Устройство для автоматической настройки колебательного контура Советский патент 1983 года по МПК H03J1/00 

Изобретение относится к ралиотехнике и предназначено для автоподстройки колебательных контуров в каскадах систем различного назначения.

Известно устройство для автоматической настройки колебательного . контура, включенного в выходную цепь усилительного элемента и образованного катушкой индуктивности и конденсатором переменной емкости, фазовый датчик, входы которого соединены с контуром и с входом усилительного элемента, усилителя и элекрического двигателя, вал которого через редуктор соединен с с настроечным элементом контура. При расстрайке контура на выходе фазового датчика появляется напряжение, которое усиливается и обеспечивает, вращение вала двигателя, посредством чего достигается настройка контур..

Однако известное устройство слож но в исполнении и не обладает боль шой точностью из-за наличия сравнительно узкой полосы захвата фазбво го датчика и чувствительности его к высшим гармоникам напряжения на колебательном контуре, что.приводит к настройке коитура не на основную гармонику.

Цель изобретения - повышение точности настройки и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматической настройки колебательного контура, включенного в выходную цепь усилительного элемента и образованного катушкой индуктивности и конденсатором переменной емкости, управляемым сигналом рассогласования фазы, введены фазосдвигающая цепь, сумморазностный блок и согласующие блоки, конденсатор переменной емкости выполнен в виде четырехквадрантного электростатического механизма со свободно поворачиваквдейся роторной секцией и, расположенными по окружности статорными секциями, при этом две смежные статорные секции подключены к выходам сумморазностного блока, а другие две смежные статор(1ые секции соединены между собой через первый согласующий блок, статорная секция, подключенная к входу, первого согласующего блока и катушке индуктивности, через второй согласующий блок соединена с вторым входом сулачоЬазностного блока, первый вход которого через фазосдвигающую цепь соединен с входом усилительного элемента.

На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства для автоматической настройки колебатель ного контура.

VcTpolJcTBO содержит колебательный кЬнтур, образованный катушкой. 1 индуктивности,. подк.люченной к выходу усилительного элемента 2, и конденсатором переменной емкости, выполненным в виде четырехквгщрант ного электростатического механизма и состоящим из расположенных по окружности многокамерных статорных .секций 3 - 6 и свободно поворачивающейся роторной секции 7, имеющей два расположенных под 180 набора пластин, входящих в .зазоры между пластинами камер статорньгх секций. Статорная секция 3 через Первый согласующий блок 8 с коэффициентом передачи равным единице, присоедине на к статорной секции 4, а через второй согласующий блок 9 - к вто.рому входу сумморазностного бдока 10, выходы которого соединены со статорными секциями 5 и б, а первый вход блока 10 соединен с выходом фазосдвигающей цепи 11, вход которой присоединен к входу усилительного элемента 2.. Согласующий блок 9 .устраняет влияние на контур сопротивления сумморазностного блока 10. Согласующий блок 8 устраняет влияние на контур емкости между статорной 4 и роторной 7 секциями.

Сумморазностный блок 10 может быть выполнен, в частности, на усилительном элементе с равными сопротивлениями резисторов расщепленной нагрузки. С указанных резисторов через конденсаторы равных емкостей снимаются напряжения на два равных последовательно соединенных рез.исторов, точка соединения которых является вторым входом блока 10, а другие их выводы - выходами блока 10.

Согласующий блок 9 представляет собой каскад на усилительном элементе, на управляющий электрод которого напряжение подается через высокоомный делитель, не шунтирующий контур. В частности, это может быть повторитель напряжения. Аналогично выполняется согласующий блок 8. .

На выходе фазосдвигающей цепи 11 напряжение сдвинуто на 90 относи1,тельно тока в выходной цепи усилив. тельного элемента 2, т.е. относительно напряжения на настроенном колебательном контуре. На выходах сумморазностного блока 10 действуют противофазные напряжения Оф и Оф, отстающие и опережаюгцие на ЭО напряжение U на настроенном колебательном контуре.

Настройка контура осуществляется следукнцим образом.

Подвижная секция и каждая непод65 вижная секция составляют переменный

конденсатор, причем при повороте подвижной секции увеличение емкости С между ней и одной парой противоположных неподвижных секций равно уменьшению емкости С2 между подвижной секцией и другой парой противоположных неподвиж 1ых секций, т.е.

dC

2 .

1М (1

ddL

где .Ьб - угол поворота подвижной

секции

Между статорной 3 и роторной 7 секциями действует напряжение U с катушки 1, такое же напряжение приложено между секциями 4 и 7. С учетом выражения (1) это означает, что действующие на роторную секцию 7 вращающий и противодействующий моменты, обусловленные изменением энергии поля секциями 3 и 7, а также 4 и 7 одинаковы. Между статорной 6 и роторной 7 секциями действует напряжение U - ф , а между секциями 5 и 7 действует напряжение

и + Оф .

На настройке контура в резонанс действукядие значения напряжений

i- ф Ф одинаковы, и на роторную секцию 7 механический момент, не действует, , I При расстройке контура напряжение U(;.Ha нем перестает быть смещенным на 90 относительно напряжения Оф ,дейсвукядае значения напряжений Oj -U

и Uk становятся разными и на

роторную секцию 7 воздействует механический момент. При этом роторная секция поворачивается, и включённая параллельно катушке 1 емкость переменного конденсатора, образованная

статорной 3 и роторной 7 секциями, изменяется, подстраивая тем самым колебательный контур. Когда колебательный контур вновь настроен в резонанс и напряжение на нем сдвинуто на 90 относительно напряжения Оф на выходе суммрразностного блока 10 роторная секция 7 остановится. Таким образом осуществляется автоматическая настройка колебательного контура.

Преимуществом предлагаемого устройства является то, что оно без дополнительной фильтрации осуществляет резонансную настройку кон-тура

на частоту W-, основной гармоники тока в выходной цепи усилительного элемента. Это обусловлено тем, что момент, определяемый , и Оф , равен нулю при кратных частотах U

и Уф , благодаря чему влияние высших гармоник в составе напряжения U,j не ощущается.

Устройство для автоматической настройки колебательного контура отличается от известного простотой, так как не содержит электрического двигателя, редуктора, усилителя и обладает повьааенной точностью, в частности, за счет нечувствительности его к высшим гармоникам напряжения на контуре.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА, включенного в выходную цепь усилительного элемента и образованного катушкой индуктивности и конденсатором переменной емкости, управляемым сигналом рассогласования .фазы, отлич ающее ся тем, что, с целью повышения точности настройки и упрощения, в него введены фазосдвигающая цепь,- сумморазностный блок и согласующие блоки, конденсатор переменной емкости выполнен в виде четырехквадрантного электростатического механизма со свободно поворачивакядейся роторной секцией и расположенными по окружности статорными секциями, при этом две смежные статорные секции подключены к выходам сумморазностного блока, а другие две смежные статорные секции соединены между собой серез первый согласующий блок, статорная секция, подключенная к входу первого согласующего блока и катушi ке индуктивности, через второй согласующий блок соединена с вторым (Л входом сумморазностного блока, пер-вый вход которого Через фазосдвигающую цепь соединен с входом усилительного элемента. ел со 05 -sj