SU1509752A1 - Converter of pulse amplitude to d.c. voltage - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  измерени  амплитуды импульсов. Цель изобретени  - повышение быстродействи  преобразовател . Компаратор 1 сравнивает амплитуду входного сигнала с величиной выходного напр жени  интегратора 5The invention relates to a pulse technique and can be used to measure the amplitude of pulses. The purpose of the invention is to increase the speed of the converter. Comparator 1 compares the amplitude of the input signal with the value of the output voltage of the integrator 5

генератор 3, RS - триггер 2 и повторитель-инвертор 4 управл ют направлением интегрировани  опорного напр жени , формируемого сумматорами 9, 11 и источником 10 опорного напр жени . Пиковый детектор 6, блок 8 синхронизации и запоминающий элемент 7 отслеживают мгновенное значение амплитуды входного сигнала в каждом периоде. Введение второго повторител -инвертора 12 обеспечивает резкое увеличение опорного напр жени  на входе интегратора 5 при изменении амплитуды входного сигнала как в меньшую, так и в большую сторону, что повышает быстродействие устройства. 2 ил.generator 3, RS — trigger 2 and repeater-inverter 4 control the direction of integration of the reference voltage generated by the adders 9, 11 and the source 10 of the reference voltage. The peak detector 6, the synchronization unit 8 and the storage element 7 track the instantaneous amplitude value of the input signal in each period. The introduction of the second repeater-inverter 12 provides a sharp increase in the reference voltage at the input of the integrator 5 when the amplitude of the input signal varies both in a smaller and a larger direction, which increases the speed of the device. 2 Il.

Description

31503150

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  измерени  амплитуды импульсов .The invention relates to a pulse technique and can be used to measure the amplitude of pulses.

Цель изобретени  - повьтение быстродействи  преобразовател  за счет увеличени  скорости отслеживани  при уменьшении амплитуды входного сигнала.The purpose of the invention is to increase the speed of the converter by increasing the tracking speed while decreasing the amplitude of the input signal.

На фиг, 1 представлена функциональна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие его работу.Fig, 1 shows the functional diagram of the converter; in fig. 2 - diagrams explaining his work.

