Широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов

 

О П И С А Н И Е 953575

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (5 I ) M. Кл. (22)Заявлено 24.03.81 (21) 3264689/18-21 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

G 01 R 13/34

Веуларетееииый кемитет

СССР ио делам изобретений и атерытий

Опубликовано 23. 08.82 ° Бюллетень Юю 31

Дата опубликования описания 25. 08 .82 (53) УДК 681. .142.9(088.8) B.È. Старосельский, В.И. Суэтинов, А.Т) Козло и В.П. Тимошенков : 4ВЬфЩр

1 пъ ъо. ХЯХР ЦЦС,,, Московский институт электронной техники цдБ 1-.

"Жте,:

- 4 i (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ СТРОБОСКОПИЧЕСКОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИ4ЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в стробоскопических осциллографах и измерителях мгновенных значений электрических сигналов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов, содержащий входной ключевой блок, первый управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора стробимпульсов, второй управляющий вход - с первым выходом источника напряжений смещения, а выход - с первой обкладкой накопительного конденсатора и первым выводом буферного резистора, второй вывод которого подключен к шине выходного 20 сигнала, причем вторая обкладка накопительного конденсатора связана с общей шиной, а разрядный резистор, включенный между шиной выходного сигнала и вторым выходом источника напряжений смещения Р1 1.

Недостатком этого устройства при выполнении его в виде полупроводниковой интегральной схемы является низкая чувствительность, обусловленная паразитной емкостью высокоомного разрядного резистора и значительным вкладом теплового шума этого резистора в выходной шум устройства.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Эта цель достигается тем, что широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов, содержащий входной ключевой блок, первый управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора стробимпульсов, второй управляющий вход - с первым выходом источника напряжений смещения, а выходс первой обкладкой накопительного конденсатора и первым выводом буферного резистора, второй вывод которо3

953575

ro подключен к шине выходного сигнала, причем вторая обкладка накопительного конденсатора связана с общей шиной, снабжен генератором прямоугольных импульсов и разрядным ключевым блоком, вход которого соединен с шиной выходного сигнала„ первый и второй выходы - с вторым и третьим выходами источника напряжений смещения, а первый и второй управляющие входы -1О

q выходами отрицательной и положительной полярности генератора прямоугольных импульсов, вход запуска которого связан с вторым выходом генератора стробимпульсов. 15

Разрядный ключевой блок содер жит два резистора, два конденсатора и два диода, причем отрицательный выход первого диода подключен к шине выходного сигнала и положительному вы- 20 воду второго диода, а положительный вывод через первый резистор — к второму выходу источника напряжений смещения и через первый конденсаторк выходу Отрицательной полярности ге->5 нератора прямоугольных импульсов отрицательный вывод второго диода связан через второй резистор с третьим выходом источника напряжений смещения и через второй конденсатор — 30 с выходом положительной полярности генератора прямоугольных импульсов.

Разрядный ключевой блок содержит полевой транзистор, резистор смещения и разделительный конденсатор, причем З5 сток транзистора соединен с шиной выходного сигнала, исток - с вторым выходом источника, напряжений смещения, а затвор через резистор смещения — с третьим выходом источника на-40 пряжений смещения и через .разделительный конденсатор — с выходом отрицательной полярности генератора прямоугольных импульcoB.

На фиг. 1 представлена структур4 ная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - варианты структурных схем устройства.

Устройство (фиг. 1) состоит из

50 входного ключевого блока 1, генератора 2 стробимпульсов, источника 3 напряжений смещения, накопительного конденсатора 4, буферного резистора

5 генератора 6 прямоугольных импуль>

55 сов и разрядного ключевого блока 7.

В устройстве (фиг. 2) разрядный ключевой блок 7 состоит из первого ,и второго диодов 8 и 9, первого резистора 10, первого конденсатора 11, второго резистора 12 и второго конденсатора 13 °

В устройстве (фиг ° 3) разрядный ключевой блок 7 состоит из полевого транзистора 14, резистора 15 смещения и разделительного конденсатора 16.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии входной ключевой блок 1 закрыт смещениями, подаваемыми с источника 3 напряжений смещения. Под действием напряжений смещения, подаваемых на выходы, разрядный ключевой блок 8 находится в открытом состоянии и имеет высокую проводимость по постоянному току между входом и выходами. Проводимость по постоянному току между входом и управляющими входами схемы отсутст-, вует.

Исследуемый сигнал подается на вход входного ключевого блока 1. В момент стробирования стробимпульсы, поступающие с генератора 2 стробимпульсов, открывают входной ключевой блок 1, а управляющие импульсы, поступающие с генератора 6 прямоугольных импульсов на управляющие входы разрядного ключевого блока 7, закрывают его. В закрытом состоянии разрядный ключевой блок 7 имеет низкую проводимость по постоянному току между входом и выходами.

