Магнитный модулятор Советский патент 1983 года по МПК H03C1/54 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для получения амлитудно-модулированного сигнала (по типу.баласных амплитудных модуляторов) , частота которого равна второй гармонике сигнала возбуждения, а амплитуда пропорциональна мгновенному значению тока входного сигнала и изменяется в соответствии с зака-ном изменения этого тока, и может использоваться в различных радиотехнических устройствах, а также в измерительной технике при измерении малых токов и напряжений. Известен магнитный модулятор с двухфазным питанием, напряжения возбуждения которого сдвинуты на 9СР , содержащий два сердечника с взаимно перпендикулярно направленными полями подмагничивания и полезного сигнала, две обмотки подмагничивания, две входные и две выходные обмотки, которые соединены для полезного выходного сигнала последовательно 1 .

Недостатком является то, что в известном магнитном модуляторе при расширении полосы частот входного сигнала увеличивается количество побочных продуктов преобразовани

Наиболее близким к предлагаемому является магнитный модулятор, содержащий четыре кольцевых ферромагнитных сердечника, на каждом из которы размещена соответствующая обмотка возбуждения, первую и вторую выходные обмотки, охватывающие соответственно по два кольцевых ферромагнитных сердечника, и входную обмотку, охватывающую все кольцевые ферромагнитные сердечники, при этом обмотки возбуждения соединены попарно последовательно-встречно 2.

Однако в известном магнитном модуляторе относительно велики побочные продукты преобразования при расширении полосы частот входного сигнала. При медленно меняющемся входном напряжении рабочая полоса частот входного сигнала расположена от нуля до нескольких долей герца. Полоса пропускания магнитного модулятора намного шире требуемой рабочей полосы частот. Поэтому пропускаемое им входное напряжение, например,на частоте второй гармоники, промодулированное более высокочастотными помехами, создает на выходе магнитного модулятора нежелательные продукты преобразования.

Цель изобретения - уменьшение побочных продуктов преобразования при расширении полосы частот входного сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в магнитном модуляторе, содержащем четыре кольцевых ферромагнитных сердечника, на каждом из которых

размещена соответствующая обмотка возбуяодения, первую и вторую выходные обмотки-, охватывающие соответственно по два кольцевых ферромагнитных сердечника, и входную обмотку, охватывающую все кольцевые ферромагнитные сердечники, при этом обмотки возбуждения соединены попарно последовательно-встречно, между началом второй выходной обмотки и концом первой выходной обмотки введены два последовательно соединенных резистора, параллельно которым подключен введенный регулируемый резистор, при этом начало первой выходной обмотки и конец второй выходной обмотки соединены, а точка их соединения и точка соединения двух последовательно соединенных . резисторов являются выходом магнитного модулятора.

На чертеже представлен,а принципиальная электрическая схема предлагаемого магнитного модулятора.

Устройство содержит четыре кольцевых ферромагнитных сердечника 1-4, четыре обмотки 5-8 возбуждения первую и -вторую выходные обмотки 9 и 10, входную обмотку 11, резисторы 12 и 13, регулируемый резистор 14

Устройстве работает следующим образом.

Переменный ток возбуждения частотой f, протекающий по обмоткам возбуждения 5-8, дважды за период вызывает . насыщение ферромагнитных сердечников 1-4, т.е. магнитная проницаемо их пульсирует с удвоенной частотой по отношению к частоте тока возбуждения . Магнитные потоки в каждой из пар кольцевых ферромагнитных сердечников, например, 1 и 2, направлены встречно, поэтому при отсутствии дополнительного подмагничивания током в входной обмотке 11 напряжение на выходной обмотке 9, охватывающей оба кольцевых ферромагнитных сердечника 1 и 2 равно нулю.

