Имитатор импульсных помех Советский патент 1988 года по МПК H03K4/94 

1

Изобретение относится к электротехнике, точнее к устройствам для определения или Контроля степени помехозащищенности радиотехнических, цифровых и иных электронных устройств от импульсных помех.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей имитатора импульсных помех путем введения- регулировок амплитуды и длительности импульса, фазового сдвига импульса -по отношению к фазе сетевого напряжения и скорости нарастания напряжения, стабилизации параметров импульсного напряжения при емкостной или смешанной активно-емкостной нагрузке изменяющейся в широких пределах.

На фиг,1 изображена блок-схема устройства; на фиг,2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу имитатора импульсных помех,

Устройство содержит первьй источник 1 питания, выполненный, например, в виде выпрямителя 2 и конденсатора 3, подключенного параллельно выходу выпря -штеля, второй источник 4 питания, выполненный, например, в виде трансформатора 5 и конденсатора 6, подключенного параллельно вторичной обмотке трансформатора 5, резистор 7 с управляемым сопротивлением, первьй ключ 8, например транзисторный, диод 9 и второй ключ 10, например ти- ристорный, конденсатор 11, фильтр 12 нижних частот, выполненный, например, в виде Г-образного звена из резистора 13 и конденсатора 14, выходные шины 15 и 16 которого являются выходом имитятора импульсных помех, первый 17 и второй 1Я источники регулируемо0

5

0

5

0

5

0

го лостоянного напряжения, первый 19 и второй 20 компараторы, логический элемент И 21, формирователь 22 импульсов, генератор 23 линейно нарастающего напряжения, генератор 24 импульсов, блок 25 деления частоты, формирователь 26 одиночного импульса, блок 27 запуска, содержащий размыкающий ключ 28, первый 29 и второй 30 триггеры и логический элемент ИЛИ 31. Первая выходная шина первого источника 1 питания соединена через регулируемый резистор 7 с аналоговым входом первого ключа 8, управляющий вход которого соединен с выходом логического элемента И 21, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора 19, первый вход которого соединен с вторыми выходными шинами источников 1 и 4 питания, с анодом диода 9 и с аналоговым входом второго ключа 10, Катод диода 9 соединен с выходами первого 8 и второго 10 ключей, с первым вьгаодом конденсатора 11 и с первой входной шиной фильтра 12 нижних частот, вторая входная тина которого соединена с первой выходной шиной второ го источника 4 питания и с вторым вьшодом конденсатора 11. Выходы источников 17 и 18 регулируемого постоянного напряжения соединены соответственно с вторыми входами компараторов 9 и 20. Выходы второго источника 4 питания соединены с соответствующими входами формирователя 22 импульсов, прямой выход которого через генератор 23 линейно нарастающего напряжения соединен с первым входом второго компаратора 20, а инверсный ВЫ2ШД подключен к входу сброса второго триггера 30 и к первому входу логического элемента ИЛИ 31, второй вход которого соединен с выходом вто рого триггера 30, а выход подключен к управляющему входу второго ключа 10. Выход блока 27 запуска соединен с информационным, входом и входом сброса первого триггера 29, выход ко торого соединен с управляющим входом формирователя 26 одиночного импульса выход которого соединен с вторым вхо дом логического элемента И 21 и с входом синхронизации второго триггера 30, информационный вход которого соединен с входом синхронизации первого триггера 29 и с выходом второго компарато ра 20, Выход генератора 24 импульсов через блок 25 деления частоты соединен с тактовым входом формирователя 26 одиночного импульса. Вход-сброса первого триггера 29 выполнен инверсным. Выход фильтра 12 нижних частот соединен с выходными шинами I5 и 16 имитатора импульсных помех. На входы первого 1 и второго Д источников питания подается сетевое напряжение,

С целью автоматизации имитатора импульсных помех источники регулируе мого постоянного напряжения, блок запуска и блок деления частоты могут быть выполнены программно-управляемыми.

Имитатор импульсных помех работает следую1цим образом,

В исходном состоянии питающее напряжение переменного тока поступает на источники 1, 4, 17 и 18. Конденсатор 3 заряжен, к конденсатору 6 приложено переменное напряжение, формирователь 22 импульсов формирует из синусоидального входного напряжения С фиг,2а) два прямоугольных напряжения - синфазное с входным напряжением (|Ъиг,2б) и противофазное ему, Син Фазное прямоугольное напряжение поступает на генератор линейно нарастающего напряжения и синхронно с сетевым напряжением периодически запускает его (фиг„2в). Нарастающее напряжение сравнивается компаратором 20 с регулируемым постоянным напряжением источника 18 и в случае превышения первым второго поступает на триггеры 29 и 30 (фиг,2г). Ключ 28 блока 27 запуска в исходном состоянии замкнуТ} поэтому триггер 29 сброшен и блокирует прохождение импульсов напряжения (фиг.2ж), посту

