188488. lajstromszámú szabadalom • Hidkapcsolású szintdetektor előnyösen impulzusszint mérésére és/vagy szabályozására
1 188 488 2 A találmány tárgya hídkapcsolású szintdetektor, előnyösen impulzus szint mérésére és/vagy szabályozására, amelyet a Be bemenetét mérendő Gi impulzusgenerátor képezi, amely első PDt csúcsegyenirányító első F] félvezetőjének bemeneti elektródájára csatlakozik. Az első PD( csúcsdetektor első R] ellenállásának és első Cj kapacitásának egyik-egyik vége az első F, félvezető kimeneti elektródájára, másik-másik vége ,,0”V értékű Ure^ referenciafeszültségre van kötve. A találmány szerinti hídkapcsolású LD szintdetektorra jellemző, hogy az első PD) csúcsegyenirányító A kimenete első Aj műveleti erősítő nem invertáló bemenetére, ugyanennek invertáló bemenetére második PD2 csúcsegyenirányító B kimenete csatlakozik. A második DP2 csúcsegyenirányító B kimenetét második F2 félvezető kimeneti elektródája, második R2 ellenállás és második C2 kapacitás egyik-egyik közösített vége képzi. Az első A] műveleti erősítő U kimenetére, amely egyben az LD szintdetektor kimenete, a második C2 kapacitás másik vége és harmadik R3 ellenállás egyik vége van kötve. A harmadik R3 ellenállás másik vége első K] kapcsoló másik 3 pontjára és második A2 műveleti erősítő kimenete a második F2 félvezető bemeneti elektródájára és a harmadik R3 ellenállással azonos értékű negyedik R4 ellenállás egyik végére, míg a negyedik R4 ellenállás másik vége a második A2 műveleti erősítő invertáló bementére csatlakozik. Az első Kj kapcsoló egyik 1 pontja és a második R2 ellenállás másik vége az Uref referenciafeszültségre, vezérlő 2 pontja kitöltési tényezőt megtartó 1/N frekvenciaosztó kimenetére, az 1/N frekvenciaosztó bemenete harmadik K3 kapcsoló első 1 pontjára van kötve. A harmadik K3 kapcsoló funkció kapcsoló szerepét tölti be. Amikor az 1/N kitöltési tényezőt megtartó frekvenciaosztó bemenete a harmadik K3 kapcsoló első 1 pontjára van kötve, akkor impulzus szint mérésére és/vagy szabályozására, amikor a második 2 pontjára van kötve, akkor szinuszos jelek szintjének mérésére és/vagy szinuszos generátorok amplitúdójának szabályozására szolgál a hídkapcsolású szintdetektor. Az első K] kapcsoló üres, negyedik 4 pontjára nem csatlakozik semmi. Az 5. ábra alapján ismertetett, találmány szerinti LD szintdetektor működése a következő: a Gi impulzúsgenerátor mérendő és/vagy szabályozandó jelét az első PD! csúcsegyenirányító egyenirányítja. Ez a csúcsegyenirányított feszültség az első A2 műveleti erősítő A neminvertáló bemenetére kerül, melynek kimenetén ezzel arányos egyenfeszültség jelenik meg. Ez a feszültség a harmadik R3 ellenálláson keresztül jut a második A2 műveleti erősítő neminvertáló bemenetére N ;Twi ideig, amíg az első K] kapcsoló nyitva van. Ezen időtartamig a második A2 műveleti erősítő kimenőfeszültsége is U értékű lesz, mivel ez a műveleti erősítő önmagában van visszacsatolva az invertáló bemenetére a negyedik R4 ellenálláson keresztül. Ezután az első Kj kapcsoló az Uref referenciafeszültségre zár N(Tp] - Twj) ideig, amikor is a kimenőfeszültség azaz Uref referenciafeszültség ebben az esetben „0” V lesz. Így a második A2 műveleti erősítő kimenetén U amplitúdójú N ■ Tp] periódusidejű impulzussorozatot kapunk, melynek kitöltési tényezője megegyezik a bemeneti jel kitöltési tényezőjével. Ezt az impulzussorozatot csúcsegyenirányítja a második PD2 csúcsegyenirányító. A csúcsegyenírányítás feltételei ugyanazok, mint az első PD] csúcsegyenirányító