Устройство для выделения постоянной составляющей электрического импульса и задержки ее передачи на время действия импульса Советский патент 1987 года по МПК H02M1/14 

. 1 36

полнительно введенной цепи из входного элемента 1 деления напряжения, ГИН 6, блока 10 частотного и потенциального управления, выпрямителя 20, триггера Шмитта 21 и логического элемента НЕ 22 осуществляется изменение скорости и величины токоограничения в цепи -перезаряда конденсатора 4. Это приводит к повышению эффективности- сглаживания пульсаций, наложенных на постоянную составляющую электрическо1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам длн ослабления пульсаций постоянного тока на выходе, и может быть использовано в измерительной технике, системах автоматики и телесигнализации.

Цель изобретения --повышение точности передачи постоянной составляющей.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит входной, выходной и общий выводы, образукяцие вход и выход устройства, входной элемент 1, например, выполненный в виде резисторного делителя напряжения, подключенный к входному и общему выводам, первый ключ 2 коммутации, например , выполненный в виде геркона, соединенный с одним из выходов входного элемента 1 через ключ 2 коммутации интегратор, выполненный в виде установленного на входе токоограничи- теля 3, выполненного с возможностью бесконтактного управления, например, в виде резисторного оптрона, и соединенного с ним конденсатора 4, вторая обкладка которого соединена с общим выводом, а первая обкладка-образует выхо интегратора.

Второй-ключ 5 коммутации, например, выполненный в виде геркона, соединяет выход интегратора с выходным выводом. Генератор 6 изменяющегося напряжения выполнен в виде установленного на входе запуска диоднс-ем- костного ключа 7 переднего фронта им1684

го импульса, амплитудные значения которых с течением времени мало отклоняются от амплитуды постоянной составляющей. Кроме того, при частотных сигналах управления скорость токоограничения в цепи накопительного конденсатора 4 задается переменной составляющей электрического импульса автоматически без подключения специального генератора частоты тока, 2 з,п. ф-лы, 1 ил.

пульса и последовательно с ним соединенных запоминающего конденсатора 8 и электронного ключа 9, вход управления которого образует вход управления скоростью изменения выходного напряжения генератора 6, а выход - выход генератора 6, соединенный с входом управления токоограничителя 3

интегратора.

Кроме того, устройство включает блок 10 частотного и потенциального управления генератором, выполненный в виде формирователя 11 дельта-импульсов заданной амплитуды из частотного сигнала управления, соединенного с ним преобразователя 12 частота тока - напряжение, например, выполненного в виде двух соединенных между

собой диодно-емкостных цепей 13 и 14, из которых цепь 13 содержит емкостный накопитель 15 и диод 16, а цепь 14 - диод 17 и емкостный накопитель 18, и подключенного на выходе преобразователя 12 входа переключателя 19 тока, второй вход которого является входом потенциального сигнала управления, а выход образует выход блока 10 и соединен с входом управ30

ления электронного ключа 9,

Двухполупериодный выпрямитель 20 подключен к выходу входного элемента 1, Триггер Шмитта 21 подключен к .выходу выпрямителя 20, Логический 35 элемент НЕ 22 связывает вход управления второго ключа 5 коммутации и выход триггера Шмитта 21, который одновременно соединен с входом управления ключа 2 коммутации и с входом запуска генератора 6 изменяющегося напряжения.

Устройство работает следую1цим образом.

I

В исходном состоянии электрически

импульсы постоянного тока на вход устройства и частотный или же потенциальный сигнал управления на входы блока 10 управления генератором 6 изменяющегося напряжения не подаются. Из-за этого напряжение на выходах входного элемента 1 - резисторного делителя напряжения отсутствует. Также отсутствует напряжение на выходах выпрямителя 20 и триггера Шмит- та 21. Генератор 6 изменяющегося напряжения находится в заторможенном состоянии и этому положению соответствует максимальное проходное сопротивление токоограничителя 3 (резисторного оптрона). Не накопительном конденсаторе 4 напряжение отсутствует. Логический элемент НЕ 22 выдает напряжение высокого уровня, из-за чего ключ 5 коммутации (геркон) замкнут, обеспечивая передачу нулевого напряжения конденсатора 4 на выход устройства. Ключ 2 коммутации тока (геркон) в ато время разомкнут.