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

пающих через блок 25 деления частоты от генератора 24 импульсов на формирователь 26 одиночного импульса, через этот формирователь. Поэтому триггер 30 будет сброщен первым после включения устройства импульсом на инверсном выходе формирователя 22 и далее будет сохранять сброшенное состояние. Напряжение прямоугольной формы, противофазное сетевому, с выхода формирователя 22 поступает через логический элемент 31 на ключ 10 таким образом, что каждые первые полпериода сетевого напряжения ток в нагрузку протекает через замыкаемый на это время ключ 10, а вторые полпериода - через диод 9, Поскольку на выходе формирователя 26 одиночного импульса импульсов нет, то логический элемент И 2 заперт и ключ 8 находится в разомкнутом состоянии, Таким образом, на выходных пганах 15 и 16 имеется переменное синусоидальное напряжение с небольшим запаздьгеа- нием по фазе относительно сетевого напряжения, обусловленным тремя фа- зосдвигающими элементами: внутренним активным сопротивлением источника 4 питания и емкостью конденсатора 6; сопротивлением открытого диода 9 или открытого ключа 10 и конденсатором П; фильтром 12 нижних частот. Выбором соответствующих параметров элементов можно сделать это запаздьгоа- ние по фазе сколь угодно малым (интервал ТО-Т1 на фиг,2),

При размьпсании ключа 28 блока 27 запуска (момент Т2 на фиг,2) на входах сброса и информационном триггере 2Q устанавливается уровень (Лиг,2д) и бликайгшй импульс с выхо-- да компаратора 20 (Фиг,2г) производит запись 1 в триггер 29, 1 на выходе триггера 29 (фиг,2е) разрешает формирователю 26 одиночного импульса выделение из входной серии (фиг.2ж) ближайшего импульса, равного по длительности полупериоду входной серии импульсов. Этот импульс (фиг,2з) в момент времени Т4 открывает логический элемент И 21 и напряжение 1 с выхода компаратора 19 поступает через элемент И 21 на ключ 8, что вызьгеает его замыкание. Ток через ключ 8 и резистор 7 закрывлет диод 9 и заряжает конденсатор 11 с г источника 1 питания до тех пор, пока обратное напряжение на диоде не превысит напряжение от источника 17 регулируемого постоянного напряжения. Как только это произойдет, на вьгхо- де компаратора устанавливается уро- г вень О и через элемент И 21 он размыкает ключ 8. После этого за счет обратной связи на диоде 9 поддерживается напряжение, примерно равное напряжению на выходе источника 17. tO При этом ключ 8 периодически замыкается и размыкается.(фиг,2л), По окончании импульса на выходе формирователя А (момент Т5 на Лиг,) ключ R за- крьгеается, в триггер ЗП записьтается tS ) (фиг,2и), которая через логический элемент ИЛИ 31 проходит на ключ 10 (фиг,2к) и открывает его, вызывая быстрьй разряд конденсатора 1 через источник 4 питания. Этим заканчивает- 20 ся формирование импульса. За счет последовательного соединения источников 1 и А формируемый импульс суммируется с синусоидальным напряжением (фиг,2м) и сумма после сглаживания - зубцов 25 на вершине импульса фильтром 12 поступает на выход устройства.

Применение в фильтре 12 индуктивных элементов нежелательно так как могут возникнуть резонансные явления,, ЗО нарушающие работу цепи обратной связи, поддерживающей заданную амплитуду импульсов (компаратор 19, элемент И 21 т ключ 8).

Выбирая емкости конденсаторов 3 и 5 6 болыпими, чем емкость конденсатора а его емкость большей, чем максимальная емкость нагрузки, можно обеспечить стабильность формы формируемого импульсного напряжения. Применение 40 стабильного генератора 2А, например, стабилизированного кварцевым резонатором по частоте, позволяет получить стабильную длительность основания импульса,, а применение стабилизирован- 5 ных источников 17 и 18 обеспечивает стабипьность соответственно амплитуды импульса и фазового сдвига его относительно фазы сети переменного тока.

импульса - изменением коэффициента деления делителя 25 частоты.

Формула изобретени

КИмитатор импульсных помех, содержащий первый и второй ключи, фор рователь импульсов, логический элемент И, первый и второй триггеры, к денсатор, выход первого ключа соеди нен с первым выводом конденсатора, формационный вход и вход сброса пер го триггера соединены между собой, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в , него введены регул руемый резистор, первый и второй ис точники питания, первый и второй ис точники регулируемого постоянного н пряжения, диод, фильтр нижних часто генератор линейно нарастающего напр жения, первый и второй компараторы блок запуска, генератор импульсов, блок деления частоты, формирователь одиночного импульса, логический эле мент ИЛИ, причем первая выходная ши первого источника питания соединена через регулируемый резистор с анало говым входом первого ключа, управля щий вход которого соединен с выходо логического элемента И, первьй вход которого соединен с выходом первого компаратора, первый вход которого соединен с второй выходной шиной пе вого источникга питания и с первой выходной шиной второго источника пи тания, с анодом диода и с аналоговы входом второго ключа, катод диода соединен с выходами первого и второ ключей и с первой входной шиной фил ра нижних частот, вторая входная ши на которого соединена с второй выходной шиной второго источника пита ния и с вторым вьшодом конденсатора выход первого источника регулируемо го постоянного напряжения соединен вторым входом первого компаратора, выход второго источника регулируемо

постоянного напряжения соединен с Регулировка фазового сдвига импуль 50 первым входом второго компаратора.

