Приведено описание детектора, способного контролировать мгновенное изменение уровня напряжения в ту или иную сторону относительно нормы (градиентного детектора знака уровня входного сигнала). В состоянии покоя (нормы) на выходах устройства выходные сигналы отсутствуют. При мгновенном повышении уровня входного сигнала (положительный градиент) выходной сигнал появляется на соответствующем выходе, после чего через некоторое время схема самобалансируется, и выходной сигнал исчезает. Аналогично при понижении уровня напряжения на контролируемом объекте (отрицательный градиент) выходной сигнал появляется на определенное время на выходе соответствующего канала индикации.
Градиентные детекторы и градиентные реле могут быть использованы для контроля различных физико-химических параметров окружающей среды, а также изменения уровня электрических сигналов [1–8]. Работа таких устройств основана на том, что в состоянии покоя на входах компаратора поддерживается напряжение одинакового уровня. Один из входов компаратора подключен к источнику сигнала, а второй вход компаратора подключен туда же через интегрирующую RC-цепочку.
Если уровень сигнала на входе изменился, то на входе компаратора, непосредственно подключенного к источнику сигнала, напряжение повторяет входное напряжение, а на второй вход компаратора поступает с некоторой задержкой, обусловленной зарядкой конденсатора RC-цепочки. В этот момент компаратор переключает свое состояние, на его выходе сигнал меняется с логического нуля до логической единицы, либо наоборот. Через время, достаточное для того, чтобы напряжение на входах компаратора сравнялось, схема самобалансируется, компаратор возвращается в исходное состояние.
На Рисунке 1 показана схема градиентного детектора, позволяющего контролировать изменение сопротивления резистивного датчика R5 в ту или иную сторону. Постоянные времязадающих цепочек R2С1 и R4C2 определяют время инерции или время переключения компаратора для возврата его в исходное состояние. Подстроечный резистор R3 определяет чувствительность устройства.
 |
|
| Рисунок 1. | Градиентный детектор изменения электрического сопротивления резистивного датчика R5 с раздельной индикацией знака градиента. |
На Рисунке 2 приведен пример выполнения градиентного детектора изменения уровня входного сигнала, подаваемого на вход устройства. Входное напряжение может меняться в пределах от нуля вольт до напряжения питания градиентного детектора. Если сигнал на входе устройства не изменяется, выходные сигналы на обоих выходах детектора отсутствуют. При изменении уровня входного сигнала в ту или иную сторону на одном из двух выходов детектора появляется сигнал, свидетельствующий о наличии положительного или отрицательного градиента уровня входного сигнала. Так же, как и ранее, в случае если в дальнейшем входной сигнал не изменяется во времени, напряжение на входах компараторов выравнивается, и выходные сигналы отсутствуют.
 |
|
| Рисунок 2. | Градиентный детектор уровня входного сигнала с раздельной индикацией знака градиента. |
Литература
- Шустов М.А. Градиентное реле. Радиолюбитель. 2000. № 10. С. 28–29.
- 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.).
- Шустов М.А. Fast Forward Forum от журнала «Elektor» на 27-й Международной выставке Electronica 2016, München. РадиоЛоцман. 2016. № 12. С. 28–37.
- 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.
- 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.
- Шустов М.А., Шустов А.М. Градиентный детектор устройство для контроля отклонения сигнала от нормы. Радиолюбитель. 2018. № 5. С. 16–17.
- Шустов М.А. Детектор полярности и градиента амплитуды аналогового сигнала. РадиоЛоцман. 2019. № 9. С. 60–61.
- Shustov M.A. Contactless electric bell on a gradient relay. EDN. May 30, 2024. https://www.edn.com/contactless-electric-bell-on-a-gradient-relay/
Купить LM339 на РадиоЛоцман.Цены
