Усилительное устройство

 

(72) Авторы изобретения

В. Н. Судариков и Ю. A. Копьев (7I) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО!

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для усиления импульсных сигналов.

Известно усилительное устройство, ;содержащее усилительный элемент, вход которого через первый суммирующий резистор соединен с источником сигнала, интегратор, вход которого соединен с выходом усилительного элемента, запоминающий элемент, соединенный последовательно с выходом ин.тегратора 1 ).

Недостатком устройства является ограниченный диапазон его работы.

Наиболее близким по техническом сущности к изобретению является усилительное устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу управляе- 2e мого ключа, второй вход которого подключен к шине управления, а выход — к первому входу первого цифроаналогового преобразователя, диффе2 ренциальный усилитель, выход которого подключен к входу первого компаратора ).2 .

Однако и данное устройство характеризуется ограниченным динамическим диапазоном работы.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона работы.

Поставленная цель достигается тем, что в усилительное устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу управляемого ключа, второй вход которого подключен к шине управления, а выход - к первому входу первого цифроаналогового преобразователя, дифФеренциальный усилитель, выход которого подключен ко входу компаратора, введены первый, второй и третий суммируквцие элементы, второй компаратор, второй цифроаналоговый пре,образователь, формирователь импульсов, элемент И, первый вход которого подключен к первому выходу, вто3 944092 4 рой вход - к второму выходу форми- тором 10 и поступает на второй вход рователя импульсов, вход которого ЦАП 3, устанавливая его в режиме слоподключен к выходу первого компара- жения или в режим вычитания. При тора и первому входу второго цифро- этом изменяется линейное напряжение аналогового преобразователя, второй 5 на выходе ЦАП 3, поступающее на первход которого подключен к выходу . вые входы суммирующих элементов 7 и 8. второго компаратора и второму входу Указанный процесс продолжается до цифроаналогового преобразователя, тех пор,, пока напряжение на выходе выход которого соединен с первыми суммирующего элемента 9 не переходит входами первого и второго суммирую- <0 через нулевой уровень. После достижещего элементов, вторые входы которых ния напряжения на выходе суммируюподключены соответственно к первой щего элемента 9 нулевого уровня, что и второй входным шинам устройства, возможно только в случае, если напрятретьи входы - соответственно к пер- жение на выходе суммирующего элемента вому и второму выходам второго цифро- 15 7 равно по величине и противоположно аналогового преобразователя, вы- по знаку напряжению на выходе суммиход первого сумирующего элемен- рующего элемента 9, система из сумта подключен к первому входу третье- мирующих элементов 7, 8 и 9, компараго суммирующего элемента и первому тора 10 и ЦАП 3 входит в режим автовходу дифференциального усилителя, рв колебаний вокруг состояния равновевыход второго суммирующего элемента сия, определяемого нулевым напряжесоединен с вторым входом дифференци- нием на выходе .суммирующего элемента ального усилителя и вторым входом 9, Дифференциальный усилитель 5 при третьего суммирующего элемента, вы- этом может находиться как в нелиней 4l ход которого соединен с входом второ- 5 ном, так и в линейном режиме, однако го компаратора. даже в последнем случае колебательный

На чертеже приведена структурная процесс на его входах не влечет за электрическая схема предлагаемого собой изменения напряжения на его устройства. выходе, так как проявляется в виде

Устройство содержит генератор 1 зв синфазного изменения входного сигнала. импульсов, управляемый ключ 2, первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

Сигналы изменения знака компара3, шину 4 управления, дифференциаль- тора 10 поступают на второй вход ЦАП

11 и воспринимаются им как синхроимный усилитель 5, первый компаратор пульсы. Знак напряжения на выходе

6, первый, второй и третий суммирующие элементы 7, 8 и 9, в ropoA компа» 35 дифФеренциального усилителя 5 опредератор 10 второй цифроаналоговый <>е» ляется компаратором 6 и поступает образователь (ЦАП1 11, формирователь ."а пеРвый вход ЦАП

12 импульсов, элемент g 13, шины 14 и его в режим сложения или в режим вы15 входа. читания. В соответствии с этим напряУстройство работает в режимах под- жение с первого выхода ЦАП 11 посту40 готовки, ожидания и усиления. пает на третий вход элемента 7, и

