Токовое пороговое устройство Советский патент 1986 года по МПК G05B1/01 

Изобретение, относится к импульсой технике н может быть использовао в системах автоматики, контроля сигнализации.

Цель изобретения - расширение ункциональных возможностей путем беспечения возможности оценки на, колько входной ток больше или менье порогового уровня.

На фиг. 1 прецставлена принципиальная электрическая схема предлагаеого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Дифференциальный каскад 1 токового порогового устройства выполнен на вух входных балансных транзисторах

2и 3, один из которых подключен к источнику 4 входного тока, а в эмит- терную цепь транзисторов 2 и 3 включен генератор 5 тока, вьтолненный на транзисторе 6 и токозадаюп{ем резисторе 7. При этом смещение на транзис- тор 6 задается с помощью параме т- рического стабилизатора 8, 9 напряжения. База второго балансного транзистора 3 дифференциального каскада и база дополнительного транзистора 10 соединены с птной нулевого потенциала, к которой через диод 11 подключен выход генератора 5, причем к эмиттеру дополнительного транзистора 10 подключен выход дополнительного генератора 12 тока, вьтолненного на транзисторе 13 и токозадающем резисторе 14, а через последовательно включенные в прямом направлении диоды 15 и 16 дополнительный генератор 12 тока подключен к выходу генератора 5, при этом коллекторы транзисторов 2,

3и 10 через нагрузочные резисторы 17, 18 и 19 подключены к шине 20 первого источника питания (+Е ) и выхо- дг1М 21, 22 и 23 порогового устройства.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии контролируемый ток 1у равен нулю. Тогда весь ток дополнительного генератора 12 тока протекает через дополнитель- кый транзистор 10 и создает на резисRt9

торе 19 падение напряжения U I,. RI,. Ток генератора 5 дифференциального каскада 1 протекает через балансный транзистор 3, поскольку база транзистора 2 в результате .падения напряжения на змиттерном переходе дополнительного транзистора 10 находится под отрицательным потенциалом -Ur . Поэтому на втором

и to

выходе 22 устройства, также как и на выходе 21 присутствует низкий потенциал Е„ U,j,g, а на его выходе

вы,,Г Е.(Фиг.21

23 - высокий потенциал

Если контролируемый ток начнет постепенно нарастать, это приведет

к уменьшению тока, протекающего через дополнительный транзистор 10. Падение напряжения на резисторе 19 уменьшается и потенциал на выходе 21 устройства повьлпается, а напряжения

на выходах 22 и 23 остаются неизменными:

Эю

R,,

(1„ - TJ-R,

19

вы

F

bfi

П

- V,

Rl8

ЕГТ I.- R

IS

Напряжение на выходе 21 Ug(,u достигает максимального значения при I, г . Протекание тока через до- полнительньй транзистор 10 при этом прекращается, так как повышается потенциал эмиттера дополнительного транзистора 10 из-за отпирания диодов 15 и 16 и протекания через них избыточного тока I )( Inop Из базе балансного транзистора 2 дифференциального каскада потенциал становится положительным:

5

0

и

-Ut

и.

и.,. 0.5В,

-вг % 9,5 316 что приводит к переключению каскада: отпиранию транзистора 2 и запиранию транзистора 3. Напряжения на выходах 22 и 23 скачком изменяются (фиг.2а,5).

Дальнейшие увеличение контролируемого тока 1у приводит к росту избыточного тока, протекакмцего через диоды 15 и 16, а следовательно, к уменьшению тока через балансный транзистор 2. Это вызыв.ает соответствукицее повышение потенциала на выходе 23 токового порогового устройства, которое продолжается до тех пор, пока ; ток I, i

НИН на таются

I,- . Выходные напряже- выходах 21 и 22 при этом ос- неизменными:

и

и.

Bbltj,ВМХ

л

(Inop

IT I.)U

3

Когда контролируемый ток 1 превысит диапазон измерения,равный Inop О избыточный ток I,, - г7ор г ) начнет протекать через защитный диод 11,. а на всех трех выходах устройства устанавливаются максимальные напряжения:

9Ш„Г вЬ1,,

«2,

гг

Таким образом, предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности сравнительно с известными, так как оно не только фиксирует момент превышения контролируемым током порогового значения (выход 22), но и позволяет оценить насколько этот ток меньше (выход 21) либо больше (выход 23) порогового уровня. Дополнительная информация с выходов 21 и 23 может быть использована для управления регистрирующими или измерительными устройствами автоматики и систем управления. С помощью токозадающих резисторов 14 и 7 генераторов тока в предлагаемом устрой- ве легко устанавливаются необходимые пороговый уровень и контролируемый диапазон изменения входного тока,которые мало зависят от нестабильности напряжения питания и параметров полупроводниковых элементов, что позволяет расширить область применения устройства,

f/

/я f

s

0

0

5

5

10184

Формула изобретения

Токовое пороговое устройство, содержащее дифференциальный каскад с генератором тока в эмиттерной цепи входных балансных транзисторов, первый вход которого подключен к источнику входного тока, шины источника питания, дополнительный транзистор, коллектор которого подключен через нагрузочный резистор к первой шине источника питания, и дополнительный генератор тока, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности оценки на сколько входной бок больше или меньше порогового .уровня, в него введены диоды, выход дополнительного генератора тока подключен к эмиттеру дополнительного транзистора и первому входу дифференциального каскада непосредственно, а через последовательно соединенные в прямом направлении первый и второй диоды подключен к эмиттерам балансных транзисторов дифференциального каскада, которые через третий диод подсоединены к шине нулевого

потенциала соединенной с базой дополнительного транзистора и вторьы

входом дифференциального каскада, при этом управляющие входы генератора тока дифференциального каскада и дополнительного генератора тока соединены между собой, а вход дополни- . тельного генератора тока соединен с второй шиной источника питания.

7

Л

Изобретение относится к импульс- Ной технике. Может быть использовано в системах автоматики, контроля, си1 нализации.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для этого в устройство, содержащее дифференциальный каскад 1, на двух балансных транзисторах 1, 2, генератор тока 5, выполненный на транзисторе 6 и токоз.адающем резисторе 8, источник 4 входного тока, шину 20 первого источника питания, дополнительный транзистор 10, нагрузочный резистор 19, дополнительный генератор тока 12, введены диоды 15, 16 и новые связи. Устройство не только фиксирует момент превышения контролируемым током порогового значения, но и позволяет оценить-на сколько этот ток меньше или больше порогового уровня. Дополнительная информация с выходов 21 и 23 может быть использована для управления регистрируютими или измерительными устройствами авто-ig матики и систем управления. С помощью токозадающюс резисторов 14 и 7 гене- Л/ раторов тока в устройстве легко ус- jf танавливаются необходимые пороговый I уровень и контролируемый диапазон , 2 изменения входного тока. 1 ил.

Составитель Н. Маркин Редактор Л. Пчелинская Техред Н. Во икало

Заказ 4409/43Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Е. Рошко