RU2639942C1 - High-sensitive amplitude detector - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.SUBSTANCE: method is executed through the use of the high sensitivity of the amplitude detector containing RLC circuit, the first diode, grid leak, two parallel resistors, diode, the diode's second third, generator, lowpass filter, the first repeater, adder-inverter and the second repeater.EFFECT: increase of sensitivity, linearity and expansion of the dynamic range of the amplitude detector.1 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для измерения уровней помех и импульсных электромагнитных сигналов.The invention relates to the field of radio engineering and can be used to measure noise levels and pulsed electromagnetic signals.

Известно устройство амплитудного детектора с полупроводниковым диодом (Проектирование радиоприемных устройств / Под. Ред. А.П. Сиверса: М., 1976), содержащее диод, гридлик (параллельно соединенные резистор и конденсатор). Недостатком такой схемы является невозможность детектирования малых амплитуд из-за наличия напряжения отсечки. В современных разработках используются кремниевые диоды с напряжением отсечки 0.5-0,8 В, поэтому линейный участок детектирования начинается при превышении напряжения отсечки.A device for an amplitude detector with a semiconductor diode is known (Designing of radio receivers / Ed. By A.P. Sievers: M., 1976), containing a diode, grid grid (resistor and capacitor connected in parallel). The disadvantage of this scheme is the inability to detect small amplitudes due to the presence of a cutoff voltage. In modern developments, silicon diodes with a cut-off voltage of 0.5-0.8 V are used, therefore, the linear detection section begins when the cut-off voltage is exceeded.

Наиболее близким техническим решением является амплитудный детектор (патент RU 2208900, H03D 1/10, опубл. 20.07.2003), состоящий из конденсатора, катушки индуктивности (дросселя), диода, фильтра нижних частот, резисторов, компенсирующего диода и источника опорного напряжения. Высокая чувствительность устройства обеспечивается термокомпенсированным источником опорного напряжения. Недостатком такого детектора является дополнительное постоянное выходное напряжение, уровень которого изменяется с температурой.The closest technical solution is an amplitude detector (patent RU 2208900,H03D 1/10, publ. July 20, 2003), consisting of a capacitor, an inductor (inductor), a diode, a low-pass filter, resistors, a compensating diode and a voltage reference source. The high sensitivity of the device is ensured by a thermally compensated reference voltage source. The disadvantage of this detector is an additional constant output voltage, the level of which varies with temperature.

Технический результат изобретения - повышение чувствительности, линейности и расширение динамического диапазона амплитудного детектора.The technical result of the invention is to increase the sensitivity, linearity and expansion of the dynamic range of the amplitude detector.

Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательно соединенные колебательный контур и первый диод в прямом направлении, вывод колебательного контура является входом амплитудного детектора, фильтр нижних частот, второй диод, два резистора, источник напряжения, дополнительно введен гридлик, третий диод, два повторителя, сумматор-инвертор, а в качестве источника напряжения выступает генератор тока, при этом выход первого диода соединен с вход/выходом гридлика, выход которого подсоединен к двум параллельно расположенным резисторам, где вход/выход первого резистора и выход второго резистора подсоединены ко второму и третьему диодам соответственно, включенным в прямом направлении, генератор тока подключен к общей точке соединения гридлика и резисторов, общая точка соединения первого диода и гридлика через последовательно соединенные фильтр нижних частот и первый повторитель подключена к неинвертирующему входу сумматора-инвертора, общая точка соединения второго резистора и третьего диода через второй повторитель подключена к инвертирующему входу сумматора-инвертора, выход которого является выходом амплитудного детектора.The technical result is achieved in that in a device containing a series-connected oscillatory circuit and the first diode in the forward direction, the output of the oscillatory circuit is an input of an amplitude detector, a low-pass filter, a second diode, two resistors, a voltage source, an additional grid, a third diode, two a repeater, an adder-inverter, and a current generator acts as a voltage source, while the output of the first diode is connected to the input / output of the grid, the output of which is connected to two in parallel located resistors, where the input / output of the first resistor and the output of the second resistor are connected to the second and third diodes, respectively, turned on in the forward direction, the current generator is connected to the common connection point of the grid and resistors, the common connection point of the first diode and grid is through a series-connected low-pass filter and the first repeater is connected to the non-inverting input of the adder-inverter, the common point of connection of the second resistor and the third diode is connected to the inverter through the second repeater Valid present inverter adder whose output is the output of the amplitude detector.

