Генераторный преобразователь
Авторы патента:
Изобретение относится к виброизмерительной технике и может использоваться для измерения вибрации и смещения различных деталей механизмов и машин. Достигаемый технический результат - повышение чувствительности и точности аппаратуры. Генераторный преобразователь содержит параллельный резонансный контур, усилитель, два инвертора тока, источник напряжения смещения. 1 ил.
Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для измерения вибрации и смещения различных деталей механизмов и машин.
Известен преобразователь /1/, содержащий транзисторы, включенные по схеме дифференциального усилителя, инвертор тока, подключенный к выходу дифференциального усилителя и параллельному резонансному контуру. Один вывод параллельного резонансного контура соединен с выходом инвертора тока и входом дифференциального усилителя, а второй вывод параллельного резонансного контура соединен с общей шиной. Генераторный преобразователь, выполненный по указанной схеме, не позволяет обеспечить необходимую линейность преобразования, схема его сложна (имеет три источника тока). В качестве прототипа изобретения выбран генераторный преобразователь /2/, содержащий параллельный резонансный контур, первый вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод соединен с входом усилителя; инвертор тока, включенный последовательно по цепи питания с усилителем, выход инвертора тока соединен с входом усилителя, при этом усилитель выполнен на полевом транзисторе, исток которого через цепь смещения соединен с первым выводом параллельного резонансного контура, а затвор подключен к второму выводу параллельного резонансного контура и в цепь стока полевого транзистора последовательно по питанию с инвертором тока включен резистор. В прототипе зависимость выходного напряжения генератора прямо пропорциональна добротности контура, которая в свою очередь линейно связана с расстоянием от катушки индуктивности контура до контролируемого объекта. Однако линейная зависимость соблюдается лишь на зазорах меньше 0,25 диаметра катушки. Изобретение направлено на создание генераторного преобразователя, у которого линейная зависимость выходного напряжения от зазора соблюдается в большем диапазоне зазоров. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении чувствительности и точности аппаратуры. Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается генераторный преобразователь, содержащий параллельный резонансный контур, первый вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод соединен с входом усилителя, инвертор тока, включенный через резистор последовательно по цепи питания с усилителем, выход инвертора тока соединен с входом усилителя, выполненного на полевом транзисторе, исток которого через цепь смещения соединен с первым выводом резонансного контура, а затвор подключен к второму выводу параллельного резонансного контура. Генераторный преобразователь также содержит источник напряжения смещения и второй инвертор тока, вход которого через резистор соединен с выходом первого инвертора тока, а выход соединен со входом первого инвертора тока, эмиттеры второго инвертора тока подключены к общей шине через источник напряжения смещения. Отличительными от прототипа являются следующие признаки: генераторный преобразователь дополнительно содержит источник напряжения смещения и второй инвертор тока, вход которого через резистор соединен с выходом первого инвертора тока, а выход соединен со входом первого инвертора тока, эмиттеры второго инвертора тока подключены к общей шине через источник напряжения смещения, то есть образована обратная связь с пороговым включением второго инвертора тока. Выполнение генераторного преобразователя с использованием всех признаков заявленного устройства позволяет за счет введения обратной связи с пороговым включением второго инвертора скорректировать нелинейность выходного напряжения и получить линейную зависимость выходного напряжения от зазора в большем диапазоне зазоров, соответственно повысить точность измерения. Изобретение поясняется чертежом. Генераторный преобразователь содержит параллельный резонансный контур, состоящий из индуктивности L1 и конденсатора С1, первый вывод которого подключен к общей шине. Второй вывод параллельного контура соединен со входом усилителя на полевом транзисторе (с затвором) VT3, исток которого через цепь смещения, выполненную на резисторе R2, соединенном параллельно с конденсатором С2, соединен с общей шиной. Сток транзистора VT3 последовательно по цепи питания через резистор R1 соединен с входом первого инвертора тока на транзисторах VT1, VT2, а эмиттеры транзисторов VT1, VT2 соединены с выводом +Е источника питания. Выходом первого инвертора тока является коллектор транзистора VT1, который соединен со вторым выводом параллельного резонансного контура и через резистор R3 с базами транзисторов VT4, VT5, являющимися входом второго инвертора тока на транзисторах VT4, VT5. Эмиттеры транзисторов VT4, VT5 подключены к общей шине через резистор R4 источника напряжения смещения, выполненного в данном примере на резисторах R4, R5. Резистор R5 подключен к выводу +Е источника питания, резистор R4 соединен параллельно с конденсатором С3 и с общей шиной. Коллектор транзистора VT5, являющийся выходом второго инвертора тока, соединен с базами транзисторов VT1, VT2, являющимися входом первого инвертора тока. Таким образом, образована цепь обратной связи с пороговым включением, корректирующая нелинейность генераторного преобразователя. Возможны другие варианты выполнения инверторов тока и источника напряжения смещения, известные, например, из источников /3/, /4/. Устройство работает следующим образом. В рабочем режиме при включении источника питания Е напряжение Uвых на параллельном резонансном контуре пропорционально добротности катушки индуктивности в соответствии с формулой Uвых=k
