Устройство для моделирования импульсных помех Советский патент 1983 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к моделиру ющим устройствам аналоговычислительной техники и может быть исполь зовано при испытаниях аппаратуры на помехозащищенность. Известно устройство для моделиро вания импульсных помех, содержащее исследуемую аппаратуру, источник питания, генератор управляющих импульсов, коммутатор и шунтирующее устройство. Параллельно исследуемой аппаратуре и ее источнику питания включен с помощью коммутатора дополнительный источник питания, а генератор управляющих импульсов подключен своими входами к коммутатору и шунтирующему устройству, соединенному с коммутатором и дополнит;ельным источником питания 1 . Однако в устройстве имитируемая помеха не локализована и проходит на источник питания исследуемой аппаратуры, что искажает оценку помехозащищенности аппаратуры. Кроме того, ввиду последовательного соединения дополнительного источника питания и исследуемой .аппаратуры в момент имитаций помехи к дополнительному источнику питания предъявляется требование обеспечения мгновенной мощности при заданном напряжении помехи. Известно, также устройство для моделирования импульсных помех, содер жащее фильтр, входы которого соединены с источником питающего напряжения, а выходы через разделительные конденсаторы подключены к нагрузочному резистору и к выходу накопителя, подсоединенного к дополнительному источнику питающего напряжен, ния С2 . К недостаткам устройства относятс возможность Моделирования только экспоненциальных импульсов помехи и отсутствие плавной регулировки длительности импульсов, в результате чего снижается достоверность оценки помехоустойчивости исследуемой аппаратуры. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования импульсных помех, содержащее источник питающего напряжения, подключенный через фильтр к исследуемой аппаратуры, дополнительный источник питания, под ключенный через накопитель к тиристо ному формирователю импульсов, соединенному по управляющим входам с за дающим генератором, а по выходу - с нагрузочным резистором и через разделительные конденсаторы с общими шинами фильтра и исследуемой аппаратуры 3 . К недостаткам этого устройства относятся низкий КПД и малое быстродействие из-за полного разряда нако.пителя на ограничительный резистор тиристорного формирователя импульсов после формирования прямоугольного импульса на нагрузке ( иначе шунтирующий тиристор не включится), в результате чего на ограничительном резисторе выделяется почти вся запасная энергия накопителя, что, в свою очередь, определяет повышенное потребление энергии дополнительным источником питания на заряд накопителя и увеличение времени заряда накопителя „ Целью изобретения является повышение КПД устройства и его быстродействиЯсЭта цель достигается тем, что в устройство для. моделирования импульсных помех, содержащее источник питающего напряжения, фильтр, разделительный трансформатор, задающий генератор, тиристорный формирователь импульсов, нагрузочный и ограничительный резисторы, накопитель энергии, источник питания, выходы которого подключены к входам накопителя, один выход которого непосредственно, а другой через ограничительный резистор подключен к входам тиристорного формирователя импульсов, соединенному управляющими входами .с выходами задающего генератора, а выходами - с нагрузочным резистором и через разделительный трансформатор с одной из шин выхода фильтра, входы фильтра подключены к источнику питающего напряжения, дополнительно введен управляемый клюв, выходы ко- . торого подключены параллельно тиристорному формирователю импульсов, а управляющие входы - к дополнительным входам задающего генератора. При этом ключ содержит последовательно соединенные конденсатор, катушку индуктивности, тиристор, 33шунтированный зарядным диодом, а также коммутирующий диод, анод которого подключен к конденсатору и к выходу ключа, а катод - к катоду тиристора и к другому выходу ключа.

31

На фиг. 1 приведена схема; на фиг, 2 - эпюры, поясняющие работу устройства.

Устройство для моделирования импульсных помех содержит источник 1 питающего напряжения 1, фильтр 2, выходы 3t разделительный трансформртор , задающий генератор 5, тиристорный формирователь 6 импульсов нагрузочный резистор 7, ограничительный резистор 8, накопитель 9. источник 10 питания, подключенный через накопитель 9 и ограничительный резистор 8 к формирователю 6, соединенному управляющими входами с задающим генератором, а выходами - с нагрузочным резистором 7 и через разделительный трансформатор 4 с одной из шин выхода, входы фильтра подключены к источнику 1 питающего напряжения, а также ключ 11, выходы которого подсоединены параллельно формирователю 6 со стороны накопителя 9 и ограничительного резистора 8, а управляющие входы к задающему генератору 5.

Ключ 11, представляющий собой последовательный LC-контур, состоит из последовательно соединенньи конденсатора 12, катушки 13 индуктивности, тиристора 14, зашунтированного зарядным диодом 15, а также коммутирующего диода 1б, анод которого подключен к конденсатору 12 и к выходу ключа, а катод - к катоду тиристора I и к другому выходу ключа.