На чертеже представлена структурная схема устройства, где введены следующие обозначения:The drawing shows a structural diagram of a device where the following notation is introduced:

1 - колебательный контур,1 - oscillatory circuit,

2 - первый диод,2 - the first diode,

3 - гридлик,3 - grid,

4 - первый резистор,4 - the first resistor,

5 - второй диод,5 - second diode,

6 - генератор тока,6 - current generator,

7 - второй резистор,7 - second resistor,

8 - третий диод,8 - the third diode,

9 - фильтр нижних частот,9 - low pass filter,

10 - первый повторитель,10 - the first repeater,

11 - второй повторитель,11 - the second repeater,

12 - сумматор-инвертор.12 - adder-inverter.

Устройство имеет следующие функциональные связи.The device has the following functional relationships.

Выход колебательного контура 1 последовательно соединен с первым диодом 2, включенным в прямом направлении. Вывод колебательного контура 1 является входом амплитудного детектора. Выход первого диода 2 соединен с вход/выходом гридлика 3, выход которого подсоединен к двум параллельно расположенным резисторам 4 и 7. Вход/выход первого резистора 4 подсоединен ко второму диоду 5, включенному в прямом направлении, выход второго резистора 7 подсоединен к третьему диоду 8, включенному также в прямом направлении. Генератор тока 6 подключен к общей точке соединения гридлика 3 и резисторов 4 и 7. Общая точка соединения первого диода 2 и гридлика 3 через последовательно соединенные фильтр нижних частот 9 и первый повторитель 10 подключена к неинвертирующему входу сумматора-инвертора 12. Общая точка соединения второго резистора 7 и третьего диода 8 через второй повторитель 11 подключена к инвертирующему входу сумматора-инвертора 12, выход которого является выходом амплитудного детектора.The output of the oscillatingcircuit 1 is connected in series with thefirst diode 2, turned on in the forward direction. The output of theoscillatory circuit 1 is the input of the amplitude detector. The output of thefirst diode 2 is connected to the input / output of the grid 3, the output of which is connected to two parallel resistors 4 and 7. The input / output of the first resistor 4 is connected to the second diode 5, turned on in the forward direction, the output of the second resistor 7 is connected to the third diode 8 also included in the forward direction. The current generator 6 is connected to a common connection point of the grid 3 and resistors 4 and 7. The common connection point of thefirst diode 2 and grid 3 through a series-connected low-pass filter 9 and thefirst repeater 10 is connected to the non-inverting input of the adder-inverter 12. The common connection point of the second resistor 7 and the third diode 8 through thesecond repeater 11 is connected to the inverting input of the adder-inverter 12, the output of which is the output of the amplitude detector.