импульса - изменением коэффициента деления делителя 25 частоты.

Формула изобретения

КИмитатор импульсных помех, содержащий первый и второй ключи, формирователь импульсов, логический элемент И, первый и второй триггеры, конденсатор, выход первого ключа соединен с первым выводом конденсатора, информационный вход и вход сброса первого триггера соединены между собой, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в , него введены регул - руемый резистор, первый и второй источники питания, первый и второй источники регулируемого постоянного напряжения, диод, фильтр нижних частот, генератор линейно нарастающего напряжения, первый и второй компараторы, блок запуска, генератор импульсов, блок деления частоты, формирователь одиночного импульса, логический элемент ИЛИ, причем первая выходная шина первого источника питания соединена через регулируемый резистор с аналоговым входом первого ключа, управляющий вход которого соединен с выходом логического элемента И, первьй вход которого соединен с выходом первого компаратора, первый вход которого соединен с второй выходной шиной первого источникга питания и с первой выходной шиной второго источника питания, с анодом диода и с аналоговым входом второго ключа, катод диода соединен с выходами первого и второго ключей и с первой входной шиной фильтра нижних частот, вторая входная шина которого соединена с второй выходной шиной второго источника питания и с вторым вьшодом конденсатора, выход первого источника регулируемого постоянного напряжения соединен с вторым входом первого компаратора, выход второго источника регулируемого

Изобретение,может быть использовано для определения или контроля степени помехозащищенности радиотехнических устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Имитатор содержит ключи 8 и 10, элемент И 21, формирователь 22 импульсов и триггеры 28 и 30. В устройство введены источник питания, вьтолненный в виде вьтрямите- ля 2 и конденсатора 3, источник 4 питания, выполненный в виде трансформатора 5 и конденсатора 6, диод 9 и фильтр 12 нижних частот. Кроме того, введены источники 17 и 18 регулируемого постоянного напряжения, компараторы 19 и 20, генератор 23 линейно нарастающего напряжения, генератор 24 импульсов, блок 25 деления частоты. с (Л

са относительно сетевого напряжения осуществляется изменением выходного напряжения источника 18, регулировка амплитуды импульса - изменением выходного напряжения источника 17, регули-55 ровка длительности фронта импульса - изменением сопротивления резистора 7, регулировка длитешьности основания

выходы второго источника питания соединены с соответствующими входами 1Ор шрователя импульсов, прямой выход которого через генератор линейно нарастающего напряжения соединен с вторым входом второго компаратора, а инверснгда выход формирователя импульсов соединен с входом сброса второго

7

триггера и с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход соединен с управляющим входом второго ключа, выход блока запуска соединен с информационным входом первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом формирователя одиночного импульса, выход которого соединен с вторым входом логического элемента И и с входом синхрони- зации второго триггера, информационный вход которого соединен с входом синхрониза7Ц1и первого триггера и с выходом второго компаратора, выход генератора импульсов через блок деления частоты соединен с тактовым входом формирователя одиночного импульса, вход сброса первого триггера выполнен инверсным, выходы Лильтра нижних частот соединены с выходами имитатора- импульсных помех.

2,Имитатор по п,1, отличающий с я тем, что, блок запуска со- держит размыкающий ключ, выход которого является выходом блока запуска,

г 10

25

6252

питания содержит выпрямитель, параллельно выходу которого подключен конденсатор,

4,Имитатор non.l, отличающийся тем, что второй источник питания вьтолнен в виде трансформатора, параллельно вторичной обмотке которого подключен конденсатор,

5,Имитатор по п,1, отличающий с я тем, что первый ключ выполнен транзисторным, а второй ключ - тиристорным,

6,Имитатор поп,1, о тличаю- щ и и с я тем, что источники регулируемого постоянного напряжения, блок запуска, блок деления частоты и регулируемый резистор вьтолнены про- граммно-управляем1.ми,

7,Имитатор поп,1, отличающийся тем, что фильтр нижних частот содержит резистор и конденсатор, первый вьтод которого соединен с первой входной шиной фильтра и с первым выходом его, а второй вьшод - с вторым выходом фильтра и с первым вьшодом резистора, второй вывод которого соединен с второй входной шиной фильтра.

15

20