Имитатор импульсных помех Советский патент 1989 года по МПК H03K4/00 

I . 1

I Изобретение относится к электро технике, а именно .к устройствам |для определения или контроля степе- I ни помехоз ащищенности радиотехничес- |ких, цифровых и иных электронных устройств от импульсных помех. I Цель изобретения - расширение I функциональных возможностей имитато- ipa импульсных помех путем введения регулировок амплитуды и длительности импульсов, фазового сдвига им- iпульса по отношению к фазе сетево- I го напряжения и скорости нарастания I напряжения, стабилизации параметров : импульсного напряжбния при емкост- I ной или смещенной активно-емкостной нагрузке, изменяющейся в широких пределах.

На фиг.1 представлена структурная I схема устройства; на фиг.2 - диаграм ; ма напряжений, поясняющая работу ими j татора импульсных помех. Имитатор импульсных помех содер- г жит первый источник 1 питания, выполненный, например, в виде выпрямителя 2 и конденсатора 3, подключенного параллельно выходу выпрямителя 2, второй источник 4 питания, выполненный, например, в виде трансформатора 5 и конденсатора б, подключенного параллельно вторичной обмотке трансформатора 5, резистор 7 с управляемым сопротивлением, первый ключ 8, например транзисторный, параллельно соединенные диод 9 и второй ключ 10, например тиристорный,, конденсатор 11, фильтр 12 нижних частот, выполненный например , в виде Г-образ- ного звена из резистора 13 и конденсатора 14, первая и вторая выходные шины 15 и 16 которого являются выходом имитатора импульсных помех, первый и второй ист.очники 17 и 18 регулируемого постоянного напряжения, первый и второй компараторы 19 и 20

Л13гический элемент И 21 , формирователь 22 импульсов, генератор 23 линейно нарастающего напряжения, последовательно соединенные генератор 24 импульсов, блок 25 деления частоты и формирователь 26 одиночного импульса, блок 27 запуска, содержащий ключ 28, первый и второй триггеры 29 и 30, логический элемент ИЛИ 31 и блок 32 задержки.

Первая выходная шина первого исг. точника 1 подключена к первому выводу резистора 7, второй вывод которого соединен с входом первого клю- 5 ча 8. Выход .последнего соединен с катодом диода 9, первым выводом кон- денса ора 11, первой входной шиной фильтра 12 и выходом второго ключа 10. Второй вывод конденсатора 11 0 соединен с второй входной шиной 8 фильтра 12 и первой выходной шиной второго источника 4, вторая выходная шина которого соединена с анодом диода 9, второй выходной шиной первого источника 3, входом второго ключа 10 и первым входом первого j компаратора 19. Второй вход последнего соединен с выходом первого источника 17.

Управляющий вход первого ключа 8 подключен к выходу логического элемента И 21, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора 19. Дополнительный выход второго ис- 35 точника 4.подключен к входу формирователя 22, прямой выход которого соединен с входом генератора 23. Выход последнего соединен с первым входом второго компаратора 20, второй вход 40 которого подключен к выходу второго источника 18.

Инверсный выход формирователя 22 подключен к входу сброса второго триггера 30, вход синхронизации которого подключен к выходу формировате5

20

1462470

ля 26. Вход синхронизации последнего в свою очередь, подключен к выходу первого триггера 29, Второй вход логического элемента И 21 подключен к выходу формирователя 26. Выход блока 27 соединен с информационным входом и инверсным входом сброса первого триггера 29.

Выход второго компаратора 20 подключен к входу блока 32. Инверсный выход формирователя 22 подключен к первому входу логического элемента ИЛИ 31, второй вход которого подключен к выходу второго триггера 30, а третий вход - к выходу блока 32. Выход второго компаратора 20 соединен с выходом синхронизации первого триггера 29 и с информационным входом второго триггера 30. Выход логического элемента ИЛИ 31 подключен к управляющему входу второго ключа 10.

Имитатор импульсных помех работает следующим образом.

В исходном состоянии питающее напряжение переменного тока поступает на источники 1, 4, 17, 18. Конденсатор 3 заряжен. К конденсатору 6 приложено переменное напряжение. Формирователь 22 формирует из синусоидального входного напряжения( диаграмма Q на фиг.2) два прямоугольных напряжения - синфазное с входным г.-. напряжением диаграмма & на фиг.2) и противофазное ему.

Синфазное прямоугольное напряжеп кие поступает на генератор 23 и, синхронно с сетевым напряжением, периодически запускает его (диаграмма Ь на фиг.2). Нарастающее напряжение сравнивается .компаратором 20 с регулируемым постоянным напряжением источника 18 и в случае превышения первым второго, импульс поступает иа триггеры 29 и 30 (диаграмма iiHa фиг.2).1 .

Ключ 28 блока 27 в исходном положении замкнут. Поэтому триггер 29 сброшен и блокирует прохождение, импульсов напряжения (диаграмма Ж на. фиг.2), поступающих через блок 25 от генератора 24 на формирователь 26, очерез этот формирователь. Поэтому триггер 30 сбрасывается первым после включения устройства импульсом на инверсном выходе формирователя 22 и далее сохраняет сброшенное состояние.

