Патент ссср 290321
О П И СА Н И Е
ИЗОВРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
290321
Со(ае Соеетаыыс
ЕоыыеастиесииРесатбрии
Зависимое от авт. свидетельства №
МПК С llс 7/00
Заявлено 11.1Ч.1968 (№ 1231329/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Комитет ао селем езабретеыий и открытий рри Совете (Иыыыстрав
СССР
УДК 681.327.02(088.8) Опубликовано 22.Х11.1970. Бюллетень № 2 за 1971 г.
Дата опубликования описания 28 Чll.1971
Автор изобретения
А. М. Орлов
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
НЕСКОЛЬКИХ НАГРУЗОК ОТ ОДНОГО ИСТОт1НИКА
15 где
Изобретение связано с передачей электрических сигналов от одного источника к нескольким независимым нагрузкам, т. е. относится к области радиотехники, вычислительной техники ит.д.
Известны устройства для независимого возбуждения нескольких нагрузок от одного источника, содержащие трансформаторную матрицу с равным числом выходных и входных обмоток, у которой коэффициенты передачи от каждой входной обмотки на каждую выходную равны по модулю, а знаки полярности передачи образуют ортогональную матрицу.
Для них характерна большая сложность конструкции и большая потребляемая мощность.
Предложенное устройство отличается тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения надежности его работы, к одной из входных обмоток подключен источник электрических сигналов, а ко всем остальным обмоткам — пассивные двухполюсники, выходной импеданс каждого из которых равен выходному импедансу источника электрических сигналовв.
На чертеже приведена схема предлагаемого устройства для независимого возбуждения нагрузок.
Ее основным элементом является ортогональная равносвязная трансформаторная мат2 рица, состоящая из трансформаторов 1 — N, прошитых входными обмотками (N+1) — 2N и выходными обмотками (2М+1) — 3N так, что коэффициенты передачи сигналов возбужде5 ния от каждой входной обмотки на каждую выходную равны по модулю, а знаки полярности передачи образуют ортогональную матрицу.
На чертеже трансформаторная матрица име10 ет следующие уравнения связи между входными и выходными напряжениями и токами (пренебрегая токами намагничивания и паразитными связями в ее трансформаторах): 11 = К М(11 . .
111 — — KVh, 1 (2)
КМ, U(I) 1
UI = ) . — столбец входных на/ U (1) .V, 20 пряжений, приложенных ко входным обмоткам (%+1) — 2N трансформаторной матрицы;
> U(2) 1
ЕУц = . — столбец выходных на,IU (2) „Vi пряжений, появляющихся на ее выходных обмотках (2IV+ 1)—
30 ЗУ;
290321
i (1) I
11 — — . — столбец входных токов
i(1) N трансформаторной матрицы;
1 <г) 1
1п =- . (— столбец выходных тоi (2) м ков;
К вЂ” коэффициент пропорциональности;
Нл1 — алгебраическая матрица Адамара N-ro порядка, коэффициенты которой а;, (1(i, j (N) равны 4-1, а строки и столбцы ортогональны: N,i=K
10, +К; а .а
lN, j=l а, ап —
1-1 (0, j-+1.
Матрица Адамара может существовать при
N, фа ном четырем, а также при N=2. Пример,":матрицы Адамара при N=4 (соответствующая трансформаторная матрица изображена на чертеже):
+1 +1 +1 +1
-+1 +1 — 1 — 1
+1 — 1 +1 — 1
+1 — 1 — 1 +1
Матрица Адамара всегда может быть преобразована так, чтобы все коэффициенты а11 ее первого столбца были положительны: а1,= + 1; 1(l(N. (3) Уравнение связи между напряжениями и токами на входах трансформаторной матрицы имеет вид:
UI==- — Z I (5) e„ — столбец э.д.с., подгде ключенных ко входам трансформаторной мат рицы;
10...0
01...0
00... 1 г<1) 0... 0
0 Z<1)... 0
0 0 ...Z<1> л<„—
К одному из входов матричного переключателя (на чертеже — ко входу (N+1) подключен источник сигналов (ЗМ+1), эквивалентный активному двухполюснику, составленному из генератора, э.д. с. и линейного выходного импеданса источника Z<1)1. К остальным входам (N+2) — 2N подключены пассивные двухполюсники (ЗУ+2) — 4М с выходными импедансами Z(1)2 — Z(I) N, равными выходному импедансу источника:
Л< >1 — 21 <2) — —... — — Л< ) = Л< ) (4) К выходным обмоткам (2М+1) — ÇN трансформаторной матрицы подключены нагрузки (4N+ 1) — 5N с произвольными средними входными импедансами.
5 Уравнение связи между напряжениями и токами на выходах трансформаторной матрицы имеет вид:
° I (6) 10 гДе
Z(2) 1 0 ° ° ° 0
0 ... Z(2)2 0
0 0 ... <г>м
Лп:
15 Совместное решение уравнений (1), (2), (5) и (6) позволяет выразить величину напряжений и токов на выходах трансформаторной матрицы (т. е. на входах нагрузок) через параметры источника сигналов входных и выход20 ных нагрузок:
1 — 1
UIi = ZI1 KNZI + — Z1I НУь1, К
1п: — (К11121 + — ZII H = I
К (7) (8) 25
Переходя от матричных уравнений (7) и (8) к обычным, получаем выражения для напряжения и тока на произвольном l-м выходе трансформаторной матрицы, подключенном к нагрузке (l+4N), учитывая равенство (3):
У(2(1 = е;
К (2) i (9)
К МУ<,) + Z(2)
К
К МУ() + 2(2)
Как видно из уравнений (9) и (10), напряжение и ток на входе каждой нагрузки определяются только ее собственными параметрами и параметрами источника возбуждения, т. е. совершенно не зависят от параметров остальных нагрузок, что и требовалось показать.
Если импедансы всех нагрузок равны, то
45 вся мощность от источника сигналов распределяется равномерно и без потерь между нагрузками, подключенными к выходам трансформаторной матрицы. При неравенстве импедансов нагрузок (4N+1) — 5N часть мощ50 ности сигналов рассеивается в равных импедансах балансных сопротивлений (ЗМ+-2)—
4N.
Предлагаемое устройство целесообразно применять везде, где необходимо выполнить
55 условия независимого возбуждения нагрузок от одного источника возбуждения, например, при возможности сбросов и коротких замыканий в отдельных нагрузках. Из-за своей пассивности оно может играть особую роль при
60 синхронизации быстродействующих электронных радио- и вычислительных систем, где размножение большого числа независимых выходов «елочкой» с помощью активных (например, транзисторных) схем порождает неста65 бильный и неконтролируемый разброс задер290321
ФЛ/
М 1 ЗА 2
Составитель В. М. Щеглов
Редактор Б. С. Нанкина Техред Т. П. Курилко Корректор Л. Б. Бадылама
Заказ 1904!8 Изд. № 802 Тираж 473 Подписное
IIHHHHH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 жек (фазовых сдвигов) сигналов в разных частях «елочки» друг относительно друга.
Предмет изобретения
Устройство для независимого возбуждения нескольких нагрузок от одного источника, содержащее трансформаторную матрицу с равным числом выходных и входных обмоток, у которой коэффициенты передачи от каждой входной обмотки на каждую выходную равны
6 по модулю, а знаки полярности передачи образуют ортогональную матрицу, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения надежности его работы, к одной из входных обмоток подключен источник электрических сигналов, а ко всем остальным входным обмоткам — пассивные двухполюсники, выходной импеданс каждого из которых равен выходному импедансу источника электlO рических сигналов.
