Передающее устройство Советский патент 1988 года по МПК H03K3/17 

4 ГС

со. IND

со ел

1(1ределитель 2 и N каналов ключевого :|гсиления, каждый из которых состоит Из широтно-импульсЯого преобразова- teля 3, ключевого усилителя 4, фильтра нижних частот 5, вычитающего устройства 6, логического коммутатора 7, формирователя импульсов 8, датчика 9 tOKa и цепи 10 обратной связи. В предг j araeMOM устройстве реализована многоканальная широтно-импульсная моду- i ляцин, при которой частота изменения результирующего напряжения в п раз

превосходит частоту переключений каждого из каналов ключевого усиления. Уменьшение частоты переключений позволяет значительно улучшить энергетические характеристики устройства, обеспечение глубокой обратной связи по выходному току каждого канала ключевого усиления позволяет повысить надежность работы за счет уменьшения отклонения выходных токов каналов ключевого усиления, от номинального значения. 4 ил.

Изобретение относится к области геофизики и импульсной техники и ттред- назначено для использования при поисках сульфидных и магнетИтовых месторождений, а также для геоэлектрокар- тирования хорошо проводящих горных пород методом переходных процессов. Цель изобретения - повьтение надежности работы при уменьшении искажений. Передагацее устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, рас

-

Изобретение относится к геофизике

ik импульсной технике и предназначено ;|{ля использования при поисках сульфидных и магнетитовых месторождений, также для гeoзлeктpoкapт фoвiaния Хорошо проводящих горных пород методом переходных процессов.

Целью изобретения является повышение надежности работы при уменьше- Шш искажений.

На фиг, 1 приведена структурная |:хема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональные схемы вычита- {Цего устройства, широтно-импульсно- fo преобразователя, логического ком- 1||утатора и формирователя импульсов i на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы Напряжений, поясняющие работу устройства.

Передающее устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовьпс и пyль- Сов, распределитель 2 импульсов и N 1 аналов ключевого усиления, каждый из 1 оторых состоит из широтно-импульсно- преобразователя (ШИП) 3, ключево- йо усилителя 4, фильтр нижних частот (1ФНЧ) 5, вычитающего устройства 6, логического коммутатора 7, форьмрова- 8 импульсов, датчика 9 тока и це йи 10 обратной связи.

На фиг. 3 приведены эпюры напря- «ений для одного канала ключевого уси на выходе вычитающего устрой- 6 - Ufe , на входе синхронизации тип 3 - Ua, на выходе ШИП 3 - U , на выходах логического коммутатора 7 и

t.1

Uj t на выходах формирователя

8 импульсов - Up и кл;ючевого усили0

5

0

5

0

5

теля 4 - и, а также временные диаграммы выходного тока ключевого усилителя 41 и опорного пилообразного напряжения U, формируемого в широт- но-импульсном преобразователе 3.

На фиг. 4 приведены эпюры напряжений в предлагаемом устройстве при выполнении его по четырехканальной схеме: опорные напряжения в ШИП 1-4 входные сигналы ШИП 1-4 Ug , выходные напряжения ключевых усилителей 4,1-4,4, , суммарное выходное напряжение U и выходной ток i устройства.

Распределитель 2 импульсов предназначен для формирования N импульсных сигналов с периодом Т и временных сдвигов T/N. Распределитель 2 может быть выполнен на кольцевом счетчике.

ВБ1Читающее устройство 6 служит для формирования напряжения, пропорционального разности входного сигнала и сигнала обратной связи, величина которого соответствует величине выходного тока канала ключевого усиления. Вычитающее устройство 6 может быть вьтолнено на дифференциальном операционном усилителе (фкг. 3).

П{иротио-импульсный преобразователь 3 предназначен для формирования широтно-импульсного сигнала, длительность импульсов которого определяется величиной напряжения Ug, поступающего на вход ШИП 3, а фазовое положение определяется фаяой импульсной последовательности Ч, на его входе синхронизации (фиг. 3), ШИП 3 может

быть выполнен на интеграторе (операционный усилитель, охваченный цепью емкостной отрицательной обратной связью) и компараторе (фиг. 2),

Логический коммутатор 7 предназначен для формирования двух импульсных сигналов Ur.5 и;.г(фиг.З), спад которых соответствует положению фронта и спада шир.отно-модулированной последовательности импульсов Uj. Логический коммутатор 7 может быть вьшолнен на элементах И-НЕ и ИЛИ (фиг, 2),

Формирователь 8 импульсов формирует широтно-импульсный сигнал Ug по импульсным сигналам П , период которого совпадает с периодом опорного напряжения U независимо от ампли15 спорного напряжения Uq . Этим устраня- / ется возможность режима ВЧ возбуждения, а также достигается устойчивость усилителя синхронных помех. При этом глубина ООС в предлагаемом устройстве

туды ВЧ пульсаций на входе ПИП 3, Формирователь 8 вьтолняется на Б-9 триг- 20 бь1ть обеспечена более 20 дБ гере с инверсными входами,при сохранении его устойчивой работы/

Кпючевой усипитель 4 служит дпя. В результате сравнения разноствысокоэффективного усиления широтно-ных сигналов (Uu.() с опорными

модулированного сигнала Ug и-формиру- напряжениями (U -Un ), сдвинутыми ет на входе ФНЧ 5 разнополярное им- 25 во времени на Т/4, для четырехканальной системы (фиг. 5) формируется четыре импульсных напряжения (Ui-t-П),

пульсное напряжение U, (фиг. З) .Ключевой усилитель 4 может быть выполнен на полумостовом либо мостовом оконечном каскаде класса Д,

Датчик 9 тока канала усиления может быть вьтолнен резистивным и предназначен для формирования напряжения, пропорционального И)1ходному току ФНЧ 5, которое через резистивную цепь.10 обратной связи поступает на вход вычитающего устройства.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на входы

30

35

которые через ВНЧ 5 и датчики .9 тока поступают в нагрузку.

Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется, многоканальная ШИМ, при которой частота f изменения результирующего напряжения U в N раз превосходит частоту переключений fn каждого из каналовхключевого уси- ления. В частности, для четырехка- нальной системы f,4ff, . В предлагаемом устройстве уменьшение частоты переключений позволяет

вычитающего устройства 6, где сравни- 40 значительно улучшить его энергетнчес- вается с напряжением обратной связи, кие характеристики. пропорциональным выходному току ка- При. зтом обеспечение глубокой нала. Разностный сигнал Uб (фиг.З) обратной связи (более 20 дБ) по выходному току каждого канала усиления 45 позволяет значительно, в результате сравнения опорных напряжений (U поступает на вход ШИП 3, где сравнивается с опорным напряжением, формируемым в результате интегрирования .выходного напряжения U распределителя 2 импульсов, которое через разделительный конденсато р поступает на вход интегратора (фиг. 2). В результате ШИП 3 формирует импульсное напряжение

Us U4o l-bsign(Ue-U)j/2,

где Ujo - амплитуда импульсов.

При большой глубинно-отрицательной обратной связи (ООС) (более 10 дБ) скорость изменения ВЧ составляющих f сигнал а. Ug может превьпаать скоUp ) в ШИП 3 каждого из каналов уси ления, формируемых по выходным сигналам распределителя 2 импульсов с 50 временным сдвигом T/N, уменьшить отклонение их выходных токов от номинального значения и тем самым су- щественно повысить надежность работы.

eg Кроме того, обеспечение глубокой ООС по выходному току отдельных каналов позволяет значительно уменьпгить накопление суммарного выходного тока устройства, обусловленное неидерость спада либо нарастания (см. последний период импульсного сигнааа на фиг. 4) опорного напряжения U,, . В частно сти, при такой глубине ООС в известном устройстве имеет место ВЧ возбуждения ключевого усилителя.

В предлагаемом устройстве выходные сигналы ШИП 3 Uj и распределителя 2

и поступают на логический коммутатор, которьй формирует сигналы Uy и , соответствующие фронту и спаду сигнала с llttiM U , только, во время соответственно спада и нарастания

спорного напряжения Uq . Этим устраня- / ется возможность режима ВЧ возбуждения, а также достигается устойчивость усилителя синхронных помех. При этом глубина ООС в предлагаемом устройстве

бь1ть обеспечена более 20 дБ при сохранении его устойчивой работы/

30

35

которые через ВНЧ 5 и датчики .9 тока поступают в нагрузку.

Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется, многоканальная ШИМ, при которой частота f изменения результирующего напряжения U в N раз превосходит частоту переключений fn каждого из каналовхключевого уси- ления. В частности, для четырехка- нальной системы f,4ff, . В предлагаемом устройстве уменьшение частоты переключений позволяет

начительно улучшить его энергетнчес- кие характеристики. При. зтом обеспечение глубокой обратной связи (более 20 дБ) по выходному току каждого канала усиления позволяет значительно, в результате сравнения опорных напряжений (U Up ) в ШИП 3 каждого из каналов уси ления, формируемых по выходным сигналам распределителя 2 импульсов с временным сдвигом T/N, уменьшить отклонение их выходных токов от номинального значения и тем самым су- щественно повысить надежность работы.

Кроме того, обеспечение глубокой ООС по выходному току отдельных каналов позволяет значительно уменьпгить накопление суммарного выходного тока устройства, обусловленное неидеBjfod

Ри.г,2

V,

и.

в

fff Vn

4 j Ч

Vi.i

/X.

4 (4j

t{r

V л ,

V V V V

LJl.lJnjnj nj T LJLJlJlJ ir lJ-r- tJL fUlJ lJ irirTA.A:i