При подаче электрического импульса, подверженного влиянию пульсации, на вход устройства (входной и общий выводы) и на нагрузочный элемент 1 внешней схемой (не показана) или, например, вручную одновременно осу- п;ествляется подача потенциального или частотного сигнала управления на соответствующие входы блока 10 управления генератором 6 изменяющегося напряжения. Например -, на второй вход переключателя 19 тока на время действия одного или группы импульсов подается потенциальный (заданного уровня) сигнал, например, от источника регулируемого напряжения (не показан) . Переключатель 19 тока устанавливается в положение Потенциальное управление, поэтому сигнал управления заданного уровня поступает сразу же на вход электронного ключа 9 и на вход управления скоростью изменения выходного напряжения генератора 6. Электронный ключ 9 при этом устанавливается на соответствующую входному сигналу управления величину токоограничения (сопротивления).

10

15

20

25

361684

От электрического импульса на входе устройства возникает напряжение на выходах делителя напряжения - g входного элемента 1, имеющих определенные внутренние сопротивления. Далее напряжение, например, с одного и того же выхода входного элемента 1 подается одновременно на цепь последовательно соединенных ключа 2 коммутации тока, оптрона 3 и конденсатора 4 и на двухполупериодный выпрямитель 20. С выхода выпрямителя 20 напряжение поступает на вход триг- гера Шмитта 21 с заданным, например вручную, порогом срабатывания. Так как это напряжение превышает порог срабатывания триггера Шмитта 21, на выходе последнего возникает напряжение высокого уровня, которое вызывает смену высокого уровня на низкий уровень выходного напряжения логического элемента НЕ 22, что приводит к размыканию ключа 5 коммутации выхода.

Напряжение высокого уровня на выходе триггера 21 приводит к замыканию ключа 2 коммутации тока и одновременно поступает на вход запуска управляемого генератора 6 изменяющегося напряжения. Установленный на входе запуска генератора 6 диодно- емкостный ключ 7 по переднему фронту поступившего напряжения вырабатывает „с короткий импульс, который сразу же передается запоминающему конденсатору 8. Полученный заряд конденсатора В через электронный ключ 9, установленный на определенную степень токоограничения, передается на вход управления токоограничителя (резисторного оптрона) 3, имеющего небольшое внут- ренее сопротивление, параллельно которому может быть включен разрядный g резистор (не показан).

Напряжение на входе управления токоограничителя 3 изменяется по экспоненциальному закону и с заданной электронным ключом 9 скоростью изменения. В первый момент после поступления этого напряжения проходное сопротивление токоограиичителя 3 становится относительно небольшим, тем самым обеспечивается быстрый заряд конденсатора 4 до напряжения выхода входного элемента 1 через относительно малое сопротивление последнего, замкнутый ключ 2 коммутации тока и токопроводящий токоограничитель 3.

30

40

50

55

Затем проходное сопротивление то- коограничителя 3 увеличивается по закону изменения напряжения на его входе управления. Увеличение во времени проходного сопротивления токо- ограничителя 3 вызывает увеличение токоограничения в цепи перезаряда конденсатора 4 и рост эффективности сгла5кивания пульсаций, наложенных на постоянную составляющую электрического импульса, амплитудные значения которых с течением времени мало отклоняются от постоянной составляющей

По окончании времени действия входного электрического импульса напряжение на выходах входного-элемента 1, выпрямителя 20 и триггера Шмитта 21 исчезает. Это вызывает размыкание ключа 2 коммутации тока, затормаживание генератора 6 изменяющегося напряжения, увеличение проходного сопротивления токоограничите ля 3 до максимального и появление напряжения высокого уровня на выходе логического элемента НЕ 22, приводящего к замыканию ключа 5 коммутации выхода. Выделенная и задержанная на время действия электрического импульса постоянная составляющая с конденсатора 4 через ключ 5 коммутации в период межимпульсной паузы поступает на выход устройства. Цикл работы устройства по выделению постоянной составляющей электрического импульса и задержки ее пе редачи на время действия импульса на этом завершён и может повториться в том же порядке.

При использовании частотного сигнала управления, например, от специального генератора (не показан) во время действия одиночного импульса или же группы импульсов переключател 19 тока устанавливается в положение Частотное управление. При этом выход преобразователя 12 частота тока - напряжение соединен с входом управления электронного ключа 9 генератора 6 изменяющегося напряжения.

Частотный сигнал управления подается на вход формирователя 11 дельта-импульсов заданной амплитуды. Дельта-импульсы с выхода формирователя 11 уходят в преобразователь 12 частота тока - напряжение.

Преобразователь частоты импульсов в напряжение происходит следующим образом.

