Дискретно-перестраиваемый конденсатор Советский патент 1983 года по МПК H01G5/38 

,

t.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в моных радиопередающих устройствах для дискретного изменения частоты настройки автоматизированных и дистанци онно управляемых резонансных контуров.

Известны дискретно-перестраиваемые конденсаторы (ДПК), предназначенные для работы в мощных устройствах электротехники и радиотехники, и содержащие несколько конденсаторных установок, соединенных между собой параллельно с помощью коммутирующих устройств fl.

К недостаткам указанных ДПК относятся большое количество коммутирующих устройств, низкая точность установки требуемой величины емкости, отсутствие воз южности работы ДПК с поврежденной конденсаторной установкой путем исключения ее из рабочей цепи ДПК.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является дискретно-перерастраиваемый конденса :ор, содержащий конденсаторные блоки постоянной емкости, соединенные параллельно с помощью отрезковшин, коммутирующие элементы, включенные в эти отрезки, и выводы, соединенные с выводами каждого конденсаторного блока 2 J

Недостаток известного ДПК состоит . том,что при малом количестве коммутирющих элементов невозможно обеспечить достаточно высокую точность установки требуемой величины емкости.

Цель изобретения - повйвиение точности установки величины емкости.

Поставленная цель.достигается тем,что в дискретно-перестраиваемом конденсаторе, содержащем конденсаторные блоки постоянной емкости, соединенные параллельно между собой с помощью отрезков шин, коммутирующие элементы, включенные в эти отрезки, и выводы, соединенные с выводами каждого конденсаторного блока, выводы одного из конденсаторных блоков дополнительно соединены с одним из выводом дискретно-перестраиваемого конденсатора с помощью отрезков шин, в каждый из которых включен коммутирующий элемент.

На фиг. 1 изображена схема предрагаемого ДПК ; на фиг. 2 - два варианта коммутации ДПК.

Конденсаторные блоки 1 постоянной емкости соединены параллельно с помощью отрезкой 2 и 3, в которые включены ко1«мутируюсше элементы 4 9. Выводы одного конденсаторного блока 1 дополнительно соединены шинми 10 и 11, в одну из которых включен коммутирующий элемент 12, а в другую - коммутируюпщй элемент 13,

с выводами 14 ДПК. Подсоединение ДПК во внешнюю электрическую цепь осуществляется с помощью выводов 14 и 15.

ДПК работает по принципу переменного последовательно-параллельного, соединения. .Исходя из требуемой величины емкости и величин рабочего тока и рабочего напряжения определяется необходимое количество рядов Ми количество конденсаторных блоков.

N., N.

N.

...,N,

N

В -каж-t .i 3 г

1 дом ряду ДПК.

Кроме того, определяется количество последовательно соединенных конденсаторных блоков m и ряд Nj, к которому их необходимо подключить параллельно с целью получения максимального совпадения дискретного значения емкости ДПК с требуемой величиной емкости.

После этого производится коммутация элементов 4,5,6,7,8,9,12 и 13. При описании работы ДПК принято, что в исходном состоянии все ком «отирующие элементы находятся в замкнутом состоянии.

Сначала paз ыкaютcя контакты элемента 4 или 5. Если размыкаются контакты элемента 5, то следующими размыкаются контакты элемента б, который расположен после первого блока 1.

Далее размыкаются контакты элементов 7, расположенного после второго блока 1, контакты элемента 6, расположенного после третьего блока 1, и т.д. пока не будет разомкнут коммутирующий элемент б или 7, расположенный после т-го конденсаторного блока 1.

Если последним был разомкнут элемент 6, размлкается элемент 13., а если последним был разомкнут, элемент 7, то размыкается элемент 12.

В результате описанных коммутаций образуется цепь, состоящая из m последовательно соединенных конденсаторных блоков, подключенная парал-лельно (т -Ь 1 )-у конденсаторному бло ку.

Затем размыкаются контакты элемента 6, расположенного после {т + К{)-го блока, контакты элемента 7, расположенного после (т + NJ+ блока 1, контакты элемента 6, расположенного после (т + NI.J+ N,+ N)-ro блока 1, и т.д. пока не будет рАэомкнут коммутирующий элемент, расположенный после (т 4- N3 + ... -f Ni+.i, + конденсаторного 1.