В режиме подготовки сигналы с вы- равное ему по величине, но противохода генератора 1 импульсов поступа- положное по знаку напряжение с второ ют на один вход управляемого ключа 2.. го выхода ЦАП 11 поступает на третий

На шину 4 управления извне подается вход суммирующего элемента 8. При

45 управляющий сигнал, открывающий уп- этом величина дифференциального напряравляемый ключ, импульсы с выхода жения на входах дифференциального которого поступают на вход синхро- . усилителя 5 уменьшается и при достинизации ЦАП 3. жении нулевого уровня система из сумИзменение сигнала на шине 14 входа 5О мирующих элементов 7 и 8 дифференвызывает изменение сигнала на выходе циального усилителя 5, компаратора 6 суммирующего элемента 7, а изменение и ЦАП 11 входит в режим колебания сигнала на шине 15 входа вызывает вокруг состояния равновесия, опредеизменение сигнала на выходе суммиру- ляемого нулевым значением напряжения ющего элемента 8. Напряжение с выхо- 55 на входах и выходе дифференциального дов суммирующих элементов 7 и 8 сум- усилителя 5. Периодическое изменение мируется суммирующим элементом 9, состояния компаратора 6 приводит к

Знак этой суммы определяется компара- периодическому запуску формирователя

5 . 9440

12 импульсов на одном выходе которого вырабатываются импульсы по перед-. нему фронту входного сигнала, а на другом выходе - по заднему фронту.

При соответствующем выборе длительно- стей формируемых импульсов на выходе элемента И 13 появляются импульсы.

При этом устройство находится в режиме ожидания, в котором может находиться сколь угодно долго. В случае изменения величины постоянной составляющей хотя бы на одной из входных шин

15 и 14 устройство режима из ожидания автоматически возвращается в режим подготовки и переходит вновь в режим подготовки и переходит вновь в режим ожидания после установления нулевого значения напряжения на выходной шине устройства.

После регистрации внешним устройством одного или нескольких импульсов с выхода элемента И 13 непосредственно перед поступлением измеряемых импульсов устройство переводится в режим усиления. Для этого выключается внешний управляющий сигнал на шине 4 управления. управляемый ключ

2 закрывается, импульсы на его выходе исчезают и устройство переходит в статическое состояние. Импульсные 36 сигналы, поступившие на шины 14 и 15 входа, проходят суммирующие элементы

7 и 8 и усиливаются дифференциальным усилителем 5, с выхода которого поступают на вы одную шину устройства.

Использование предлагаемого устройства позволяет при сохранении возможности усиления импульсных сигналов любой длительности существенно расши- 4о .рить диапазон работы устройства за счет подавления постоянной составляющей.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1 Патент CIN 11 3919659 кл. 330-86, 20.05.76.

2. Прянишников В. А. Интегрирующие цифровые вольтметры постоянного тока. Л., "Энергия", 1976, с. 17, рис. 1.4.

Формула изобретения

Усилительное устройство, содержа- 45 щее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу управляемого ключа, второй вход которого

92 d подключен к шине управления, а выходк первому входу первого цифроаналогового преобразователя, дифференциальный усилитель, выход которого подключен к входу первого компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, в него введены первый, второй и третий суммирующие элементы, второй компаратор, второй цифроаналоговый преобразователь, формирователь импульсов и элемент И, первый вход которого подключен к первому выходу, второй вход - к второму выходу формирователя импульсов, вход которого подкпючен к выходу первого компаратора и первому входу второго цифроаналогового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу второго компаратора и второму входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первыми входами первого и второго суммирующего элементов, вторые входы которых подключены соответственно к первой и второй входным шинам устройства, третьи входы - соответствен» но к первому и второму выходам второго цифроаналогового преобразователя, выход первого суммирующего элементе подключен к первому входу третьего суммирующего элемента и первому входу дифференциального усилителя, выход второго суммирующего элемента соединен с вторым входом дифференциального усилителя и вторым входом третьего суммирующего элемента, выход котороto соединен с входом второго компаратора.