Под действием короткого импульса, поступающего от формирователя 11 дельта-импульсов, емкостные накопители 15 и 8 заряжаются через диод 17 до напряжения, обратно пропорционального их емкостям. После окончания импульса емкостный накопитель 15 быстро разряжается через диод 16 и

выход формирователя 11 дельта-импульсов. Емкостный накопитель 18 при этом удерживает (слабо, разряжась на вход управления электронного ключа 9) полученный заряд. Под действием второго

импульса емкостные накопители 15 и 18 снова заряжаются, но прирост напряжения на емкостном накопителе 18 теперь меньще. Таким образом, напряжение на выходе преобразователя 12

частота тока - напряжение возрастает с каждым импульсом ступенеобразно, а высота ступеней уменьшается. Наконец наступает равенство величин прироста напряжения и снижения его за

счёт разряда емкостного накопителя 18 на вход управления электронного ключа 9 и полное открывание ключа 9. В результате, чем больше частота сигнала управления, тем быстрее ключ 9

приходит в состояние полного открывания, тем самым быстрее происходит разряд запоминающего конденсатора 8 и меньше время малого токоограничения, в процессе выделения постоянной составляющей электрического импульса, подаваемого на вход устройства.

Как показано на чертеже, вход формирователя 11 дельта-импульсов также может быть соединен с выходом выпрямителя 20. В этом случае скорость изменения токоограничения оптроном 3 в цепи накопительного конденсатора 4 задается самой переменной составляющей электрического импульса и автоматически, т.е. без подключения специального генератора частоты тока. I

Внутреннее сопротивление выхода

входного элемента 1 - резисторного делителя напряжения, проходные сопротивления ключа 2, токоограничителя 3, ключа 5 и накопительный конденсатор 4 не задают условия полярности входного электрического импульса, в том числе при поступлении его, например,

от выпрямителя, тем самым обеспечивается возможность передачи с входа устройства на его выход в заданном масштабе постоянной составляющей разнополярных электрических импуль

сов, задержанных на время действия самих импульсов,

Формула изобретения

1. Устройство для выделения постоянной составляющей электрического импульса и задержки ее передачи на время действия импульса, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника напряжения и цепи нагрузки, интегратор, выполненный в виде установленного на его входе токоограни- чителя и соединенного с ним конденса тора, вторая обкладка которого соединена с общим выводом, а первая обкладка образует выход интегратора, а также первый и второй ключи коммутации, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности передачи постоянной составляющей, оно дополнительно снабжено входным элементом деления напряжения, генератором изменяющегося напряжения, блоком частотного и потенциального управления генератором, двухполупе- риодным выпрямителем, триггером Шмитта и логическим элементом НЕ, причем токоограничитель интегратора выполнен с возможностью бесконтактного управления, входной элемент деления напряжения включен между входным и общим выводами, первый ключ коммутации включен между соответствующим выходом входного элемента деления напряжения и входом интегратора, второй ключ коммутации включен между выходом интегратора и выходным выводом, выход генератора изменяющегося

Редактор П. Гереши

Составитель А. Кириллов

Тех{)ед М.ХоданичКорректор М. Демчик

Заказ 6301/55Тираж 659Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

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

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

10

15

616848

напряжения соединен с входом управления токоограничителя, двухполупери- одный выпрямитель подключен к выходу входного элемента деления напряжения и соединен выходом с входом триггера Шмнтта, выход которого соединен через логический элемент НЕ с входом управления второго ключа, а также непосредственно - с входом управления первого ключа и с входом запуска генератора изменяющегося напряжения, у которого вход управления скоростью изменения выходного напр яжения соединен с выходом блока частотного и потенциального управления.

2.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что генератор изменяющегося напряжения выполнен в виде установленного на входе запуска диодно-емкостного ключа переднего фронта импульса и последовательно с ним соединенных запоминающего конденсатора и электронного ключа, вход управления которого образует вход управления скоростью изменения выходного напряжения генератора.

3.Устройство поп, I, отличающееся тем, что блок частотного и потенциального управления генератором выполнен в виде формирователя дельта-импульсов заданной амплитуды из частотного сигнала управления, соединенного с ним преобразователя частоты тока в напряжение и подключенного к выходу преобразователя одного входа переключателя тока, второй вход которого является входом потенци 1льного сигнала управления,

а выход образует выход блока.

20

25

30

35

40

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в измерительной технике, системах автоматики и телесигнализации. Цель изобретения - повышение точн ости передачи постоянной составляющей. В устройстве осуществляется передача с входа на выход в заданном масштабе постоянной составляющей разнополярных электрических импульсов, задержанных на время действия самих импульсов. Эта передача осуществляется как при потенциальном, так и при частотном сигналах управления генератором 6 изменяющегося напряжения (ШН). За счет определенного режима работы до(Л