Преобразователь амплитуды импуль- сов в посто нное напр жение содержит компаратор 1, выход которого соединен с S- входом RS-триггера 2, R-вход которого соединен с выходом генератора 3, а выход с управл ю- щим входом повторител -инвертора 4. выход которого соединен с входом интегратора 5. Выход пикового детектора 6 соединен с входом аналогового запоминающего элемента 7, управл ю- щий вход которого соединен с первым выходом блока 8 синхронизации , в торой выход которого соединен с входом сброса пикового детектора ,6, выход которого соединен с входом блока 8 синхронизации и с.первым входом компаратора I . Вход повторител -инвертора 4 соединен с выходом сумматора 9, первый вход которого соединен с выходом источника 10 опорного напр - женин, выход аналогового запоминающего элемента 7 соединен с первым входом блока 11.вычитани , выход которого соединен с входом повторител - л -инвертора 12, управл ющий выход которого соединен с выходом RS-триггера 2, а выход - с вторым входом сумматора 9. Выход интегратора 5 соединен с вторыми входами компаратора I и блока I1 вычитани  и  вл етс  выходом устройства.The pulse amplitude to DC voltage converter contains a comparator 1, the output of which is connected to the S-input of the RS flip-flop 2, the R-input of which is connected to the output of the generator 3, and the output to the control input of the repeater -inverter 4. output which is connected to the input of the integrator 5. The output of the peak detector 6 is connected to the input of the analog storage element 7, the control input of which is connected to the first output of the synchronization unit 8, the second of which is connected to the reset input of the peak detector, 6, the output of which is connected to entrance m synchronization unit 8 and the comparator input s.pervym I. The input of the repeater-inverter 4 is connected to the output of the adder 9, the first input of which is connected to the output of the source 10 of the reference voltage, the output of the analog storage element 7 is connected to the first input of the block 11.the readout, the output of which is connected to the input of the repeater -l-inverter 12, the control output of which is connected to the output of the RS flip-flop 2, and the output to the second input of the adder 9. The output of the integrator 5 is connected to the second inputs of the comparator I and the subtractor I1 and is the output of the device.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Компаратор 1 производит непрерывное сравнение исследуемого импульс- ного сигнала, поступающего на первый вход компаратора (фиг.2а), с компенсирующим напр жением , формируемым на выходе интегратора 5. В случае , если амплитуда входной последо- вательности Um больще компенсирующего напр жени  UK (Ufn UK.) , на выходе компаратора 1 (фиг.2б) формирз т с  импульсы, устанавливающие в едининое состо ние RS-триггер 2, сигнал с выхода которого (фиг,2г), поступа  на управл ющий вход повторител -инвертора 4, устанавливает знак его коэффициента передачи таким, что уровень сигнала на выходе интегратора 5 начинает возрастать (фиг.2и). При этом в моменты прихода импульсов с генератора 3 (фиг.2в) происходит сброс RS-триггера 2, но если условие , не выполн етс , то первым же импульсом с выхода компаратора 1 после импульса сброса RS-триггер 2 снова устанавливаетс  в единичное состо ние. При этом по переднему фронту входного импульса осуществл етс  очистка пикового детектора 6 импульсом, формируемым на первом выходе блока 8 синхронизации.Comparator 1 performs a continuous comparison of the pulse signal under investigation, which is fed to the first input of the comparator (Fig. 2a), with the compensating voltage generated at the output of the integrator 5. In case the amplitude of the input sequence Um is greater than the compensating voltage UK (Ufn UK.), At the output of the comparator 1 (fig.2b), pulses form in a single state the RS flip-flop 2, the signal from the output of which (fig. 2d) entering the control input of the repeater inverter 4, sets the sign its transmission rate is such that the signal level at the output of the integrator 5 begins to increase (Fig.2i). At the same time, at the moments of arrival of the pulses from the generator 3 (Fig. 2b), the RS flip-flop 2 is reset, but if the condition is not fulfilled, then the first pulse from the output of the comparator 1 after the reset pulse RS-flip-flop 2 is once again set to one . In this case, on the leading edge of the input pulse, the peak detector 6 is cleaned with a pulse generated at the first output of the synchronization unit 8.

В дальнейшем в течение действи  входного импульса происходит выделение амплитудного значени  11, пиковым детектором 6 с последующей перезаписью этого значени  в аналоговый запоминающий элемент 7 по заднему фронту входного импульса. При этом н.а выходе аналогового запоминающего элемента 7 формируетс  напр жение, равное амплитуде входного сигнала,как. показано на фиг.2д. Это напр жение, а также компенсирующее напр жение Иц подаютс  на соответствующие входы блока 11 вычитани , в котором формируетс  разностное напр жение (фиг.2е). Данное напр жение, пройд  через повторитель-инвертор 12 (фиг.2ж) подаетс  на второй вход сумматора 9, на первый вход которого подаетс  напр жение от источника 10 опорного напр жени . На входе интегратора 5 действующим  вл етс  напр жение , .представл ющее сумму дополнительного напр жени  tJq с выхода второго повторител -инвертора 1 и напр жени  Upp от источника 10 опорного напр л ени  (фиг.2з). Прртчем сложение этих напр жений всегда происходит с одним знаком за счет изменени  знака коэффициента передачи повторител -инвертора 12 в зависимости от состо ни  RS-триггера 2, определ ющего направление изменени  компенсирующего напр жени  1; к, (фиг.2и). Это способствует быстрому выходу устройства в установивщийс  режим.Subsequently, during the operation of the input pulse, the amplitude value 11 is selected, a peak detector 6 followed by overwriting of this value into the analog storage element 7 along the trailing edge of the input pulse. In this case, a voltage equal to the amplitude of the input signal, is formed on the output of the analog storage element 7. shown in Fig.2d. This voltage, as well as the compensating voltage Itz, is applied to the corresponding inputs of the subtracting unit 11, in which the differential voltage is formed (Fig. 2e). This voltage, passed through the repeater-inverter 12 (Fig. 2g) is fed to the second input of the adder 9, the first input of which is supplied from the voltage source 10 of the reference voltage. At the input of the integrator 5, a voltage is present that represents the sum of the additional voltage tJq from the output of the second repeater of the inverter 1 and the voltage Upp from the source 10 of the reference voltage (Fig. 2h). The addition of these voltages always occurs with one sign due to a change in the sign of the transfer coefficient of the inverter 12, depending on the state of the RS flip-flop 2, which determines the direction of change of the compensating voltage 1; to, (Fig.2i). This contributes to the rapid exit of the device in the setting mode.