В исходном состоянии накопительный конденсатор -17 накопителя 9 заряжен-до напряжения источника 10 питания, запускающий тиристор 18, шунтирующий тиристор 19 формирователя. 6 и тиристор 14 ключа 11 закрыты, конденсатор 12 ключа 11 заряжен до напряжения источника 10 питания по цепи источник Ю - зарядный дроссель 20 - зарядный диод 15 - катушка 13 индуктивности - конденсатор 12 ограничительнь1Й резистор 8. Двухканальный задающий генератор 5 с тремя гальванически развязанными выхот дами обеспечивает управление выработкой импульсов тиристорным формирователем 6 импульсов и ключом 11, J pичeм время задержки ТГ импульса JJ. канала относительно импульса 1 канала определяет длительность выходного и пульса на нагрузке.

В начальный момент времени t от канала задающего генератора 5 откры9834

вается тиристор. 18, что приводит к постепенному разряду накопительного конденсатора 17 через нагрузочный резистор 7. тиристор 18 и ограничи. тельный резистор 8. На нагрузке формируется фронт и вершина импульса помехи (фиг. 2а - ток через нагрузочный резистор 7) В момент времени t atp+ToT II канала задающего генераo тора 5 открывается шунтирующий тиристор 19 формирователя 6 и тиристор 1 ключа 11. Тиристор 19 шунтирует нагрузочный резистор 7 и на нем формируется спад, длительность которого определяется временем включения тиристора 19. При этом накопительный конденсатор 17 продолжает разряжаться через тиристор 19 и ограничительный резистор 8 (фиг. 26 - ток

0 через ограничительный резистор 8). При вклюнении тиристора 14 ключа 11 в контуре начинается колебательный процесс (фиг. 2в - напряжение на конденсаторе 12, фиг. 2г - ток колебательного контура). При этом через тиристор 19 формирователя 6 протекает суммарный ток колебательного контура ключа 11 и накопителя 9 определяемого ограничительным резистором

0 3 (фиг, 2д - ток через шунтирующий тиристор 19). Когда максимальное значение тока через ограничительный резистор 8 меньше амплитуды тока колебательного контура, анодный ток тиристоров 19 и 14 в момент времени t2 снова становится равным нулю и затем переходит в цепь встречного коммутирующего диода 16. Во время протекания тока через коммутирующий диод 16 происходит восстановление

запирающей способности тиристоров (фиг. 2е - ток через коммутирующий диод 16), Затем в момент спада анодного тока диода 1б к нулю (t) происходит восстановление напряжения.

на коммутирующем конденсаторе 12 и. отключение цепи разряда накопителя 9 от тиристорного формирователя 6 импульсов, т.е. ключ 11 предотвращает полный разряд накопителя.

Для обеспечения надежной коммутации тока тиристоров необходимо, чтобы период собственных колебаний контура t , был в 2-3 раза больше вре5 мёни выключения тиристоров, а амплитуда тока колебательного контура была в 2 раза больше максимального тока через ограничительный резистор 8, Параметры контура выбираются из соотношений Т 2Д-/и 1. - f И и f I постоянная времени колебагде Т тельного контура; индуктивность коммутирующей катушки 13 индуктивности; С - емкость коммутирующего конденсатора 12; сопротивлениеограничительного резистора 8, причем ограничительный резистор 8 вы бирается из конкретных условий. Для лучшего согласования и гальва нической развязки нагрузки (исследуе мого прибора) и тиристорного формирователя импульсов применен разделительный трансформатор k Он должен обеспечивать одновременное прохождение токов питания исследуемой аппаратуры и вводимых импульсных помех без насыщения сердечника. Возможно подключение вторичной обмотки трансформатора параллельно цепям питания исследуемой аппаратуры. Введение ключа в цепь разряда накопителя электрической энергии, предотвращающего полный разряд накопителя на ограничительный резистор, приводит к уменьшению времени заряда накопителя, уменьшению потребляемой энергии дополнительным источником питания на заряд накопителя и уменьшению расееиваемой мощности ограничительным резистором. В свою очередь, уменьшение времени заряда накопителя увеличивает быстродействие устройства (частоту коммутации нагрузки), которое определяется теперь, в основном, частотными свойствами используемых тиристоров, а уменьшение потребляемой энергии дополнительным источником питающего напряжения на заряд накопителя и рассеиваемой мощности ограничитель™ ным резистором повышает КПД устройства в 9 раз и составляет 50 (в известном устройстве. КПД составляет не более 10). Испытания показали надежность действия такого устройства и возможность моделирования импульсных помех прямоугольной формы с крутыми фрон-. тами в широком диапазоне частот, длительностей и амплитуд помех, при этом практически отсутствует переходный процесс.

0

JJ