Через открытый входной ключевой блок 1 исследуемый сигнал заряжает накопительный конде «атор 4. После окончания действия стробимпульсов накопительный конденсатор 4 перезаряжается током утечки разрядного ключевого блока 7.

8 момент окончания управляющих импульсов разрядный клочевой блок 7 открывается и накопительный конденсатор 4 разряжается. Буферный резистор 5 разделяет в течении времени стробирования Тс цепь заряда накопительного конденсатора 4 от цепи разряда. Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы в момент поступления на входной ключевой блок 1 стробимпульсов разрядный ключевой блок 7 был закрыт ° Необходимо также выполнение следующих соотношений

Т < К С„c« c Ty

Т9с с р, где Т - длительность стробимпульса по уровню отпирания входного ключевого блока 1;

5 95357

R< - сопротивление буферного резистора;

С - емкость накопительного конй денсатора;

Т вЂ” длительность управляющих им- 5

М пульсов, поступающих с генератора 6 прямоугольных импульсов; постоянная времени перезаряР да накопительного конденсатора 4 при закрытом ключевом блоке 1 и закрытом разряд ном ключевом блоке 7.

В варианте устройства (фиг. 2) разрядный ключевой блок работает сле- 5 дующим образом.

В исходном состоянии диоды 8 и 9 открыты напряжениями, поступающими через резисторы 10 и 12 с источника 3 напряжений смещения. Под действием 20 разнополярных управляющих импульсов, поступающих через конденсаторы 11 и

13 с генератора 6 прямоугольных импульсов, диоды 8 и 9 закрываются.

После. окончания импульса диоды 8 и 9 5 открываются. Резисторы 10 и 12 необходимы для того, чтобы источник 3 напряжений смещения не шунтировал цепь подачи управляющих импульсов.

В варианте устройства (Фиг 3) 30 разрядный ключевой блок работает следующим образом.

В исходном состоянии транзистор 14 открыт напряжениями, поступающими с источника 3 напряжений смещения на сток и через резистор 15 смещения на затвор. Под действием отрицательного управляющего импульса, поступающего на затвор через разделительный конденсатор 16 с генератора 7 прямоугольных4 импульсов, транзистор 14 закрывается.

После окончания импульса транзистор

14 открывается, Устройство позволяет повысить коэффициент передачи вследствие малой величины входной емкости разрядного ключевого блока при выполнении смесителя в виде интегральной полупроводниковой схемы.

Формула изобретения

1. Широкополосный смеситель стробоскопического преобразователя электрических сигналов, содержащий входной ключевой блок, первый управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора стробимпульсов, второй управляющий вход - с первым выходом источника напряжений смещения, а выход — с первой обкладкой накопительного конденсатора и первым выводом буферного резистора, второй вывод которого подключен к шине выходного сигнала, причем вторая обкладка накопительного конденсатора связана с общей шиной, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен генератором прямоугольных импульсов и разрядным ключевым блоком, вход которого соединен с шиной выходного сигнала, первый и второй выходы — с вторым и третьим выходами источника напряжений смещения, а первый и второй управляющие входыс выходами отрицательной и положительной полярности генератора прямоугольных импульсов, вход запуска которого связан с вторым выходом генератора стробимпульсов.

2. Смеситель по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что разрядный ключевой блок содержит два резистора, два конденсатора, и два диода, причем отрицательный вывод первого диода подключен к шине выходного сигнала и положительному выводу второго диода, а положительный вывод через первый резистор - к второму выходу источника напряжений смещения и через первый конденсатор - к выходу отрицательной полярности генератора прямоугольных импульсов, отрицательный вывод второго диода связан через второй резистор с третьим выходом источника напряжений смещения и через второй конденсатор — с выходом положительной полярности генератора прямоугольных импульсов.

3. Смеситель по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что разрядный ключевой блок содержит полевой транзистор, резистор смещения и разделиЧувствительность устройства повышена также из-за того, что разрядный ключевой блок, находясь большую часть времени в открытом состоянии, шунтирует шумы закрытого входного ключевого блока.; Устройство позволяет регулировать время хранения информации о входном сигнале длительностью управляющих импульсов, что снижает

5 6 требования к быстродействию блоков, подключаемых к выходу смесителя. тельный конденсатор, причем сток транзистора соединен с шиной выходного сигнала, исток — с вторым выходом источника напряжений смещения, а затвор через резистор смещения,с третьим выходом источника напряжений смещения и через разделительный

53575 8 конденсатор - с выходом отрицательной полярности генератора прямоугольных импульсов.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1.Техническое описание осциллографа С7- 1.2, СССР, 1978 (прототип}.

Фиг.2

ФАЗ

Составитель В. Лившиц

Редактор А. Козориз Техред И.Рейвес Корректор Н Король

Заказ 6270/73

Тираж 717 Подпи сное

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