Остальные (не требующиеся для работы конденсаторные блоки 1 в количестве Гк V :;тве К.у - (т + N N,+ ... -fN.4 - j... . t Мгт обраэуют неучаствуюошй в заботе (исключенный из рабочей цепи/ ряд Ng, замкнутый контактами элементов 8 и 9. -Работа ДПК поясняется схемами, изображенными на фигуре 2, где показано два варианта о мутации ДПК, состоящего из 1-8 конденсаторных бло ков и имеющего в первом ряду 4 конденсаторных блока (NV, 4), во вто ром ряду 3 (NO 3/ и в третьем 54N3 5). Верхняя схема соответствует елучаю, когда параллельно первому ряду подключено последовательное соединение, состоящее и§ чЕетырех конденсаторных блоков (т 4). На нижней схеме показано, каким образом изменяется схема ДПК при необходимости уменьшить количество конденсатор ных блоков в последовательном соединении до трех (пи 2 Дискретное значение емкости ДЩК определяется выражением N/- - --fr Величина относительной разности двух соседних дискретных значений величины емкости в предлагаемом Щ определяется выражением / 1 2 ± ЖГ1 АПК- CL где m - количество конденсаторных блоков в последовательной цепи, подключенной параллельно первому ряду ДПК; N - количество конденсаторных блоков в первом ряду ДПК. Относительная разность двух соседних дискретных значений величин емкости ДПК определяется начальным количеством конденсаторных блоков в последовательной цепи m и количе вом конденсаторных блоков в первом РЯДУ N. Порядок расположения рядов в ДП не оказывает влияния на величину емкости ДПК и другие его параметры (номинальный ток и номинальное нап ряжение), поэтому ряды с различным количеством конденсаторных блоков можно поочередно переставлять на место первого ряда. Переста: Новка рядов осуществляется с помощью коммутации элементов б и 7, от состояния которых зависит количество параллельно соединенных конденсаторных блоков в последовательно, соединенных рядах N, )«/ N, , -т t При изменении количества последовательно соединенных конденсаторных блоков п на некоторую величин Р с помощью коммутирующих:-элементо 6 и 7 производится последовательно смещение конденсаторных блоков во всех рядах ДПК на величину Р . При 3Tcw к каждому рящу с параллельно соединенными конденсаторными блоками N с одной стороны подключаются Р конденсаторных блоков из соседнего ряда, а с другой от него отключаются Р конденсаторных блоков/ которые, в свою .очередь, подключаются к другому соседнему ряду. Таким образой, количество конденсаторных блоков в каждомряду N, Ng, N, 4., N, ..., N остается неизменным. Сравнение показывает, что в предла гаемом ДПК величина ГСдпц в m раз меньше, чем в ЩК, выбранном в качестве протбтипа, и поэтому точность установки требуемой величины емкости в нем будет более высокой. Точность установки требуемой величины емкости в ДПК не ниже 1/2 Сдп. , Необходимое количество г конденсаторных блоков в последовательной электрической цепи может быть определено .выражением „ :, к у («« nkb-pes где N. - количество параллельно соединенных конденсаторных блоков в каждом ряду ДПК, соответствующее условию пoлsп вния минимальной величины требуемой ёмкости; количество конденсаторных блоков в ДПК; ( величина относительной разности двух соседнихзначений величины емкости ДПК, требуемая для обеспечения заданной точности настройки. Величина m определяет номер конденсаторного блока, выводы которого через дополнительные шины с коммутирующи1«1 элементами соединяются с выводами ДПК.. Минимально необходимое количест-г во конденсаторных блоков, .находящееся в последовательной цепи, j 2 максимально допустимое количество конденсаторных блоков в ней - т„ - 1п,„ + N,i, . В ДПК с переменным последовательио-параллельным соединением для изменения величины его емкости в Диапазоне от С до С,ду необходимо переодически сокращать количество конденсаторных блоков, включенных в его рабочую цепь, от Максимальной величины К( до некоторой минимальной величины К, ,; тключенные конД(енсаторные блоки

используются в ДПК для повышения точности установки тех величин емкостей, для которых использование всего кол 1чества Ку невозможно.

При выборе дополнительно устанавливаемых коммутирующих элементов необходимо учитывать, что они должны быть рассчитаны на напряжение и f где номинальное напряжение конденсаторного блока,и .максимальный рабочий ток ДПК.

Эффективность предлагаемого ДПК заключается в том, что включение в схему двух дополнительных ком мутирующих элементов позволяет повысить точность установки требуемой величины емкости. Учитывая, что ДПК является элементом выходного ре зонансного контура радиопередаквдего устройства, можно заключить, что использование предлагаемого ДПК позволит снизить потери энергии при передаче ее от усилителя мощности в антенное устройство и уменьшить нелинейные искажения передаваемого сигнала.

ДИСКРЕТНО-ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ КОНДЕНСАТОР, содержащий конденсаторгеле блоки постоянной емкости, соединенные параллельно межд7 собой с помощью отрезков шин, коммутирующие л элементы, включенные в эти отрезки, и выводы, соединенные с выводами каждого конденсаторного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки величины емкости конденсатора, выводы одного из конденсаторных блоков до полнительно соединены с одним из выводов дискретно-перестраиваемого конденсатора с помощью отрезков шин, в каждый из KOTojaix включен коммутирующий элемент.