Генератор импульсов

 

Применение: импульсная техника и может быть использовано в качестве генератора импульсов разнообразной формы, регулируемой скважности частоты в электрических цепях сигнализации, автоматики, контроля и управления. Сущность: генератор содержит подсоединенную к положительной шине питания цепь из соединенных последовательно управляющего ключа, резистора , обмотки электромагнитного реле и конденсатора. К общему выводу обмотки электромагнитного реле и конденсатора подключен анод диода, катод которого соединен с неподвижным выводом замыкающего контакта электромагнитного реле. Для расширения диапазона регулировки, скважности и частоты генерируемых импульсов и упрощения подвижный вывод замыкающего контакта, в качестве которого применен геркон, соединен с второй обкладкой конденсатора и общим выводом резистора и управляющего ключа, клеммы для подключения нагрузки подключены к катоду диода и отрицательной шине источника питания. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (п)з Н 03 К 3/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ (21) 4875028/21 (22) 15.10,90 (46) 30.07.93. Бюл, 1Ф 28 (76) Г.В.Бухалов (56) Авторское свидетельство СССР

Nâ 1182631, кл. Н 03 R 3/02, 04.04.83. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ (57) Применение: импульсная техника и может быть использовано в качестве генератора импульсов разнообразной формы, регулируемой скважности частоты в электрических цепях сигнализации, автоматики, . контроля и управления. Сущность: генератор содержит подсоединенную к положи.тельной шине питания цепь из соединенных последовательно управляющего ключа, реИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве генератора прямоугольных импульсов, регулируемой скважности и частоты в электрических цепях сигнализации, автоматики, контроля и управления.

Цель изобретения — повышение надежности за счет упрощения конструкции генератора и расширение функциональных возможностей путем увеличения диапазона регулировки скважности и частоты выходных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что схеме применен в качестве прерывателя напряжения герметический контакт-геркон, чувствительный к электромагнитному воздействию. При этом уменьшается элементная база генератора и упрощается принципиальная схема. Регулировку характеристики выходных импульсов напряже„„. Ж„„1831765 АЗ зистора, обмотки электромагнитного реле и конденсатора. К общему выводу обмотки электромагнитного реле и конденсатора подключен анод диода, катод которого соединен с неподвижным выводом замыкающего контакта электромагнитного реле. Для расширения диапазона регулировки, скважности и частоты генерируемых импульсов и упрощения подвижный вывод замыкающего контакта, в качестве которого применен геркон, соединен с второй обкладкой конденсатора и общим выводом резистора и управляющего ключа, клеммы для подключения нагрузки подключены к катоду диода и отрицательной шине источника питания.

3 ил„ 1 табл, ния можно производить тремя элементами резонансного контура: катушкой индуктивности, намотанной на стеклянный корпус геркона, конденсатором и переменным резистором, включенным последовательно с катушкой индуктивности. При изменении. индуктивности (путем замены катушки) регулируется длительность паузы между импульсами, при изменении емкости конденсатора регулируется длительность импульса и частота. Скорость перезарядки конденсатора катушкой в колебательном контуре определяется их емкостью и индуктивностью, поэтому период колебаний зависит только от этих величин, в соответствии с известной формулой Томсона Т - 2 лу(С, Наличие же в контуре переменного активного сопротивления влияет на эквивалентные значения емкости и индуктивности. Изменяя сопротивление резистора, можно регуВ

1831765 лировать частоту следования импульсов. Колебательный контур может работать при лю. бых мощностях, поэтому предлагаемый генератор, без особых изменений и без добавления других ступеней преобразования, можно применить в сетях как переменного, так и постоянного тока, в пределах промышленных напряжений от 12 до 380 В, При подаче на вход генератора переменного синусоидального напряжения промышленной частоты (50 Гц) синусоида манипулируется дискретным прямоугольным сигналом генератора и на нагрузке вырабатываются импульсы переменного тока, как бы модулированные контактами геркона, таким же образом могут быть дискретизированы любые другие сигналы, поданные на вход генератора, например — аналоговые, На таком принципе, как известно, работает весьма сложная аппаратура, например ИКМ вЂ” 1920, использующая импульсно-кодовую модуляцию для формирования сигналов цифровых систем связи (телефонные переговоры, радиовещательные программы), где предлагаемый генератор предположительно тоже можно использовать.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 — формы выходных импульсов при подаче на вход генератора переменного напряжения промышленной частоты; на фиг, 3 — пример конкретного выполнения.

Генератор содержит управляющий ключ 1, первым выводом соединенный с шиной "плюс", последовательно соединенные элементы, переменный резистор 2, катушку индуктивности 3, выпрямительный диод 5, нагрузочное сопротивление 7, соединенное вторым выводом с шиной "минус". Параллельно переменному резистору 2 и катушке индуктивности 3 присоединен электролитический конденсатор 4, своей положительной обкладкой к второму выводу управляющего ключа 1 и первым выводом резистора 2 и контакта геркона 6, а отрицательной обкладкой к второму выводу катушки 3 и первому выводу (катоду) диода 5. Параллельно резистору 2, катушке 3 и диоду 5 подключены контакты геркона, первым выводом к разветвлению — второй вывод ключа 1 и первые выводы резистора 2 и конденсатора

4, а вторым выводом к аноду диода 5..

