Детектор полярности и градиента амплитуды аналогового сигнала

Михаил Шустов, г. Томск

Приведена схема детектора, позволяющего индицировать полярность и градиент амплитуды входного аналогового сигнала

Градиентные реле [13] и градиентные детекторы [46] представляют собой класс устройств, позволяющих путем контроля электрических величин реагировать на мгновенное изменение их уровня. Работа таких устройств основана на оперативном контроле скорости изменения уровня электрического сигнала dU/dt и последующем срабатывании исполнительного устройства или оповещении о критически значимом событии.

Градиентные реле и градиентные детекторы могут быть использованы в системах быстродействующего автоматического контроля и регулирования работы технических устройств самого разнообразного назначения.

Устройство, выполненное на операционном усилителе DA1 LM339 и приведенное на Рисунке 1, сочетает в себе функции детектора полярности и градиента амплитуды входного аналогового сигнала. Резистивный делитель уровня входного сигнала R1–R5 в сочетании с конденсатором С1 представляет собой мостовую схему сравнения и, одновременно, RC-элемент задержки сигнала. На операционном усилителе DA1.1 выполнен собственно градиентный детектор, на усилителе DA1.2 – детектор полярности входного сигнала. Стандартные выходные каскады индикации или иной, например, релейной нагрузки, не показаны.

Электрическая схема детектора полярности и градиента  амплитуды аналогового сигнала.
Рисунок 1. Электрическая схема детектора полярности и градиента
амплитуды аналогового сигнала.

При работе градиентного детектора происходит непрерывное сравнение уровня текущего входного сигнала и уровня сигнала, задержанного во времени. Время задержки задается потенциометром R3 и емкостью конденсатора С1. При приращении уровня входного сигнала (+dU/dt) сигнал на выходе микросхемы DA1.1 имеет знак «плюс» и, при его снижении (–dU/dt), знак «минус», соответственно (Рисунок 2).

Переходные процессы на входе и выходах детектора полярности и градиента амплитуды аналогового сигнала.
Рисунок 2. Переходные процессы на входе и выходах детектора полярности и градиента
амплитуды аналогового сигнала.

Смену полярности входного сигнала отслеживает микросхема DA1.2, изменяя полярность сигнала на своем выходе в соответствии с полярностью входного сигнала (Рисунок 2).

Литература

  1. Шустов М.А. Градиентное реле // Радиолюбитель. – 2000. – № 10. – С. 28–29.
  2. Шустов М.А. Практическая схемотехника. 450 полезных схем. – М.: Altex-A, 2001. – Кн. 1. – 352 с. (I изд.); 2003 (II изд.); М.: Додэка-XXI–Altex, 2007. – 360 с. (II изд.).
  3. Shustov M.A., Shustov A.M. Electronic Circuits for All. – London: Elektor International Media BV, 2017. – 397 p.; Elektronika za sve: Priručnik praktične elektronike. – Niš: Agencija EHO, 2018. – 392 St.
  4. Шустов М.А. Fast Forward Forum от журнала «Elektor» на 27-й Международной выставке Electronica 2016, München.
  5. Shustov M.A., Shustov A.M. Gradient Detector a new device for the monitoring and control of the signal deviations // Elektor Electronica Fast Forward Start-Up Guide 2016–2017. – 2017. – P. 44–47.
  6. Шустов М.А., Шустов А.М. Градиентный детектор – устройство для контроля отклонения сигнала от нормы // Радиолюбитель. – 2018. – № 5. – С. 16–17.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments LM339-N
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя