Устройство сравнения

 

Союз Соеетскик

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii834878 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 604144 (51) М. Кл.з

Н 03 К 5/22//

G 01 В 1/00 (22) Заявлено 03.12.76 (21) 2425226/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гесудлрстааллый камлтет

СССР (53) УДК 621.374..34 (088,8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень № 20

N делам изобретений и еткрьпий Дата опубликования описания 06.06.81

Ю. П. Кустов, В. А. Панферов, В. Н. Савельева и И. А. Федяева. (72) Авторы изобретеиия (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО СРАВНЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах преобразования и сравнения импульсов.

По основному авт. св. № 604144 известно устройство сравнения, содержащее два детектирующих элемента, элемент выбора максимума, нелинейные элементы, компаратор (1).

Недостаток известного устройства сравнения заключается в том, что точность выполнения операции ограничена погрешностями реальных элементов устройства и тем- то пературной нестабильностью их параметров.

Цель изобретения — повышение точности сравнения.

Для этого в устройство сравнения, содержащее два детектирующих элемента, элемент выбора максимума, нелинейнь е элементы, компаратор, введены два дополнительных детектирующих элемента, дополнительный элемент выбора максимума, конденсаторы, пороговый элемент, усилитель-ограничитель, масштабные усилители, диод, элемент ИЛИ и дополнительный компаратор, один из входов которого через усилительограничитель подключен к шине основного сигнала, а другой подключен к выходу до2 полнительного элемента выбора максимума, входы которого через конденсаторы подключены к общей шине и соответственно через последовательно соединенные дополнительные детектирующие элементы и масштабные усилители к первой и второй шинам помеховых сигналов, при этом второй вход одного дополнительного детектирующего элемента через последовательно соединенные диод и пороговый элемент подключен к выходу элемента выбора максимума, а выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу компаратора.

На фиг. 1 приведена схема устройства сравнения; на фиг. 2 — амплитудные характеристики пороговой чувствительности устройства сравнения; на фиг. 3 — переходные кривые пороговых напряжений для двух диапазонов сравниваемых сигналов.

Устройство сравнения содержит шину 1 основного сигнала, шины 2 и 3 помеховых сигналов, усилитель-ограничитель 4, масштабные усилители 5 и 6, детектирующие элементы 7 — 10, конденсаторы 11 — 14, элементы 15 и 16 выбора максимума соответствен

834878

Формула изобретения но на соединенных выходами нелинейных элементах 17, 18 и 19, 20, пороговый элемент 21; диод 22 элемент 23 ИЛИ и компараторы 24 и 25, выходы которых соединены со входами элемента 23, первые входы — с выходами соответственно элементов 15 и 16, вторые входы — с шиной 1 непосредственно и через усилитель-ограничитель 4 шина 1 также соединена с вторым вхЬдом компаратора 24, первый вход которого через включенные последовательно элемент 21 и диод

22 соединен с управляющим входом элемента 9, шина 2 через элемент 8 соединена с шунтированным конденсатором 2, входом элемента 18, а через соединенные последовательно усилитель 6 и элемент 10 — с шунтированным конденсатором 14, входом элемента 20, шина 3 соединена через элемент 7 с шунтированным конденсатором 11, входом элемента 17, а через соединенные последовательно усилитель 5 и элемент 9— с шунтированным конденсатором 13, входом элемента 9.

Устройство работает следующим образом.

Переменные сигналы с шин 2 и 3 преобразуются в элементах 7 и 8 в однополярные импульсы, которые усредняются конденсаторами 11 и 12 и через развязывающие элементы 17 и. 18 соединяются со входом компаратора 24. Компаратор 24 производит сравнение максимального из средневыпрямленных помеховых сигналов с основным сигналом с шины 1.

Аналогичным образом осуществляется сравнение сигналов и на компараторе 25, с той лишь разницей, что сигналы с шин 1 — 3 подаются соответственно на вход компаратора 25 и на входы элементов 9 и 10 после предварительного усиления.

