Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
UaK = KUBX-{K+\)Uz. (5.7)
Для установившегося режима можно записать
. (5.8)
UbX К+I '
Последнее соотношение показывает, что при достаточно большом коэффициенте усиления К напряжение на конденсаторе практически равно напряжению на входе.
5.4.2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ [A-+t\ CO СХЕМОЙ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРШИНЫ ИМПУЛЬСА
В преобразователе амплитуда—время должно выполняться несколько операций. Основные операции: заряд конденсатора памяти до амплитудного значения импульса и линейный разряд этого конденсатора; кроме того, необходимо устанавливать моменты начала и конца преобразования A-^t9 т. е. надо формировать импульс или интервал, длительность которого точно соответствует амплитуде сигнала.
Реализовать эти функции можно разными способами. Широкое распространение получили преобразователи со схемой определения вершины импульса. Блок схема такого преобразователя (рис.
5.17,а) состоит из трех основных узлов: схемы линейного пропус-
276
Вход
Рис. 5.17. Преобразователь амплитуды в длительность со схемой определения вершины импульса (а) и временные диаграммы (б)
кания (CJIП), аналогового запоминающего устройства (АЗУ) и схемы определения вершины импульса (СОВ). Принцип действия устройства состоит в следующем: исследуемый сигнал вначале ироходит через СЛП в АЗУ, где заряжает до амплитудного значения конденсатор памяти. За напряжением на конденсаторе памяти следит СОВ, которая срабатывает в момент достижения входным сигналом амплитудного значения и возвращается в исходное состояние после прекращения разряда конденсатора. Длительность сформированного СОВ импульса пропорциональна амплитуде сигнала. Этот импульс подается в устройство кодирования интервалов, кроме того, он блокирует схему линейного пропускания с момента достижения импульсом амплитудного значения и до конца преобразования A-^t.
В реальном устройстве функции АЗУ и СОВ часто объединяются. На рис. 5.17,6 приведена упрощенная принципиальная схема такого преобразователя. Измеряемый сигнал проходит через открытую схему линейного пропускания на левый вход Г3 дифференциального каскада (Ti—Г4), выполненного по схеме Дарлингтона. Эта схема обладает большим входным сопротивлением, что особенно важно для элементов схемы, подключаемых к правому входу. Дифференциальный каскад отрегулирован так, что в исходном состоянии токи текут через оба плеча Ti—T3 и T2—T4 и сигнал ли-
277
нейно усиливается. При этом через T5 и каскад с заземленной базой Гб заряжается конденсатор памяти Cn, который приобретаем положительный потенциал. Напряжение с конденсатора памяти поступает на правый вход T4 дифференциального каскада как сигнал отрицательной обратной связи; благодаря этому обеспечивается линейный заряд конденсатора Cn.
После того как напряжение входного импульса достигнет амплитуды и начнет быстро спадать, емкость памяти отключится и потенциал на ней останется равным амплитудному значению. С этого момента перестает действовать отрицательная обратная связь, быстро уменьшается ток левого плеча Т\—T3 и увеличивается ток правого плеча T2—T4 дифференциального каскада. Возникающий на нагрузке Ru перепад напряжения поступает через T5 на усилитель-формирователь. Сформированным перепадом напряжения закрывается схема линейного пропускания; в результате сигнал, поступающий на затвор Г3, «обрубается» (рис. 5.17,в).
Далее происходит линейный разряд конденсатора памяти генератором тока ГТ2. В конце разряда, когда потенциал конденсатора C11 становится равным потенциалу затвора Г3, восстанавливается исходное, состояние схемы, заканчивается сформированный выходной импульс, длительность которого і пропорциональна амплитуде сигнала Л, и снимается блокировка линейной схемы пропускания.
Временная точность срабатывания схемы в моменты достижения сигналом амплитудного значения и прекращения разряда конденсатора памяти зависит от параметров дифференциального каскада и входного сигнала. Как правило, эта точность достаточна, когда частота заполнения при кодировании интервалов T не более IO6—IO7 Гц и число каналов не превышает нескольких сотен. В приборах, рассчитанных на несколько тысяч каналов и работающих с частотами заполнения IO7—IO8 Гц, необходимо задерживать начало линейного разряда конденсатора памяти относительно момента определения вершины импульса, D также вводить управление генератором разрядного тока; кроме того, желательно применять чувствительный компаратор для нахождения момента окончания разряда конденсатора памяти.
§ 5.5. КОДИРОВАНИЕ АМПЛИТУД ИМПУЛЬСОВ
МЕТОДОМ ПОРАЗРЯДНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
Рассмотренный в § 5.4 метод преобразования амплитуды импульса в интервал времени и код требует значительного времени для измерения отдельного сигнала. Малое временное разрешение таких преобразователей определяется самим принципом заполнения интервала импульсами генератора, частота которого ограничена быстродействием счетчика. Для уменьшения времени измерения иногда производят преобразование амплитуды во время с разными скоростями. Вначале накопительный конденсатор разряжается большим током и производится грубое измерение интервала, а затем разряд ведется меньшим током (в определенное число раз) и ведется точное измерение остатка интервала. Такой метод свя-
