Нуль-орган для магнитных аналоговых регулирующих и запоминающих устройств

О П И С А Н И Е 3IG224

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

МПК 6 05Ь 1/01

Заявлено 09.ll.1970 (№ 1401314/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26.Ч11.1971. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 7.Х.1971

Комитет по аслам иаобретеиий H открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681 337.1(088.8) Авторы изобретения

Б. В. Болотов, С. Н. Сотсков и А. Н. Милях

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заявитель

НУЛЪ-ОРГАН ДЛЯ МАГНИТНЫХ АНАЛОГОВЫХ

РЕГУЛИРУЮЩИХ И ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Предложение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны нуль-органы для магнитных аналоговых регулирующих и запоминающих устройств, содержащие интеграторы, ключ, усилитель импульсов, импульсный, активный фазовый детектор, импульсный усилитель мощности и генератор прямоугольных импульсов.

Предложенный нуль-орган отличается тем, что в нем интегратор входного сигнала через управляемые от генератора прямоугольных импульсов последовательно соединенные ключ, усилитель импульсов и активный фазовый детектор подключен ко входу другого интегратора, выход которого через импульсный усилитель мощности присоединен к обмотке управления магнитного аналогового регулирующего и запоминающего устройства.

Это позволило повысить стабильность и расширить динамический диапазон изменения сигналов.

На фиг. 1 приведена блок-схема нуль-органа; на фиг. 2 — его принципиальная схема с детектором асимметричного сигнала.

Блок-схема нуль-органа содержит входной ключ 1 на полупроводниковых триодах, усилитель импульсов 2, импульсный активный фазовый детектор 8, интегратор 4, импульсный усилитель мощности 5, генератор б прямоугольных импульсов, источник питания 7, а также детектор асимметричного сигнала 8 (магнитное аналоговое регулирующее и запоминающее устройство) и генератор высокой частоты 9.

5 Исходное состояние схемы после подачи напряжения питания следующее: генератор б вырабатывает импульсы прямоугольной формы разной амплитуды, которые поступают на зажимы 10 и 11 и 12» 18 для управления по10 лупроводниковым ключом 1 на транзисторах

14 и 15 и резисторах 16 — 19 и питания импульсного детектора 3 на транзисторах 20 и

21, усилитель с общей базой на транзисторе

22 выставляется режимными сопротивления1s ми 28 и 24 в класс А, транзисторы 20 и 21 открыты (на их коллекторах напряжения близки к нулю), а транзисторы 25 и 26 импульсного усилителя 5 закрыты.

Особенностью применяемого усилителя 5

20 является то, что в связи с необходимостью максимальной стабильности и большого коэффициента усиления в нем первый каскад на транзисторе 27 выбран с общим коллектором (необходимость, названного каскада

25 отпадает с применением механического или пленочного ключей), второй каскад,на транзисторе 22 — с общей базой, а третий на транзисторе 28 — с общим коллектором с трансформаторным выходом через трансфор30 матор 29. Указанное включение усилительных

310224

3 каскадов устраняет нестабильность коэффициента усиления каждого каскада в отдельно сти.

При подаче постоянного напряжения на зажимы 80 и 81 конденсатор 32 заряжается до максимального значения. В это же время через резистор 88 заряжается конденсатор 34, емкость которого много меньше емкости конденсатора 32, Прямоугольные управляющие импульсы поступают на ключ на транзисторах 14 и 15 и резисторах 16 — 19 с большой скважностью. Величина емкости конденсатора 84 подобрана таким образом, что за паузу (время между двумя стоящими импульсами) она успевает зарядиться до максимального значения входного сигнала, когда ключ на транзисторах 14 и 15 и резисторах 16 — 19 закрыт.

С поступлением импульса на указанный ключ, последний открывается, и конденсатор

84 через его внутреннее сопротивление разряжается на сопротивление резистора 35, На резисторе 85 появляется импульс напряжения, длительность которого определяется временем открытого состояния ключа на транзисторах 14 и 15 и резисторах 16 — 19.

Далее этот импульс напряжения через конденсатор 86, эмиттерный повторитель на транзисторе 27 и конденсатор 87 поступает на вход, усилителя на транзисторе 22 с общей базой. С выхода усилителя на транзисторе 22 через конденсатор 88 и эмиттерный повторитель на тр,анзисторе 28 импульсный сигнал поступает на первичную обмотку импульсного трансформатора 29. Со вторичной обмотки трансформатора 29 импульс поступает на базы транзисторов 20 и 21. В зависимости or полярности импульса на выходе транзисторов

20 и 21 закрывается либо первый, либо второй транзистор. Синхронно с импульсным сигналом подается напряжение гитания транзисторов 20 и 21. Зто необходимо для устранения вредного влияния импульсов обратной полярности основного сигнала, так как по окончании действия основного сигнала импульсы обратной полярности при питании усилителя на транзисторах 20 и 21 постоянным током проходили бы на выход нуль-органа и приводили бы в неработоспособное состояние детектор асимметричного сигнала 8 на магнитном аналоговом регулирующем и запоминающем устройстве 89.