I0QXL, где Q - добротность катушки индуктивности резонансного контура; I0 - уровень выходного тока первого инвертора тока; k - константа; ХL - индуктивное сопротивление катушки индуктивности. Сигнал на выходе первого инвертора тока прямо пропорционален добротности параллельного резонансного контура Q, которая в свою очередь линейно связана с величиной зазора между катушкой индуктивности и контролируемым объектом (для зазоров меньше 0,25 диаметра катушки). При увеличении зазора между катушкой индуктивности и контролируемым объектом Uвых на выходе первого инвертора тока возрастает. Пока соблюдается соотношение Uвых
(Uсм+Uбэ) второй инвертор тока закрыт и не влияет на работу первого инвертора тока. Когда величина Uвых превышает (Uсм+Uбэ) на выходе второго инвертора тока формируются импульсы тока I2 амплитудой 
Выходной ток второго инвертора тока I2 суммируется с входным током первого инвертора тока I1, соответственно увеличивается ток возбуждения I0 параллельного резонансного контура, что приводит к увеличению Uвых. Подбором величины тока I2, регулируемым сопротивлением резистора R3, и величиной Uсм добиваются линейной характеристики преобразования. Нелинейность характеристики преобразования зазора в напряжение в генераторном преобразователе, выполненном согласно заявленному устройству, составила 
20 мкм по сравнению со 100 мкм прототипа в рабочем диапазоне зазоров от 0,35 до 2,35 мм. ЛИТЕРАТУРА 1. Генератор. Заявка Японии 62-17885, МПК 4 Н 03 В 5/12, опубл. 20.04.87. 2. Генераторный преобразователь. Патент RU 2103801, МПК 6 Н 03 В 5/12, опубл. 27.01.98, бюл. 3. 3. B.C.Гутников "Интегральная электроника в измерительных устройствах", Ленинград, Энергоиздат, 1988 г., стр. 66, рисунок 2.5. 4. В.Л.Шило "Линейные интегральные схемы", Москва, Советское радио, 1979 г., стр. 71, рисунок 2.15.Формула изобретения
Генераторный преобразователь, содержащий параллельный резонансный контур, первый вывод которого подключен к общей шине, а второй вывод соединен с входом усилителя, инвертор тока, включенный через резистор последовательно по цепи питания с усилителем, выход инвертора тока соединен с входом усилителя, выполненного на полевом транзисторе, исток которого через цепь смещения соединен с первым выводом резонансного контура, а затвор подключен ко второму выводу параллельного резонансного контура, отличающийся тем, что дополнительно содержит источник напряжения смещения и второй инвертор тока, вход которого через резистор соединен с выходом первого инвертора тока, а выход соединен со входом первого инвертора тока, эмиттеры второго инвертора тока подключены к общей шине через источник напряжения смещения.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередатчиках
Изобретение относится к области подстройки частоты для управляемых напряжением генераторов
Генераторный преобразователь // 2103801
Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано в аппаратуре для измерения вибрации и расстояния
Малошумящий свч генератор // 2068616
Генератор с электронной перестройкой частоты // 2042260
Генератор с электронной перестройкой частоты // 1817634
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в радиоизмерительных устройствах
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля превышения допустимого значения параметров транспортного средства
Устройство для стирания и подмагничивания // 1545323
Изобретение относится к генераторам и предназначено для использования в аппаратуре магнитной записи в качестве источника тока стирания и подмагничивания
Lc-автогенератор // 1515333
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающей, радиоприемной и радиоизмерительной аппаратуре
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных технологических процессах, в которых используются ультразвуковые колебания
Настраиваемый генератор с последовательно и параллельно настроенными резонансными контурами // 2404505
Изобретение относится к генераторам, управляемым напряжением, и может использоваться для преобразования постоянного напряжения в сигнал радиочастоты
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных технологических процессах, идущих с использованием ультразвуковых колебаний, формируемых пьезоэлектрическими излучателями
Генератор управляемый напряжением // 2517429
Генератор, управляемый напряжением, относится к области радиотехники и может быть использован в качестве источника высокочастотных колебаний в радиопередающих, радиоприемных устройствах и измерительной технике. Достигаемый технический результат - повышение диапазона рабочих частот и стабильности частоты генерируемых колебаний. Генератор, управляемый напряжением, содержит два полевых транзистора, пять катушек индуктивности, семь конденсаторов, цепь отпирающего смещения, цепь запирающего автоматического смещения, цепь управления, внешнюю нагрузку. 1 ил.
Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано при разработке автогенераторов, управляемых по частоте напряжением. Технический результат - снижение уровня фазового шума генератора, управляемого напряжением. Управляемый напряжением автогенератор с малым уровнем фазовых шумов содержит транзистор, конденсаторы обратной связи, разделительный конденсатор, параллельный колебательный контур, включающий в себя катушку индуктивности, встречно-последовательно включенные варикапы, на общий электрод которых подается управляющее напряжение Е, вторую цепь управления варикапами, амплитудный детектор и цепь отрицательной обратной связи по шумам. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Генератор свч // 2604520
Изобретение относится к электронной технике и может использоваться как генератор с электронной перестройкой частоты. Технический результат - расширение диапазона перестройки частоты и обеспечение высокой выходной мощности. Генератор СВЧ содержит линию передачи на выходе, три полевых транзистора с барьером Шотки, пять индуктивностей, два резистора, четыре емкости. 3 ил.
Транзисторный генератор // 2614570
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных технологических процессах, идущих с использованием ультразвуковых колебаний. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы транзисторного генератора на широкодиапазонную и резкопеременную технологическую нагрузку. Транзисторный генератор содержит силовой выпрямитель, через LC-фильтр подключенный к инвертору с выходным трансформатором, и систему управления с командным устройством. Генератор снабжен ограничивающим резистором, управляемым ключом переменного тока, схемой «И» и схемой «ИЛИ», двумя высокочастотными выпрямителями, а также двумя дополнительными обмотками выходного трансформатора инвертора. Ограничивающий резистор установлен во входной цепи силового выпрямителя, параллельно резистору подсоединен управляемый ключ переменного тока, управляющий вход которого подключен к выходу схемы «И», один вход которой, через первый высокочастотный выпрямитель, связан с первой дополнительной обмоткой выходного трансформатора, а второй вход подсоединен ко второму входу схемы «ИЛИ» и сигнальной шине «ПУСК». 1 ил.
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных технологических процессах, идущих с использованием ультразвуковых колебаний, формируемых пьезоэлектрическими излучателями. Технический результат заключается в повышении надежности транзисторного генератора, работающего на широкодиапазонную технологическую нагрузку. Транзисторный генератор содержит полумостовой инвертор на IGBT транзисторах, управляемых включенным по типовой схеме драйвером полумоста с выходным трансформатором, высокочастотным дросселем с конденсатором, выходной трансформатор, оптронное командное устройство и трансформатор тока с двумя первичными обмотками, информационный выход которого подсоединен к конденсатору, одна первичная обмотка включена в цепь вторичной обмотки выходного трансформатора последовательно с высокочастотным дросселем и резонансной нагрузкой, вторая первичная обмотка включена последовательно с конденсатором, параллельным нагрузке. 1 ил.
Каскодный генератор, управляемый напряжением // 2644067
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в синтезаторах частот, работающих вплоть до СВЧ диапазона. Технический результат изобретения заключается в уменьшении спектральной плотности фазовых флуктуаций генераторных устройств каскодного типа. Управляемый напряжением генератор содержит активный элемент, выполненный на первом и втором транзисторах, которые включены по схеме «общий эмиттер - общая база», делитель напряжения, образованный первым, вторым и третьим резисторами, а также эмиттерный резистор первого транзистора и коллекторный резистор второго транзистора, за счет чего обеспечиваются режимы работы транзисторов по постоянному току. Генератор содержит четыре разделительных конденсатора, три развязывающих элемента и блокировочную емкость. Кроме этого в состав генератора входят первая и вторая индуктивности, первый и второй конденсаторы, первый второй, третий и четвертый варикапы, которые являются частотозадающими элементами. 9 ил.
Каскодный генератор, управляемый напряжением // 2644067
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в синтезаторах частот, работающих вплоть до СВЧ диапазона. Технический результат изобретения заключается в уменьшении спектральной плотности фазовых флуктуаций генераторных устройств каскодного типа. Управляемый напряжением генератор содержит активный элемент, выполненный на первом и втором транзисторах, которые включены по схеме «общий эмиттер - общая база», делитель напряжения, образованный первым, вторым и третьим резисторами, а также эмиттерный резистор первого транзистора и коллекторный резистор второго транзистора, за счет чего обеспечиваются режимы работы транзисторов по постоянному току. Генератор содержит четыре разделительных конденсатора, три развязывающих элемента и блокировочную емкость. Кроме этого в состав генератора входят первая и вторая индуктивности, первый и второй конденсаторы, первый второй, третий и четвертый варикапы, которые являются частотозадающими элементами. 9 ил.