При резком изменении амплитуды входных импульсов (фиг.2, момент tWith a sharp change in the amplitude of the input pulses (figure 2, the moment t

1 one

происходит резкое увеличение величины выходного напр жени  аналогового запоминающего элемента 7, что приводит к увеличению выходного напр жени  сумматора 9 и увеличению скорости изменени  выходного сигнала интегратора 5 . По мере приближени  значени  выходного напр жени  интегратора 5 к амплитудному значению входных импульсов, разность компенсирующего напр жени  и выходного напр жени  аналогового запоминающего элемента 7 стремитс  к нулю. При этом скорость изменени  выходного напр жени  интегратора 5 определ етс  только величиной опорного напр жени , которое выбираетс  достаточно малым дл  обеспечени  требуемой точности.there is a sharp increase in the output voltage of the analog storage element 7, which leads to an increase in the output voltage of the adder 9 and an increase in the rate of change of the output signal of the integrator 5. As the value of the output voltage of the integrator 5 approaches the amplitude value of the input pulses, the difference between the compensating voltage and the output voltage of the analog storage element 7 tends to zero. In this case, the rate of change of the output voltage of the integrator 5 is determined only by the magnitude of the reference voltage, which is chosen small enough to ensure the required accuracy.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula - - Преобразователь амплитуды импуль сов в посто нное напр жение, содержащий блок вычитани  и компаратор, первый вход которого соединен с вхо дом блока синхронизации и  вл етс  входом преобразовател , выход компаратора соединен с S-входом RS- триггера, R-вход которого подключенPulse-to-voltage amplitude converter containing a subtraction unit and a comparator, the first input of which is connected to the input of the synchronization unit and is the input of the converter, the comparator output is connected to the S input of the RS flip-flop, the R input of which is connected 097526097526 к выходу генератора импульсов, а выход соединен с управл ющим входом первого повторител -инвертора, выход которого соединен с входом интегратора , выход которого соединен с вторым входом компаратора и  вл етс  выходом преобразовател , вход первого повторител -инвертора ключен к выходу сумматора, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , выходы блока синхронизации соединены соответственно с входом сброса пи15 кового детектора и с управл ющим входом аналогового запоминающего элемента, вход которого соединен с выходом пикового детектора, отличающийс  тем,, что, с цельюto the output of the pulse generator, and the output is connected to the control input of the first inverter repeater, whose output is connected to the integrator input, the output of which is connected to the second comparator input and is the output of the inverter, the input of the first inverter repeater is connected to the output of the adder, the first input of which connected to the output of the reference voltage source; the outputs of the synchronization unit are connected respectively to the reset input of the pick-up detector and to the control input of the analog storage element, the input of which is connected with a peak detector output, characterized in that, in order to 20 повьппени  быстродействи , в него введен второй повторитель-инвертор, вход которого соединен с выходом блока вычитани , а выход - с вторым входом сумматора, управл ющий вход 25 второго повторител  - инвертора20 is faster, a second repeater-inverter is inputted into it, the input of which is connected to the output of the subtraction unit, and the output is connected to the second input of the adder, the control input 25 of the second repeater-inverter подключен к выходу К5-триггера,вход пикового детектора подключен к входу преобразовател , выход аналогового запоминающего элемента соединенconnected to the K5-trigger output, the peak detector input is connected to the converter input, the output of the analog storage element is connected 30 с первым входом блока вычитани ,30 with the first input of the subtractor, второй вход которого подключен к выходу интегратора.the second input of which is connected to the output of the integrator.