При подаче постоянного или медленно изменяющегося тока в входную обмотку 11 магнитные потоки в паре кольцевых ферромагнитных сердечников 1 и 2 отличаются между собой, в результате чего на зажимах выходной обмотки 10 появляется напряжение удвоенной частоты 2fg. Амплитуда этого напряжения пропорциональна мгновенному значению медленно изменяющегося тока во входной обмотке 11, т.е. промодулирована этим током. Пара кольцевых ферромагнитных сердечников 1 и 2 с выходной обмоткой 9 образует одну из половин магнитного модулятора. Аналогично работает вторая половина магнитного модулятора на паре кольцевых ферромагнитных сердечников 3 и 4 с обмотками 7 и 8 возбуждения и выходной обмотке 10,

только ток возбуждения в этой паре сдвинут на 90° по отношению к току в паре кольцевых ферромагнитных сердечников 1 и 2, а выходное напряжение удвоенной частоты на выходной обмотке 10 сдвинуто соответственно на удвоенный угол 290° 180, т.е. направлено встречно по отношению к напряжению на выходной обмотке 9, При включении, показанном на чертеже, выходные обмотки 9 и 10, соединены параллельно-встречно, а возникающие на них напряжения направлены также встречно, поэтому для полезного выходного напряжения частоты 2fj3 такое включение равноценно параллельному поступлению выходных сигналов с каждой из половин магнитного модулятора. При таком включении и постоянном входном токе добавление между эквипотенциальными выводами выходных обмоток 9 и 10 резисторов 12 и 13 и регулируемого резистора 14 и изменение их не влияе.т на амплитуду выходного напряжения магнитного модулятора.

Если ток в входной обмотке 11 содержит переменную составляющую сигнала низкой частоты, то входная обмотка 11 и выходные обмотки 9 и 10 соединены последовательно-согласно и образуют низкочастотный трансформатор, нагруженный на регулируемый резистор 14. При уменьшении величины регулируемого резистора 14, переменная составляющая входного низкочастотного тока в входной обмотке 11 трансформируется в выходные об1 готки 9-10 напрямую (т.е. без преобразования в модулированное напряжение удвоенной частоты возбужденияJ и замыкается накоротко. Таким образом, при уменьшении величины регулируемого резистора 14 переменные входные .сигналы (т.е. любые относительно быстрые изменения входного тока в входной обмотке 11 ) компенсируются. С точки зрения передаточной харак0теристики преобразования магнитного модулятора,-ЭТО означает, что постоянная времени его резко увеличивается, а ширина полосы пропускания для входного сигнала - резко уменьшается (до 3-х порядков).

5

Регулируемое сокращение полосы пропускания по входному сигналу позволяет соответственно подавить высокочастотные помехи во входных целях, что приводит к значительному умень0шению побочных продуктов при расширении полосы частот входного сигнала.

При этом предлагаемый магнитный

5 модулятор позволяет повысить помехоустойчивость в режиме измерения постоянного тока при воздействии помехи переменного тока за счет выбора требуемой величины постоянной

0 времени магнитного модулятора. Кроме того, предлагаемый магнитный модулятор обеспечивает устойчивость при работе в системе автоматического регулирования благодаря простоте

5 регулировки постоянной времени при неизменной чувствительности.

МАГНИТНШ МОДУЛЯТОР, содержащий четыре кольцевых ферромагнитных сердечника, на каждом из которых размещена соответствующая обмотка возбуждения, первую и вторую выходные обмотки, охватывающие соответственно по два кольцевых ферромагнитных сердечника, и входную обмотку, охватывакхцую все кольцевые ферромагнитые сердечники, при этом обмотки возбуждения соединены попарно последовательно-встречно, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уыеньшения побочных продуктов преобразования при расширении полосы частот входного сигнала, между началом второй выходной обмотки и концом первой выходной обмотки введены два последовательно соединенных резистора, параллельно котором подключен вве9денный регулируемый резистор, при этом начгшо первой выходной обмотки и конец второй выходной обмотки соединены, а Точка из соединения (Л и точка соединения двух последовательно соединенных резисторов являются выходом магнитного модулятора. со о 4