пр ми g че

та пе на на

10 пе но ме кл пи

15 и ли ги по ул та

ля эл ди

25 КИ и но ни на

30 зо ак и ле го

3g фи со то по ва

27 сб ус ра

45 пу аг пи хо фи од вх . бл те им

55 ры на

40

50

19 кл

0

Напряжение прямоугольной формы, противофазное сетевому, с выхода формирователя 22 поступает через логи- ческий элемент ИЛИ 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 под0 периода - через диод 9. При реактивной нагрузке возникает сдвиг фаз между током и напряжением в цепи ключа 10. Для предотвращения его запирания в момент времени, когда ток

5 и напряжение в его цепи имеют различные знаки, через блок 32 и логический элемент ИЛИ 31 на ключ 10 поступает отпирающее напряжение, улучшающее форму синусоидальной составляющей выходного напряжения.

Поскольку на выходе формирователя 26 импульсов нет, то логический элемент И 21 заперт и ключ 8 находится в разомкнутом состоянии. Та

5 КИМ образом, на выходных шинах 15 и 16 имеется переменное синусоидальное напряжение с небольшим запаздыванием по фазе относительно сетевого напряжения, обусловленным тремя фа0 зосдвигающими элементами: внутренним активным сопротивлением источника 4 и емкостью конденсатора 6} сопротивлением открытого диода 9 или открытого ключа 10 и конденсатором 11

g фильтром 12 нижних частот. Выбором соответствующих параметров элементов можно сделать это запаздывание по фазе сколь угодно малым (интервал ТО...Т1 на фиг..2).

При размыкании ключа 28 в блоке 27 (момент Т2 на фиг.2 на входах сброса и информационном триггере 29 устанавливается уровень 1 (диаграмма Т на фиг.2), и ближайший им5 пульс с выхода компаратора 20 (ди- аграмма г на фиг.2) производит запись 1 в триггер 29. 1 на выходе триггера 29 (диаграмма е на фиг.2) разрешает формирователю 26 одиночного имщшьса выделение из входной серии (диаграмма Ж на фиг..2) . ближайшего импульса, равного по длительности полупериоду входной серии импульсов. Этот импульс (диаграмма

5 на фиг.2) в момент времени Т4 о.тк- рывает логический элемент И 21, и напряжение 1 с вькода компаратора

0

0

19 поступает через элемент И 21 на ключ 8, что вызывает его замыкание.

Ток через ключ 8 и резистор 7 закры- вает диод 9 и заряжает ковденсатор 11 .от источника 1 до тех пор,пока обратное напряжение на диоде 9 не превышает напряжение от источника 17. Как только это происходит, на выходе компаратора 19 устанавливается уровень О, и через элемент И 21 он I размыкает ключ 8.

I После этого, за счет обратной свя- зи на диоде 9 поддерживается напряжение на выходе источника 17. При |эт6м ключ 8 периодически замыкается |и размыкается (диаграмма л на фиг.2), |По окончании импульса на выходе фор- мирователя 26 (момент Т5 на фиг.2) |ключ 8 закрывается, в триггер 30 за- |писывается логическая единица (ди- |аграммамна фиг. 2), которая через логический элемент РШИ 31 проходит |на ключ 10 (диаграмма к на фиг.2) и открывает его, вызывая быстрый раз- |ряд конденсатора 11 через источник 4. Этим заканчивается формирование |импульса. За счет последовательного соединения источников 1 и 4, формиру- I емый импульс суммируется с синусо- |идапьным напряжением (диаграмма м ;на фиг.2), и сумма после сглаживания зубцов на вергчине импульса фильтром 12 поступает на выход устройства.

; Применение в фильтре 12 индуктив- Iных элементов нежелательно, так как I могут возникнуть резонансные явле- |ния, нарушающие работу цепи обратной

ряжения осуществляется изменением выходного напряжения источника 18; регулировка амплитуды импульса с изменением выходного напряжения

источника 17, регулировка длительности фронта импульса - изменением сопротивления резистора 7; регулиров-. ка длительности основания импульса 10 изменением коэффициента деления делителя 25 частоты.

Помимо расширения функциональных возможностей и стабилизации формы импульса, преимуществом предлагаемо15 го имитатора импульсных помех по сравнению с известными является то, что суммирование импульсной и непрерывной составляющих выходного напряжения в нем осуществляется без

20 переходного конденсатора,- что позволяет формировать прямоугольные импульсы большой длительности без спада вершины, а применение блока задержки позволяет улучшить форму пе25 ременной составляющей выходного напряжения .

Формула изобретения

30 1. Имитатор импульснь х помех, содержащий первый источник питания, конденсаторы, регулируемый резистор, первый триггер, блок запуска и элемент И, выход которого соединен с

Зй управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с первым выводом конденсатора, о тли.чаюсвязи, поддерживающей заданную ампли- щ и и с я тем,.что,, с целью расширеряжения осуществляется изменением выходного напряжения источника 18; регулировка амплитуды импульса изменением выходного напряжения

источника 17, регулировка длительности фронта импульса - изменением сопротивления резистора 7; регулиров-. ка длительности основания импульса изменением коэффициента деления делителя 25 частоты.

