Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2014
Vladimir Rentyuk
EDN
Предлагаемая схема появилось в результате решения следующей задачи: требовалось сформировать импульс определенной длительности из «грязных» входных импульсных всплесков, которые могли меняться по амплитуде в диапазоне до 60 дБ. Также требовалось обеспечить минимальное время задержки между входными и выходными импульсами, так что автор не мог использовать интегратор или другие обычные в этом случае схемные решения. Описываемая схема используется в радиолокационном дальномере, поэтому малая и постоянная по времени задержка между входными и выходными импульсами является определяющей. Предлагаемое решение прошло практическую проверку и показало отличную работу.
Схема, представленная на Рисунке 1, генерирует импульсы строго заданной длительности из любых входных «грязных» импульсов. Это могут быть, например, пачки импульсов гармонических колебаний (радиоимпульсы), импульсные всплески, импульсы неопределенной длительности и т. д. с амплитудами от 10 мВ до 5 В. Выход схемы – это чистые импульсы с контролируемой длительностью и логическими уровнями положительной полярности.
 |
|
| Рисунок 1. | Дискриминатор. |
Входные импульсы поступают на неинвертирующий вход компаратора IC1 через дифференциальную цепочку С4, R5, постоянная времени который должна быть выбрана минимально приемлемой для вашего приложения. Подстроечным резистором R6 устанавливается порог компаратора, который в нашем случае может изменяться в пределах от 13 мВ до 60 мВ. В конкретном практическом применении порог компаратора должен быть установлен на минимально допустимый уровень входного сигнала.
Ждущий мультивибратор, выполненный на IC2-1, генерирует выходные импульсы. Второй ждущий мультивибратор, выполненный на IC2-2, формирует защитный интервал или «слепую» временную зону, в которой входные импульсы не будут запускать генерацию выходных импульсов. Этот интервал (его длительность устанавливается элементами R10, С7) должен быть больше, чем длительность выходных импульсов, но короче, чем минимальный ожидаемый период следования входных «полезных» импульсов, несущих информацию.
Когда уровень входных импульсов падает ниже установленного порога компаратора IC1, логический уровень на его выходе меняется с высокого на низкий. (Примечание: начальная установка для IC2-2 – логическая единица на выводе 12). При этом ждущий мультивибратор на IC2-1 генерирует импульсы по отрицательному фронту на входе запуска (вывод 1). Положительный фронт его выходных импульсов запускает ждущий мультивибратор на IC2-2 (через вход запуска положительным фронтом, вывод 10), формирующий защитный интервал. В течение всего этого интервала времени выход с открытым коллектором компаратора принудительно будет удерживаться в низком логическом состоянии. Временная диаграмма этого процесса представлена на Рисунке 2.
 |
|
| Рисунок 2. | Временная диаграмма импульсов дискриминатора, 5 мкс/дел. Осциллограммы:
около 120 нс, и может быть уменьшено путем выбора более быстродействующих ИМС. Динамический диапазон устройства – более 60 дБ. |
Элементы R3 и C10 предназначены для начальной установки обоих ждущих мультивибраторов при включении питания, а цепочка R7, С6 обеспечивает стабильность их запуска. Без нее импульс запуска будет иметь длительность всего несколько наносекунд. Диод V1 служит для быстрого разряда всех паразитных емкостей, соединенных с выходом компаратора IC1.
Как можно видеть, никакие дополнительные входные импульсы не смогут запускать IC2-1. Элементы R13 и V2 являются обязательными, они защищают вход компаратора от сигналов с амплитудами, выходящими за пределы ±5 В. Естественно, что предлагаемое схемотехническое решение может быть использовано и в случае, если входные импульсы имеют положительную полярность. Для этого нужно изменить подключение входов компаратора.
