ИСКРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НЕПОСТОЯННОГО СПЕКТРА ЧАСТОТ Российский патент 2016 года по МПК H03B29/00 H01T9/00 

Изобретение относится к области электротехники и радиотехники и может быть использовано в радиоизмерительной и имитационной аппаратуре, предназначенной, в частности, для определения коэффициента шума различных устройств и их калибровке.

Известен искровой генератор шума (непостоянного спектра частот), содержащий источник электропитания, подсоединенный к узлу коммутации, работающему в режиме случайного замыкания его электродов. Узел коммутации выполнен в виде изготовленной из диэлектрика трубы, заполненной алюминиевыми шариками (2031538, H05B 29/00, 1992 г.). Недостатком известного технического решения является узкая ширина полосы получаемых частот.

Наиболее близким к изобретению устройством является искровой генератор электромагнитного излучения непостоянного спектра частот, содержащий источник электропитания, подсоединенный к узлу коммутации, работающему в режиме случайного замыкания его электродов. Узел коммутации выполнен в виде диэлектрической пластины, соединенной с вибрационным механизмом (RU 2037245 H01T 9/00, 1992 г.).

Недостатком известного устройства является относительно низкая стохастичность частотных характеристик электромагнитного излучения искровых разрядов и узкая ширина полосы получаемых частот.

Техническим результатом, которого можно достичь при осуществлении изобретения, является повышение стохастичности частотных характеристик электромагнитного излучения искровых разрядов и увеличение ширины полосы получаемых частот.

Технический результат достигается за счет того, что в искровом генераторе электромагнитного излучения непостоянного спектра частот, содержащем блок съема выходного сигнала, связанный с цепью источника электропитания постоянного либо переменного тока, которая подсоединена к узлу коммутации, работающему в режиме случайного замыкания его электродов, узел коммутации состоит из двух электродов, установленных с возможностью контакта с токопроводящим слоем принудительно перемещающейся металлизированной пленки, причем первый из электродов выполнен в виде ролика, свободно вращающегося вокруг своей оси, положение которой зафиксировано относительно плоскости перемещения пленки, а второй электрод - в виде точечного контактора, при этом площадь контакта первого электрода с токопроводящим слоем пленки намного больше, чем второго. При этом второй электрод может быть установлен с возможностью принудительного перемещения относительно поверхности пленки.

В проанализированных источниках патентной информации не обнаружено сведений об использовании в радиоизмерительной и имитационной аппаратуре подобной конструкции искрового генератора, что позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения критериям «изобретательский уровень» и «новизна».

На Фиг. 1 представлена электрическая схема искрового генератора электромагнитного излучения непостоянного спектра частот.

На Фиг. 2 представлена конструктивная схема узла коммутации.

Устройство (Фиг. 1) содержит блок съема выходного сигнала 1, связанный с цепью источника электропитания постоянного либо переменного тока 2, которая подсоединена к узлу коммутации 3, работающему в режиме случайного замыкания его электродов. Блок съема выходного сигнала 1 может быть выполнен в виде индуктивного элемента, например, трансформатора. Узел коммутации 3 (Фиг. 2) состоит из двух электродов 4 и 5, входящих в процессе работы в контакт с токопроводящим слоем принудительно перемещающейся металлизированной пленки 6. Первый электрод 4 выполнен в виде ролика, свободно вращающегося вокруг своей оси, положение которой зафиксировано относительно поверхности пленки. Наиболее целесообразно, чтобы ось вращения ролика первого электрода была бы размещена перпендикулярно направлению перемещения пленки. Оба электрода разнесены друг относительно друга по поверхности пленки. Второй электрод 5 выполнен в виде точечного контактора.

Для дополнительного увеличения ширины полосы получаемых частот второй электрод может быть установлен с возможностью принудительного перемещения относительно поверхности пленки 6.

Принудительное перемещение одного или нескольких элементов узла коммутации друг относительно друга может быть осуществлено при помощи привода.

Площадь контакта поверхности пленки с первым электродом должна быть намного больше, чем со вторым.

Устройство работает следующим образом

Генерирование выходных сигналов (фиксируемых блоком съема выходного сигнала 1) происходит за счет коммутации источника электропитания постоянного либо переменного тока 2 электродами узла коммутации 3, срабатывающими по случайному закону их замыкания.