Помимо расширения функциональных возможностей и стабилизации формы импульса, преимуществом предлагаемого имитатора импульсных помех по сравнению с известными является то, что суммирование импульсной и непрерывной составляющих выходного напряжения в нем осуществляется без

переходного конденсатора,- что позволяет формировать прямоугольные импульсы большой длительности без спада вершины, а применение блока задержки позволяет улучшить форму переменной составляющей выходного напряжения .

Формула изобретения

1. Имитатор импульснь х помех, содержащий первый источник питания, конденсаторы, регулируемый резистор, первый триггер, блок запуска и элемент И, выход которого соединен с

управляющим входом первого ключа, выход которого соединен с первым выводом конденсатора, о тли.чаю

Изобретение относятся к электротехнике и может быть использовано для контроля помехозащищенности аппаратуры. Цель изобретения - расши-5; рение функциональных возможностей путем введения регулировок амплитуда, длительности и фазового сдвига импульсов о помех. Устройство содержит источник 1 питания, регулируе- мьй резистор 7, триггер 29, блок 27 запуска, элемент И 21. В устройство введены источник 2 питания, фильтр 12 нижних частот, источники 17, 18 регулируемого постоянного напряжения, компараторы 19, 20, формирователь 22 импульсов, генератор 23 линейно нарастаняцего напряжения, генератор 24 импульсов, блок 25 деле-гт ния частоты, формирователь 26 одиночного импульса , триггер 30, элемент ИЛИ 31 и блок 32 задержки. (Л

туду импульсов (компаратор 19, элемент И 21 и ключ 8),

Выбирая емкости конденсаторов 3 и 6 большими, чем емкость конденсатора 11, а емкость конденсатора 11 - большей, чем максимальная емкость

ния функциональных возможностей, 40 него введены второй ключ, формиро т.ель импульсов, второй триггер, а также второй источник питания, пе вый и второй источник регулируемо постоянного напряжения, диод, фил

нагрузки, можно обеспечить необходи-.; 45 нижних частот, генератор линейно

мую стабильность формы формируемого импульсного напряжения. Приме.ненйе стабильного генератора 24, например, стабилизированного кварцевым резонатором по частоте, позволяет .получить стабильную длительность основания импульсов, а применение стабилизированных источников 17 и 18 обеспечивает стабильность соответственно амплитуды импульсов и фазового сдвига его относительно фазы сети переменного тока.

Регулировка базового сдвига импульса относительно сетевого напния функциональных возможностей, в 40 него введены второй ключ, формирова- т.ель импульсов, второй триггер, а также второй источник питания, первый и второй источник регулируемого постоянного напряжения, диод, фильтр

0

5

нарастающего напряжения,.первый и второй компараторы, генератор импульсов, блок деления частоты, формирователь одиночного импульса, логический элемент ИЛИ, блок задержки, причем первая выходная шина второго источника питания соединена с вторым выводом конден сатора, первая выходная шина первого источника питания соединена .через регулируемый ре- яистор с входом первого ключа, первый вход элемента И соединен с выходом первого компаратора первый вход которого подключен к вторым выходным шинам источников питания и к аноду диода, параллельно которому подключен второй ключ, катод диода соединен с выходом первого ключа и с первой входной шиной фильтра нижних частот, вторая входная шина которого соединена с вторым выводом конденсатора, первый вход второго компаратора соединен с выходом генератора линейно иарастакщего напряжения, выходы источников регулируемого постоянного напряжения соединены соответственно с вторыми входами компараторов, дополнительный выход второго источника питания подключен к входу формирователя импульсов, прямой выг. ход которого соединен с входом генератора линейно .нарастающего напряжения, а инверсный выход подключен к входу сброса второго триггера и к первому входу логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход подключен- к управляющему входу второго ключа, выход блока запуска соединен с информационным входом и входом сброса первого триггера, выход . которого подключен к управляющему входу формирователя одиночного импульса, выход которого соединен с вторым входом логического элемента И и с входом синхронизации второго триггера, информационный вход которого подключен к входу синхронизации0 первого триггера и к выходу второго компаратора, выход генератора импульсов через блок деления частоты соединен с тактовым входом формиро- вателя одиночного импульса, вход бло15 ка задержки подключен к выходу втр- рого компаратора, выход блока задержки подключен к третьему входу логического элемента ИЛИ, при зтом вход сброса первого триггера выпол20 ней инверсным, выход фильтра нижних частот является выходом имитатора импульсных помех, .

2, Имитатор по п.1, отличающий с я тем, что второй источ25 ник питания выполнен в виде трансформатора, параллельно вторичной обмотке которого подключен конденсатор.

s

и

uI I I

h П n.n rl nhjjjn

l p .

i/

и

I

ТО

ТГ 72

Фиг, 2

X t

I

nj

I

П П nl П ifl г

nJ

II

II П

4U4

II II

й

П

7Г