Генератор тока для электроразведки

Союз Советских

Социалистических

Республик и1, 741417 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.1078 (21) 2671307/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 1506.80. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания150680 (51}М, КЛ,2

Н 03 К 1/02

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений н открытий (53} УДК 621 373 (088.8) Л.С. Колченогов, Б.Г. Сапожников, Ю.A. Баранов, Г.K. Антонов и В.Д. Бадалов (72) Авторы изобретения

Научно-производственное объединение Геофизика (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ТОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в электроразведке с использованием импульсных и гармонических электромагнитных полей.

Известен генератор тока дпя электрораэведки, содержащий стабилизатор тока и выходной инвертор, управляемый логической схемой, в котором сигнал обратной связи снимается с эталонного резистора, включенного последовательно с сопротивлени- ем нагрузки (1). Такой генератор имеет ограничение минимальной величины стабилизируемого тока, вызван- 15 ное искажением сигнала обратной связи, привносимым начальными токами коллекторов ключей инвертора и интегральным вкладом коммутационных всплесков . 20

Наиболее близким по своей сущности к изобретению является генератор тока для электроразведки (2), содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, сило- 2э вой ключ, сглаживающий фильтр, инвертор, а также последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, два выхода которого соединены с соответствующими входами рас- 30 пределителя импульсов, соединенного с инвертором, и цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных эталонного резистора, усилителя, второй вход которого соединен с одним из выходов распределителя импульсов, (запоминающего устройства) и широтно-импульсного модулятора, второй вход которого соединен с задающим генератором, причем цепь обратной связи соединена последовательно с инвертором через нагрузку.

Этот генератор имеет ограничение минимальной величины стабилиэируемого тока, .вызванное искажением сигнала обратной связи, привносимым начальными токами коллекторов транзисторных ключей выходного инвертора и интегральным вкладом коммутационных всплесков на эталонном резисторе в моменты коммутации нагрузки ключами выходного инвертора.

Величина начапьного тока коллектора транзисторов меняется в соответствии с изменением температуры и во времени, что приводит к ошибочной отработке системы стабилизации тока. Повышение рабочей частоты генератора приводит к значительному увеличеНию вклада коммутационных всплес741417 ков, увеличению искажения сигнал обратной связи. Изменение характера нагрузки генератора приводит к ис-кажению формы сигнала, снимаемого с эталонного резистора, и, как следствие, вызывает нарушение работы генератора в целом.

Цель изобретения - повышение стабильности выходного тока.

Это достигается тем, что в генераторе тока для электроразведки, содержащем последовательно соединенные силовой источник постоянного тока, силовой ключ, сглаживающий фильтр, инвертор, нагрузку и эталонный резистор, а также последовательно соединенные задающий гене- 15 ратор и делитель частоты, выходы которого соединены с соответствующими входами распределителя импульсов, соединенного с инвертором, и цепь обратной связи, состоящую из последова- 2О тельно соединенных, дифференциального усилителя, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, и широтно-импульсного модулятора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, а второй вход — к выходу задающего генератора, в цепь обратной связи между эталонным резистором и другим входом дифференциального усилителя введены последовательно включенные полосовой фильтр, амплитудный детектор и фильтр низких частот.

На чертеже представлена блок-схема генератора тока для электроразведки.

Генератор содержит силовой источник 1 постоянного тока, силовой ключ 2, сглаживающий фильтр 3, инвертор 4, эталонный резистор 5, задающий генератор б, делитель 7 час- @» тоты, распределитель 8 импульсов, полосовой фильтр 9, амплитудный детектор 10, фильтр низких частот (ФНЧ)

11, дифференциальный усилитель 12, широтно импульсный модулятор 13 на 45 грузку 14, источник 15 опорного напряжения.

Силовой источник 1 постоянного тока 1 периодически подключается силовым ключом 2 к сглаживающему .фильт- gO ру 3. На выходе фильтра 3 получают напряжение, пропорциональное дли,тельности замкнутого состояния ключа 2. Таким образом, регулируется величина напряжения питания инвертора 4. Тактовая частота ключа 2 задается генератором б. Рабочая частота инвертора 4 получается путем деления частоты генератора б делителем

7 частоты. Формирование импульсных последовательностей для управления 6О ключами инвертора осуществляется распределителем 8 импульсов. Напряжение, пропорциональное мгновенному амплитудному значению тока в нагрузке 14 инвертора, искаженное началь- ) g5 б ными токами его транзисторных ключей и коммутационными всплесками в момент коммутации выходного инвертора, выделяется на эталонном резисторе з, фильтруется полосоным фильтром 9 по первой гармонике, выпрямляется амплитудным детектором 10 и сглаживается ФНЧ 11, затем сравнивается с напряжением источника 15 опорного напряжения с помощью усилителя 12 и преобразуется широтноимпульсным модулятором 13, регулирующим длительность замкнутого состояния ключа 2.

Включение узлов 9, 10, 11 позволяет в значительной степени исключить вредные влияния на параметры стабилизации, так как напряжение постоянного тока, снимаемое с эталонно— го резистора 5 и обусловленное протеканием начальных токов транзисторов выходного иннертора 4, отфильтровывается фильтром 9 и не нлияет на параметры стабилизации; искажение формы сигнала на эталонном резисторе, %ызнанное изменением характера на— груэки, не сущестненно, так как фильтр

9 настроен на первую гармонику рабочей частоты, что в значительной мере исключает влияние коммутационных всплесков .

Таким образом, описанный генератор позволяет снизить минимальную величину стабилиэируемого тока до десятых долей миллнампера (экспериментально получена величина 0,1 мА, что н 100 раэ меньше,чем у прототипа), расширить частотный диапазон до

10 кГц (рабочая частота прототипа десятки Гц), исключить нлияние начальных токов транзисторов выходного иннертора, а также исключает воздействие на параметры стабилизации изменения характера нагрузки.

Формула изобретения

Генератор тока для электрораэнедки, содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, силовой ключ, сглаживающий фильтр, иннертор, нагрузку и эталонный резистор, а также последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выходы которого соединены с соотнетствующими нходами распределителя импульсов, соединенного с иннертором, и подключенную к эталонному резистору цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных дифференциального усилителя, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, и широтно-импульсного модулятора, ныход которого подключен к управляющему входу силового ключа, а нторой вход соединен с выходом задающего генератора, о ти и ч а ю шийся тем, что, с

741417

Составитель Л. Колосков

Редактор Т. Юрчикова Техред Ж. Кастелевич Корр р екто Н. Григорук

Заказ 3217/53 Тирам 995. Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП . Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 целью повышения стабильности выходного тока, в цепь обратной связи между эталонным резистором и вторым входом дифференциального усилителя введены последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детек- тор и фильтр низких частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3679978, кл, 325-187, опублик. 1970. у 2. Авторское свидетельство СССР

М 571876| кл. Н 03 K 1/02, 1975.