинвертирующему входу компаратора, а I«a вход устройства подается колоколообразный положительный импульс. Так же предположим, что вначале величина переме«шого резистора 3 установлена равной нулю, т ° е. на неинвертирующии вход компаратора подается напряжение 11, равное входному (c». фиг.2). На инвертирующем входе компаратора с приходом входного импульса в са»ый начальный момент, когда еще величина напряжения мало

oTJIII÷àåòñÿ от ну:«я, оба диода 4 и 5 заперть«в силу ««елинейного характера их проходных сопротивлений. Поэтому напряжение на и««« ертирующе» входе комч

11

4 .

55 ратор переключается в высокое состояние выхода. Ио мере нарастания величины напряжения входного импульса, при некотором его значении открывается диод 4, включенный в прямом направлении. Напряжение U> на инвертирующем входе начинает нарастать со скоростью, равной скорости нарастания входного импульса, но отставая по амплитуде на величину падения напряжения на диоде 4. Диод 5 заперт. Равенство скоростей нарастания U, и Б обусловлено весьма малой величинои постоянной времени ". цепи, состоящей из прямого сопротивления прямо смещенного диода 4, равного 50-100 Ом, и емкости конденсатора, равной сотням пФ, Величина " составляет примерно 20 нс, против 0,75 с у прототипа.

При достижении величины входного импульса своего максимального значения и начинающемся его спаде разность напряжений (U„ — 11 ), равная падению напряжения на откр««том диоде 4, начинает уменьшаться и диод 4 начинает запираться. Связь конденсатора с входом устройства начинает ухудшаться.

Напряжение на конденсаторе становится независимым от напряжения на входе и сохраняется на достигнутом уров»е, В момент времени t когда происходит пересечение напряжений Ь и

11„, компаратор переключается на отрнцательный выходной уровень. В этот момент времени диод 4 оказывается уже запертым, а диод 5 — еше не открытым. Проходные сопротивления обоих диодов равны практически бесконечности. Напряжение на конденсаторе продолжает оставаться на прежнем достигнутом уровне. Ири дальнейшем спадании величины входного импульса, когда разность напряжений (V 11,) достигает величины открывания диода

5, величина напряжения на конденсаторе начинает спадать со скоростью, равной скорости спадания входного импульса, но отставая по абсолютной амплитуде на величину падения напряжения на диоде 5. Если теперь увеличить величину переменного сопротивления 3, то образуется делитель напряжения входного импульса и на неинвертирующем входе компаратора действует напряжение 1!, мень««>ее U< . Напряжение

8036 паратора не изменяется, в то время как на другом входе идет нарастание напряжения входного импульса. Компа3

13380 же U не изменяется по величине, В этом случае пересечение напряжений

U u U а следовательно, и отрицательное переключение компаратора происходит в момент времени t . Вид

2 эпюр напряжений не изменяется при изенении амплитуды, длительности и часоты входных импульсов и поэтому очевидно, что относительное положение момента t переключения компаратора не зависит от частоты следования импульсов, от длительности (ширины) входного импульса, а также от его

1 формы, так как напряжение U, отвечает 15 входному напряжению, и лишь меньше его в масштабе, определяемом делителем на резисторах 2 и 3. Напряжение же П по форме и скорости изменения повторяет величину напряжения входно- О го импульса в силу очень малой величины заряда и разряда конденсатора.

При сохранении относительного положения момента времени t сохран",åòñÿ относительная величина порогового уровня срабатывания компаратора, т ° е. обеспечивается постоянство отношения

UÄ/U„ V„ входного импульса, а также его длительности, формы и частоты следования.

В устройстве можно подавать как положительные, так и отрицательные импульсы, так как эпюры напряжений на фиг.2 переворачиваются относитель35 но оси времени при полном сохранении их вида.

Срабатывание компаратора при заданном отношении 11„/U, может происхо- 40 дить как на подъеме, так и на спаде входного импульса.

Входы компаратора можно поменять местами. Тогда действующим перепадом выходного напряжения компаратора бу- 45 дет положительный перепад.

Электрическая схема устройства существенно проще схемы известного устройства, имеет меньшее число эле36 ментов и связей, не требуется настройки.

Таким образом, благодаря встречно параллельному включению двух диодов обеспечиваются весьма малые и одинаковые заряда и разряда конденсатора и благодаря тому, что резисторный делитель включен не в емкостную цепь, а в цепь входа устройства, достигаются поставленные цели при существенном упрощении конструкции устройства.

Устройство работает при частотах входных импульсов от = 0 до 500 кГц, при амплитудах входных импульсов от

-„ 0,1 до +15 В. Малое значение входного сигнала, при котором устройство способно работать, объясняется высоким входным сопротивлением компаратора, существенно превьш ающем сопротивление диодов, при близких к нулю значениях напряжений на них.

<Ь о р м у л а изобретения

Регулируемое адаптивное пороговое устройство, содержащее компаратор, выход которого является выходом устройства, а к одному из входов которого подключена средняя точка резистивного делителя, один резистор которого подключен к общей шине устройства, диод и конденсатор, первая обкладка которого подключена к аноду диода, а вторая — к общей шине устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сохранения постоянства отношения порогового напряжения к амплитуде импульса в широком диапазоне частот и длительностей импульсов при независимости от их формы, расширения функциональных возможностей при упрощении конструкции, введен второй диод, при этом второй переменный резистор резистивного делителя подключен к входу устройства, к которому подключен катод диода и анод второго диода, катод которого подключен к аноду диода и к второму входу компаратора.!

338036

gled/с Я

Составитель О,Близнюк

Техред М.Дицык Корректор М,Шароши

Редактор Н.Киштулинец

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 4143/54

П оизводственно-полиграфическое предприятие, г Ужго о л. Проектная, 4

P р др у