Введение усилителей 5 и 6 вызвано тем, что для повышения точности выполнения операции сравнения в широком динамическом диапазоне входных сигналов в устройстве сравнения принято разбиение диапазона на два перекрывающихся участка. На первом участке диапазона сравнения малых сигналов, соизмеримых по величине с погрешностями усилителя постоянного тока, производится усиление их до уровней, существенно превышающих эти погрушности и соответствующих линейной работе элементов 9, 10, 19, 20. Сравнение осуществляется на компараторе 25, при этом начальные уровни срабатывания компараторов 24 и 25 выбраны таким образом, что сравнение может произойти только при сигналах, превышающих величины погрушностей усилителей постоянного тока. Коэффициенты.усиления усилителей 4 — 6 выбираются так, что когда сигналы на входе возрастают до уровней, соответствующих линейной работе элементов 7, 8, 17, 18, элементы 9, 10, 19, 20 переходят в режим насыщения. А уровень ограничения усилителя-ограничителя 4 выб5

Эо

50 ран меньшим, чем уровень насыщения элементов 19 и 20, и поэтому на компараторе

25 после окончания первого диапазона малых сигналов и начала второго диапазона больших сигналов величина порога превышает амплитуду основного сигнала и сравнение производится на компараторе 24. Таким образом, во всем диапазоне входных сигналов все узлы устройства работают на линейных участках характеристик (фиг. 2).

Поскольку выходы компараторов 24 и 25 поданы на элемент 23, для принятия решения о превышении основного сигнала над помеховым не имеет значения, какой из компараторов 24 или 25 срабатывает в каждый момент времени.

При рассмотрении переходных процессов устройства сравнения в случае пропажи сигналов, достигших перед этим максимальных значений, очевидно, что фильтрующие конденсаторы !3 и 14 напряжения с которых поступают на сравнение в первом диапазоне разряжаются с предельного уровня, соответствующего нелинейному участку насыщения амплитудой характеристики первого диапазона Ug» 19 (20) элементов 19 и 20 (пунктир на фиг. 3). Поэтому, через некотор е время, меньшее величины 3 3 о, (где ,0 — постоянная времени разряда), пороговое напряжение на дополнительном компараторе 25 (U3„ 19(20) ) меньше величины, соответствующей пороговому напряжению на компараторе 24 (U8»»: 17(18) ), деленному на коэффициент передачи усилителей 4 — 6, другими словами, на входе компаратора 25 нарушается пропорциональность между величинами порога и основного сигнала, который к этому времени может снова возникнуть на входе устройства.

Сопряжение экспонент разряда напряжений, соответствующих сигналам первого и второго диапазонов, осуществляется подачей напряжения, сформированного на конденсаторах 11 и 12, на пороговый элемент

21, начальный уровень срабатывания которого выставляется на величину, соответствующую началу второго диапазона входных сигналов. При превышении указанного уровня уставки элемент опрокидывается и через диод 22 подает напряжение на второй вход элемента 9, которое является источником дополнительного напряжения, заряжающего конденсатор 13 до предельного уровня и фиксирующего максимальное значение порогово го напряжения !1 д 19(20) компаратора 25 на время превышения уставки. Когда элемент 21 возвращается в исходное состояние, диод 22 отключает его выход от конденсатора 13 и элемента 9. С этого момента Тр начинается разряд порогового напряжения на входе компаратора 25.

Устройство сравнения по авт. св. № 604144 отличающееся тем, что, с целью повышения

834878 точности сравнения, введены два дополнительных детектирующих элемента, дополнительный элемент выбора максимума, конденсаторы, пороговый элемент, усилительог р а ничитель, масштабные усилители, диод, элемент ИЛИ и дополнительный компаратор, один из входов которого через усилительограничитель подключен к шине основного сигнала, а другой подключен к выходу дополнительного элемента выбора максимума, входы которого через конденсаторы подключены к общей шине и соответственно через последовательно соединенные дополнительные детектирующие элементы и масштабные усилители к первой и второй шинам помеховых сигналов, при этом второй вход одного дополнительного детектирую щего элемента через последовательно соединенные диод и пороговый элемент подключен к выходу элемента выбора максимума, а выход дополнительного компаратора подключен к одному из входов элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское-свидетельство СССР

Ио 604144, 1977 (прототип).

834878

Pgz. 3

Редактор Н. Кешеля

Заказ 4057/84

Составитель А. Степанов

Техред А. Бойкас Корректор Н. Бабинец

Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4