Резистор 7, диод 8, повторители 10 и 11, фильтр нижних частот 9 и сумматор-инвертор 12 представляют собой узел компенсирования, который служит для формирования нулевого потенциала на выходе амплитудного детектора в отсутствие сигнала. Для достижения технического результата в устройство введен стабилизированный опорный источник напряжения - генератор тока, с температурной стабилизацией, уменьшающей напряжение отсечки диода.Resistor 7, diode 8,repeaters 10 and 11, low-pass filter 9 and adder-inverter 12 are a compensation unit, which serves to form a zero potential at the output of the amplitude detector in the absence of a signal. To achieve a technical result, a stabilized reference voltage source is introduced into the device - a current generator, with temperature stabilization, which reduces the diode cutoff voltage.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сигнал с выхода колебательного контура 1 поступает на вход амплитудного детектора через кремниевый диод 2, соединенный с гридликом 3. Компенсирующее напряжение отсечки задается последовательно соединенными резистором 4 и кремниевым диодом 5 с питанием от генератора тока 6. Компенсирующее напряжение смещения снимается с последовательной цепочки третьего диода 8 и второго резистора 7. Вольтамперные характеристики всех диодов должны быть идентичны, а напряжения в гридлике 3 и напряжение второго резистора 7 должны быть равными. Напряжения с гридлика 3 и резистора 7 подаются на входы повторителей 10 и 11. Первый повторитель 10 соединен с фильтром нижних частот 9. Выходное напряжение от первого повторителя 10 подается на неинвертирующий вход сумматора-инвертора 12, а выходное напряжение от второго повторителя 11 подается на инвертирующий вход сумматора-инвертора 12. Чувствительность такого амплитудного детектора при термостабилизации диодов 2, 5 и 8 и генератора тока 6 может составлять десятые доли мВ, а динамический диапазон доходить до 70 дБ.The signal from the output of the oscillatingcircuit 1 is fed to the input of the amplitude detector through asilicon diode 2 connected to the grid 3. The compensating cutoff voltage is set in series with the resistor 4 and the silicon diode 5 powered by the current generator 6. The compensating bias voltage is removed from the serial circuit of the third diode 8 and the second resistor 7. The current-voltage characteristics of all the diodes should be identical, and the voltages in the grid 3 and the voltage of the second resistor 7 should be equal. The voltages from the grid 3 and resistor 7 are applied to the inputs ofrepeaters 10 and 11. Thefirst follower 10 is connected to the low-pass filter 9. The output voltage from thefirst follower 10 is supplied to the non-inverting input of the adder-inverter 12, and the output voltage from thesecond follower 11 is supplied to the inverting the input of the adder-inverter 12. The sensitivity of such an amplitude detector during thermal stabilization ofdiodes 2, 5, and 8 and current generator 6 can be tenths of a mV, and the dynamic range can reach 70 dB.

Claims (1)

Translated fromRussian

Высокочувствительный амплитудный детектор, содержащий последовательно соединенные колебательный контур и первый диод в прямом направлении, вывод колебательного контура является входом амплитудного детектора, фильтр нижних частот, второй диод, два резистора, источник напряжения, отличающийся тем, что дополнительно введен гридлик, третий диод, два повторителя, сумматор-инвертор, а в качестве источника напряжения выступает генератор тока, при этом выход первого диода соединен с вход/выходом гридлика, выход которого подсоединен к двум параллельно расположенным резисторам, где вход/выход первого резистора и выход второго резистора подсоединены ко второму и третьему диодам соответственно, включенным в прямом направлении, генератор тока подключен к общей точке соединения гридлика и резисторов, общая точка соединения первого диода и гридлика через последовательно соединенные фильтр нижних частот и первый повторитель подключена к неинвертирующему входу сумматора-инвертора, общая точка соединения второго резистора и третьего диода через второй повторитель подключена к инвертирующему входу сумматора-инвертора, выход которого является выходом амплитудного детектора.High-sensitivity amplitude detector containing a series-connected oscillatory circuit and the first diode in the forward direction, the output of the oscillatory circuit is the input of the amplitude detector, a low-pass filter, a second diode, two resistors, a voltage source, characterized in that a grid is added, a third diode, two repeaters , adder-inverter, and a current generator acts as a voltage source, while the output of the first diode is connected to the input / output of the grid, the output of which is connected to two pa to the adjacent resistors, where the input / output of the first resistor and the output of the second resistor are connected to the second and third diodes, respectively, turned on in the forward direction, the current generator is connected to the common connection point of the grid and resistors, the common connection point of the first diode and grid is through a series-connected lower filter frequency and the first repeater is connected to the non-inverting input of the adder-inverter, the common connection point of the second resistor and the third diode is connected to and through the second repeater the inverting input of the adder-inverter, the output of which is the output of the amplitude detector.

Images