ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1968 года по МПК H03F3/04 

В известных фазочувствительных усилителях, предназначенных для переключения устройств релейного действия и состоящих из трех параллельных ветвей, в одну из которых включен транзистор, на переход эмиттер - база которого подается напряжение сигнала, а коллектор подключен к средней точке вторичной обмотки трансформатора, служащего источником опорного напряжения, и в каждую из остальных ветвей включена нагрузка и диод, анод которого подключен к одному из крайних выводов вторичной обмотки указанного трансформатора. При малых амплитудах входного сигнала величина напряжения на обмотке выходного релейного устройства может оказаться больше величины напряжения отключения и меньше величины напряжения включения, гарантируемых для этого релейного устройства. В таком случае, особенно в условиях механических воздействий (вибрация, удары, ускорения), происходит многократное включение и отключение релейного устройства, что снижает надежность его работы.

В предлагаемом фазочувствительном усилителе этот недостаток устранен. Достигается это тем, что в катодную цепь каждого диода введен фазоинвертирующий каскад с интегрирующей цепочкой на входе и с положительной обратной связью между его выходом и базой упомянутого транзистора, в эмиттерную цепь которого включен источник постоянного тока, являющийся одновременно источником питания для фазоинвертирующих элементов.

На чертеже показан один из возможных вариантов схемы предлагаемого усилителя.

Схема состоит из трех параллельных ветвей. В одну из ветвей включен транзистор Т₁ по схеме с общим эмиттером. В каждую из остальных ветвей включена нагрузка и диод, анод которого подключен к соответствующему выводу вторичной обмотки трансформатора Тр, служащего источником опорного напряжения.

Средняя точка вторичной обмотки этого трансформатора подключена к коллектору транзистора Т₁. Переменное напряжение сигнала подается на базу транзистора T₁. Нагрузками являются сопротивления R_н1 и R_н2, в качестве которых могут быть обмотки реле, магнитных усилителей и т.п.В цепь нагрузок R_н1 и R_н2 последовательно включены усилители постоянного тока на транзисторах Т₂ и Т₃ соответственно.

Резисторы R_см1, R_см2 и R_см3 служат для подачи отрицательного смещения от источника постоянного тока на базы транзисторов соответственно Т₁, Т₂, Т₃.

На входах усилителей постоянного тока включены интегрирующие цепочки, состоящие из прямого сопротивления диода Д₁ и емкости С₁ и из прямого сопротивления диода Д₂ и емкости С₂. Эти цепочки служат для предотвращения переключения транзисторов Т₂ и Т₃ с частотой опорного напряжения.

При помощи сопротивлений R_oc1 и R_oc2 осуществляется положительная обратная связь между выходом и входом схемы. Усилители постоянного тока, интегрирующие цепочки на их входах и положительные обратные связи, могут быть выполнены по другим известным схемам.

При появлении на входе фазочувствительной схемы сигнала, несколько превышающего ее порог чувствительности, произойдет срабатывание электроустройства релейного действия. При этом отрицательный полупериод напряжения сигнала на базе транзистора T₁ не вызовет заметного изменения его состояния, так как при отсутствии входного сигнала он уже был открыт током смещения от отрицательного полюса источника питания. Положительный полупериод частично закроет транзистор T₁ и тем самым уменьшит ток через тот диод, на аноде которого в данный момент действует положительный полупериод опорного напряжения. В результате этого уменьшится подзаряд конденсатора, включенного на базу соответствующего транзистора, что через несколько периодов (когда конденсатор успеет несколько разрядиться) приведет к уменьшению положительного смещения на базе этого транзистора. Транзистор частично откроется отрицательным смещением от источника постоянного тока, и через коллекторную цепь начнет проходить ток. Часть этого тока будет протекать через обмотку устройства релейного действия, а часть через соответствующее сопротивление обратной связи R_oc поступит на базу транзистора Т₁ и продолжит процесс его запирания. Это приведет к увеличению токов, проходящих через сопротивление R_oc и обмотку устройства релейного действия. Процесс будет развиваться лавинообразно, что приведет к тому, что даже при незначительном превышении величиной входного сигнала порога чувствительности транзистор Т₁ окажется полностью запертым, транзистор соответствующего фазе входного сигнала усилителя постоянного тока - полностью открытым, а через обмотку устройства релейного действия будет протекать ток, величина которого будет обеспечивать гарантируемое техническими условиями срабатывание.

В то же время цепь тока через диод в другой половине схемы, когда на его аноде действует положительный полупериод опорного напряжения, не прерывается, подзаряд конденсатора в этой половине схемы не прекращается, транзистор остается закрытым.

При изменении фазы сигнала на противоположную, благодаря симметричности схемы, правая часть ее будет работать, как левая, а левая, как правая в только что рассмотренном случае.

Фазочувствительный усилитель, предназначенный для переключения устройств релейного действия, состоящий из трех параллельных ветвей, в одну из которых включен транзистор, на переход эмиттер - база которого подается управляющее напряжение, а коллектор подключен к средней точке вторичной обмотки трансформатора, служащего источником опорного напряжения, и в каждую из остальных ветвей включена нагрузка и диод, анод которого подключен к одному из крайних выводов вторичной обмотки трансформатора опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности устройства, в катодую цепь каждого диода введен фазоинвертирующий каскад с интегрирующей цепочкой на входе и с положительной обратной связью между его выходом и базой упомянутого транзистора, в эмиттерную цепь которого включен источник постоянного тока, являющийся одновременно источником питания для фазоинвертирующих элементов.