При подаче напряжения на электроды 4 и 5 происходит замыкание цепи источника электропитания через металлизированный слой пленки. Из-за разницы площадей контакта электродов с поверхностью пленки плотность тока вблизи точечного контакта второго электрода 5 во много раз больше плотности тока вблизи первого электрода. При достижении плотности тока значения, превышающего критическое, происходит искровой пробой токопроводящего слоя пленки, следствием чего является мгновенное размыкание цепи. Из-за объективно имеющей место неравномерности толщины токопроводящего слоя пленки очаги его разрушения возникают в хаотично расположенных участках с минимальной толщиной.

При перемещении пленки и неподвижном втором электроде 5 имеет место линейное расположение искровых пробоев пленки.

При одновременном перемещении пленки и подвижного точечного контактора линия очаговых разрушений конгруэнтна траектории движения второго электрода. В этом случае частотный диапазон снимаемых сигналов значительно увеличивается. Естественно, что изменением траектории перемещения точечного контакта второго электрода можно регулировать ширину полосы выходного сигнала.

Таким образом, выполнение электродов коммутатора в виде свободно вращающегося ролика и точечного контактора, работающих в режиме случайного замыкания токопроводящим слоем перемещающейся металлизированной пленки, приводит к повышению эффекта стохастичности амплитудно-частотных характеристик электромагнитного излучения и расширению ширины полосы излучаемых частот. Данный процесс происходит при оптимальных условиях для возникновения искровых разрядов и исключении возможности микросварки между электрически взаимодействующими между собой поверхностями разрядника.

Благодаря высокой стохастичности частотных характеристик электромагнитного излучения искровых разрядов и широкому частотному диапазону электромагнитного излучения изобретение может быть наиболее предпочтительным при проектировании радиоизмерительной и имитационной аппаратуры широкого назначения.

Изобретение может быть использовано в радиоизмерительной и имитационной аппаратуре, предназначенной, в частности, для определения коэффициента шума различных устройств и их калибровки. Устройство содержит блок съема выходного сигнала (1), связанный с цепью источника электропитания (2), подсоединенной к узлу коммутации (3), работающему в режиме случайного замыкания его электродов. Узел коммутации (3) состоит из двух электродов (4 и 5), входящих в процессе работы в контакт с токопроводящим слоем принудительно перемещающейся металлизированной пленки (6). Первый электрод (4) выполнен в виде ролика, свободно вращающегося вокруг своей оси, а второй электрод (5) - в виде точечного контактора. Генерирование выходных сигналов происходит за счет коммутации источника электропитания постоянного либо переменного тока (2) электродами узла коммутации (3). При подаче напряжения на электроды (4 и 5) происходит замыкание цепи через металлизированный слой пленки. Из-за разницы площадей контакта электродов с поверхностью пленки плотность тока вблизи точечного контакта второго электрода ( 5) во много раз больше плотности тока вблизи первого электрода. При достижении плотности тока значения, превышающего критическое, происходит искровой пробой токопроводящего слоя пленки, следствием чего является мгновенное размыкание цепи. Из-за объективно имеющей место неравномерности толщины токопроводящего слоя пленки очаги его разрушения возникают в хаотично расположенных участках с минимальной толщиной. Технический результат - повышение эффекта стохастичности частотных характеристик электромагнитного излучения и увеличение ширины полосы излучаемых частот. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Искровой генератор электромагнитного излучения непостоянного спектра частот, содержащий блок съема выходного сигнала, связанный с цепью источника электропитания постоянного либо переменного тока, которая подсоединена к узлу коммутации, работающему в режиме случайного замыкания его электродов, отличающийся тем, что узел коммутации состоит из двух электродов, установленных с возможностью контакта с токопроводящим слоем принудительно перемещающейся металлизированной пленки, причем первый из электродов выполнен в виде ролика, свободно вращающегося вокруг своей оси, положение которой зафиксировано относительно плоскости перемещения пленки, а второй электрод - в виде точечного контактора, при этом площадь контакта первого электрода с токопроводящим слоем пленки намного больше, чем второго.

2. Искровой генератор электромагнитного излучения непостоянного спектра частот, по п. 1, отличающийся тем, что второй электрод установлен с возможностью принудительного перемещения относительно поверхности пленки.