УСТРОЙСТВО ТЕРМОКОМПЕНСАЦИИ ДЛЯ ФЕРРИТ-ДИОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Советский патент 1968 года по МПК H03K17/14 

Феррит-диодные элементы, применяемые в автоматике, вычислительной и измерительной технике, с изменением температуры изменяют параметры импульса на выходе (длительность, амплитуды). Известен способ термокомпенсации путем подачи в дополнительную обмотку сердечника тока, поддерживающего заданный режим работы.

В предложенном устройстве термокомпенсация достигается путем введения в термостабилизируемые схемы специальных обмоток с изменяющимся от температуры током, изменение которого управляется такими же элементами, что и в рабочей схеме.

Устройство термокомпенсации содержит генераторы импульсов на ферритовых сердечниках, транзисторы и резисторы и отличается тем, что термокомпенсирующий дроссель содержит сердечники того же типа, что и рабочие, и две разнонаправленные обмотки этих сердечников соединены с обмотками рабочих сердечников и с эмиттерами двух транзисторов, включенных по схеме с общим коллектором, базы которых соединены с подключенными через диоды к источнику положительного смещения выходными обмотками сердечников генераторов импульсов, причем управляющие и входные обмотки сердечников генераторов подключены к источнику противофазных тактовых импульсов.

Предлагаемая схема термокомпенсации, кроме температурной стабильности амплитуды и длительности выходного тока, дает новый эффект: снижает зависимость амплитуды тока от материала сердечника, что позволяет снизить требования и точности используемых деталей.

Схема предложенного устройства термокомпенсации изображена на чертеже.

Сердечники У₁ и У₂ генератора импульсов имеют по две обмотки, подключенные к противофазным выходам источника тактовых импульсов, причем обмотка, являющаяся управляющей у одного сердечника, соединена с обмоткой питания другого сердечника, и наоборот; выходные обмотки сердечников через диоды, смещенные в обратном направлении, присоединены к базам соответствующих транзисторов Т₁, Т₂ и к резисторам (R₁ и R₂), вторые концы резисторов подключены к земле. Коллекторы транзисторов через малоомные сопротивления подключены к источнику коллекторного напряжения. Эмиттеры транзисторов имеют шины, пропущенные через термокомпенсирующий дроссель, состоящий из сердечников Др₁-Др_к, однотипных рабочим, причем шины пропущены навстречу друг другу. На выходе из дросселя шины пропущены через рабочие сердечники своей фазы питания.

Сердечники У₁ и У₂ являются генераторами импульсов, синхронных и синфазных импульсам питания, причем импульсы с сердечника У₁ соответствуют одной фазе питания, а импульсы с сердечника У₂ - второй.

Импульсы с выхода сердечников, протекая по сопротивлению параллельно включенных резистора (R₁ или R₂) и входного сопротивления транзистора (T₁ или T₂), создают падение напряжения, которое является возбуждающим для транзистора (T₁ или Т₂).

Импульсы с выхода У₁ и У₂ сдвинуты по фазе на 180° и имеют длительность тактовых импульсов. Эмиттерные повторители T₁ и Т₂ имеют характеристики генераторов напряжения, поэтому ток в выходной цепи будет зависеть от нагрузки. Нагрузкой эмиттерных повторителей являются рабочие ячейки и цепь термокомпенсирующих дросселей.

Чтобы величина тока в цепи термокомпенсации практически не зависела от изменения нагрузки в рабочих ячейках при изменении кода, число сердечников термокомпенсирующего дросселя следует выбирать на порядок больше числа рабочих сердечников либо при обслуживании большого числа сердечников ставить активный трансформатор сопротивления (например, транзистор по схеме с общей базой). Дроссель изготовлен из сердечников той же марки, что и рабочие сердечники во избежание недокомпенсации или перекомпенсации.

Характеристики генератора напряжения (эмиттерного повторителя) выбираются таким образом, чтобы сердечники дросселя перемагничивались по частному циклу петли гистерезиса, термокомпенсация с вариацией числа витков нежелательна в силу того, что технологически выгодно иметь в цепи термокомпенсации шину (один виток).

Как только отпирается эмиттерный повторитель, ток в его выходной цепи достигает коэрцитивных ампер-витков, до достижения этой величины сопротивление цепи термокомпенсации близко к нулю (активное сопротивление провода).

При изменении коэрцитивной силы с температурой изменяется и величина установившегося тока, так как сердечники начинают оказывать сопротивления при большем или меньшем значении тока. Можно скомпенсировать не только коэрцитивные ампер-витки, но часть коэффициента переключения, т.е. практически сделать независимыми от температуры импульсы сердечников в достаточно широком диапазоне температур.

Устройство термокомпенсации для феррит-диодных элементов, содержащее генераторы импульсов на ферритовых сердечниках, транзисторы и резисторы, отличающееся тем, что, с целью расширения температурного диапазона надежной работы феррит-диодных элементов, стабилизации амплитуд и длительностей тока на их выходе и снижения требований к материалу рабочих сердечников, оно содержит термокомпенсирующий дроссель из сердечников того же типа, что и рабочие, две разнонаправленные обмотки которых соединены с обмотками рабочих сердечников и с эмиттерами двух транзисторов, включенных по схеме с общим коллектором, базы которых соединены с подключенными через диоды к источнику положительного смещения выходными обмотками сердечников генераторов импульсов, причем управляющие и входные обмотки сердечников генераторов подключены к источнику противофазных тактовых импульсов.