Генератор импульсов работает следующим образом, При замыкании ключа 1 через переменный резистор 2, катушку индуктивности 3, диод 5 и нагрузку 7 потечет ток, определяемый небольшим опорным напряжением в зависимости от сопротивления на нагруэке и на резисторе, Конденсатор 4, в зависимости от емкости, зарядится в пределах

1 1 — — — входного напряжения. Как только

3 5 конденсатор начнет отдавать свою энергию катушке индуктивности, в которой возрастет ток, контакты геркона замкнутся под воздействием электромагнитного поля катушки и подключат нагрузку 7 к полному входному напряжению. После включения контактов 6 катушка индуктивности отдает свою реактивную энергию конденсатору 4 и контакты геркона разомкнутся. При разомкнутых контактах геркона 6 конденсатор

"5 дозарядится входным напряжением, ток в катушке возрастет и цикл повторится. При уменьшении активного сопротивления, на переменном резисторе 2 эквивалентные значения индуктивности и емкости изме20 няются и частота замыканий контактов геркона увеличится, таким образом. на нагрузке будут вырабатываться импульсы разнообразной формы и полярности в зависимости от рода напряжения, поданного на вход, определяемые параллельным резонансным контуром (LC) и сопротивлением резистора, При подаче на вход генератора переменного синусоидального напряжения на нагрузке будут вырабатываться импульсы, форма которых и полярность будут зависеть от длительности импульса и паузы. На фиг.

2 графически изображены кривые напряжений, выделяющихся при нагрузке во время

35 импульса. Когда емкость конденсатора больше эквивалентного значения индуктивности катушки (а), длительность импульса превышает по времени длительность паузы.

В пункте (б) показана кривая формы импуль40 са при индуктивности катушки, превышающей эквивалентное значение емкости конденсатора, поэтому длительность импульса короче по времени, чем длительность паузы. Если увеличить частоту

45 следования импульсов намного больше чем частота входного напряжения (в данном случае 50 Гц), синусоида входного напряжения дискретизируется (делится) частотой резонансного контура генератора, что показано

50 в пункте (в) граф. изображений. Период Tè следования импульсов во всех случаях зависит только от настройки резонансного контура.

Примером конкретного выполнения яв55 ляется принципиальная схема опытного образца на фиг. 3, предназначенного для установки на автотранспорте всех видов в качестве реле поворота, или в других низковольтных схемах сигнализации. Такое реле поворотов можно будет использовать без

1831765 изменения входящих в него элементов в бортовых сетях переменного и постоянного напряжения от 12 до 36 В. В отличие от схемы на фиг. 1. вместо переменного (2) установлен постоянный резистор МЛТ- 5

2,220 Ом, 2 Вт, для фиксирования частоты импульсов. Контакты геркона 6 зашунтированы составным резистором 9 сопротивлением 50 Ом (2х100 OM), мощностью рассеивания около 4 Вт, которое создает 10 небольшое опорное напряжение на лампах

7, 10 указателей поворотов в момент паузы, при питании генератора пониженным напряжением 10 — 12 В, увеличивая при этом срок их службы. Кроме этого, наличие рези- 15 стора 9 улучшает работу контактов геркона, уменьшая искрообразование и износ их, при увеличении напряжения и мощности нагрузки. Мощность самого резистора рас- считана на кратковременный режим работы 20 генератора, Катушка индуктивности наматывается на каркас из плотной бумаги, который насаживается на стеклянный корпус геркона. Ниже даны параметры вех элементов схемы (см.таблицу). 25

Использование универсального прибора геркона, чувствительного к электромаг. нитному воздействию в схеме генератора прямоугольных импульсов, существенно от-. личает его от аналогичных релейных генера- 30 торов и по компактности приближает к размерам идентичных электронных импульсных генераторов и мультивибраторов. Высокая механическая износостойкость на несколько порядков большая, чем в других 35 контактных аппаратах (примерно (5 — 10)х10

5 циклов срабатываний), дает возможность применять герконы совместно с электронными приборами в ответственной и точной

40 аппаратуре. В отличие от электронных, предлагаемый генератор устойчив против перенапряжений и повышенных токов, имеет простую конструкцию, которую легко можно переоборудовать на мощность и напряжение большей величины. Элементы резонансного контура (конденсатор и катушку), влияющие на длительность и частоту импульсов, в зависимости от назначения, можно предусмотреть легкозаменяемыми (съемными). Генератор можно рассчитывать на большие мощности в зависимости от конструкции геркона с относительно небольшим увеличением размеров и без дополнительных ступеней преобразования, что существенно упростит и удешевит мощные импульсные установки в разных областях техники.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий подсоединенную к положительной шине питания цепь из соединенных последовательно управляющего ключа, переменного резистора, катушки индуктивности, параллельно катушке индуктивности и переменному резистору подсоединен конденсатор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулировки скважности и частоты генерируемых импульсов и упрощения, в качестве замыкающего контакта применен магниточувстBèòåëüный контакт-геркон, первый вывод которого подключен к общему выводу управляющего ключа, конденсатора и переменного резистора, а второй — к катоду диода и клемме для подключения нагрузки, вторая клемма для подключения нагрузки соединена с отрицательной шиной. взо е5

1831765 фиг. Р

Составитель Г. Бухалов

Редактор Т. Горячева Техред М.Моргентал Корректор П. Гереши

Заказ 2554 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101