Таким образом, на транзисторах 20 и 21 происходит импульсное детектирование. Примененный активный импульсный детектор на этих транзисторах обладает следующими достоинствами: большим и независимым от Р транзисторов 20 и 21 коэффициентом усиления по напряжению; большим входным сопротивлением, так как один из переходов

«эмиттер-база» для сигнала всегда закрыт.

При имеющемся сигнале на входе нуль-органа между коллекторами транзисторов 20 и 21 всегда будет импульсный сигнал, который через резистор 40 поступает на интегратор, со5

4 стоящий. из стабилитронов 41 и 42 и конденсатора 48. С интегратора импульсный сигнал через стабилитроны 44 и 45 поступает на первичные обмотки трансформаторов 46 и 47, последовательно включенных и зашунтированных диодами 48 и 49. Стабилитроны 44 и

45 необходимы для получения нарастающего импульсного сигнала, диоды 48 и 49 — для выбора полярности сигнала, Трансформатор

46 может передавать импульсы отрицательной, а трансформа тор 47 — положительной полярности по отношению к коллектору транзистора 21. В зависимости от полярности входного сигнала открывается транзистор 25 или 26 усилителя мощности, и на вторичной обмотке трансформатора 50 появляется напряжение той же полярности, что и входной сигнал. В результате этого через управляющую обмотку магнитного аналогового регулирующего и запоминающего устройства 39 потечет импульсный ток определенного направления, который намагнитит управляющий сердечник 51 в определенном направлении до заданной величины. Диоды 52 и 53 служат для защиты транзисторов 25 и 26 or перенапряжений, вызванных э. д. с. самоиндукции.

Нуль-орган имеет большое входное сопротивление, которое определяется следующим о бр азом.

В статическом состоянии сопротивление открытого ключа на транзисторах 14 и 15 приближенно можно считать равным Яст вх й33 (сопротивление резистора, 83), если не учитывать переходные процессы. При закрытом ключе R x = oo. В динамическом состоянии

DXopHoP. ooIIpoTHBJIeHHB рaBHO Яд, — — Я„BxQ где Q — скважность, т. е. отношение периода следования импульсов к длительности имГ

I:óëüñà Q= ) . Если учесть, что Q )) т, то при Rgg — — 2,4 к, Q = 1000, получим Rsx

= R, Q = 2,4 106 ом.

При построении названного нуль-органа используется эффект асимметричного выпрямления, что позволяет получать большие выходные импульсные токи (десятки ампер) для управления магнитным аналоговым регулирующим и запоминающим устройством

39 при малых токах (порядка 10 а) на входе, а также в значительной степени уменьшать число витков управляющего сердечника

51 (до нескольких витков), что позволяет изготавливать магнитное аналоговое регулирующее и запоминающее устройство 89 в пленочном исполнении. Судть эффекта асимметричного выпрямления заключается в том, что на нелинейный элемент с симметричной вольтампер ной хар актеристикой, подводится некоторое напряжение асимметричной формы с равными площадями вольтсекундных полуволн. Тогда ток по отношению к,напря кению будет искажен — в нем появится постоянная составляющая, знак которой определяется полярностью асимметричного напряжения и характеристикой нелинейного элемента.

310224

Предмет изобретения

Фиг 2

Составитель А. А. Маслов

Редактор Е. В. Семанова Техред Е. Борисова Корректор Н. Рождественская

Заказ 2648/8 Изд. ¹ 1079 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Нуль-орган для магнитных аналоговых регулирующих и запоминающих устройств, содержащий интеграторы, ключ, усилитель импульсов, импульсный активный фазовый детектор, импульсный усилитель мощности и генератор прямоугольных импульсов, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения стабильности и расширения динамического диапазона изменения сигналов, в нем интегратор входного сигнала через управляемые от генератора прямоугольных импульсов последовательно соединенные ключ, усилитель импульсов и активный фазовый детектор подключен ко входу другого интегратора, выход которого через импульсный усилитель мощности присоединен к обмотке управления магнитного аналогового регулирующего и запоминаю10 щего устройства.