esetén. Ez a jel az első A! műveleti erősítőre invertáló bemenetére kapcsolódik, azaz így záródik a visszacsatoló hurok az első Aj műveleti erősítőnél. Az elmondottakból következik, hogy a csúcsegyenirányítás azonos feltételei miatt U feszültségnek meg kell egyeznie a mérendő impulzus csúcsértékével. Ellenkező esetben az első PD] csúcsegyenirányító A kimenete és a második PD2 csúcsegyenirányító B kimenete nem lenne ekvipotenciális, és a hibajel úgy vezérelné az első A! műveleti erősítő kimenő feszültségét, hogy a visszacsatoláson keresztül a második PD2 csúcsegyenirányító B kimenetére jutó egyenfeszültség megegyezzen az első PDi csúcsegyenirányító A kimenetének feszültségével. A frekvenciaosztás mértéke N, abból a feltételből határozható meg, hogy a második A2 műveleti erősitő kimenő feszültségének fel, illetve lefutási ideje legyen jóval kisebb, mint az itt lévő jel szélessége, tehát: tr <NTW]; tf « NTW] A csúcsegyenírányítás folyamán a kis töltésű tényezőjű ímpulzussorozatok esetén nagy csúcsáramok léphetnek fel, pl. 1 : 10 000 kitöltési tényező esetén kb. 100 mA. Ezért vagy kis belső ellenállású - szigorú követelményeket kielégítő — leválasztó erősítőt kell használni, vagy ahogy a találmány szerinti megoldásnál tettük, az első és második Fi és F2 félvezetők nem az ismert megold; sban használatos diódák, hanem tranzisztorok, melyeknek bázispontja az első és második PD] és PD2 csúcsegyenirányító bemenete, s emitterpontja pedig a kimenete. PL: ß = 100 esetén a már említett 100 mA-es csúcsáram helyett csak 1 mA csúcsáram terheli a mérendő impulzusgenerátort. Ha az első és második F1( F2 félvezetőket ellenkező polaritással kapcsoljuk az első A! műveleti erősítő bemenetére, akkor az első Fj félvezető a bemeneti impulzusok alsó szintjét fogja csúcsegyenirányítani, s az első Ai műveleti erősítő kimenő feszültsége Ul értékű lesz. Ennek akkor van jelentősége, amikor a mérendő jel alsó szintje nem „0” feszültségű, hanem offszet érték is van. Ilyenkor az impulzusok csúcstól-csúcsig mérhető szin'je a felső Uh az alsó Ul kimenetek közötti érték. Ebben az esetben a mérendő impulzusok alsó szintje esetleg pozitív érték is lehet, ezért az alsó szintet csúcsegyenirányító második LDl szintdetektor vonatkoztatási vagy referencia szintjét nem „0” feszültségre, hanem egy -Uref referenciafeszültségre kell kötni. I gyanígy a felső szint lehet negatív is (negatív offszet) ezér az első LDh szintdetektor vonatkoztatási szintje -Ure ' referenciafeszültscg. A 6. ábrán az LD szintdetektor egyik előnyös kiviteli alakja látható, amely nem nullfeszültségű alapvonalú impulzusok mérésére szolgál. Az impulzusok felső szintje és a nullfeszültség vagy negatív -Uref referenciafeszültség közé első LDh szintdetektor, az impulzusok alsó szintje és a nullfeszültség vagy pozitív +Uref referenciafeszültség közé második LDl szintdetektor van kötve. Az első LDh szintdetektor kimenete egyben a felső szint Uh kimenet, a második LDl szintdetektor kimenete az alsó szint Ul kimenet. Amennyiben nem az impulzusok felső és alsó szintjének mérése a feladat, hanem a szabályozása, akkor ez szinten 6. ábrán látható kiviteli alak alapján lehetséges. A felső szint Uh kimenet harmadik A3 műveleti erősítő invertáló bemenetére, a nem invertáló bemenetére egy felső Uh kontrol feszültségszintet ellenőrző első P] potencióméter leszedője csatlakozik. A harmadik A3 műveleti erősí’ő Upjreg kimenete az amplitúdó felső szintjének 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
