НУЛЬ-ОРГАН ДЛЯ МАГНИТНЫХ АНАЛОГОВЫХ РЕГУЛИРУЮЩИХ И ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ Советский патент 1971 года по МПК G05B1/01 

Предложение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны нуль-органы магнитных аналоговых регулирующих и запоминающих устройств, содержащие интеграторы, ключ, усилитель импульсов, импульсный, активный фазовый детектор, импульсный усилитель мощности и генератор прямоугольных им-пульсов.

Предложенный нуль-орган отличается тем, что в нем интегратор входного сигнала через управляемые от генератора прямоугольных импульсов последовательно соединенные ключ, усилитель импульсов и активный фазовый детектор подключен ко входу другого интегратора, выход которого через импульсный усилитель мощности присоединен к обмотке управления магнитного аналогового регулирующего и запоминающего устройства.

Это позволило повысить стабильность и расширить динамический диапазон изменения сигналов.

На фиг. 1 приведена блок-схема нуль-органа; на фиг. 2 - его принципиальная схема с детектором асимметричного сигнала.

Блок-схема нуль-органа содержит входной ключ / на полупроводниковых триодах, усилитель импульсов 2, импульсный активный фазовый детектор 3, интегратор 4, импульсный) усилитель мощности 5, генератор 6 прямоугольных импульсов, источник питалия 7, а

также детектор асимметричного сигнала 5 (магнитное аналоговое регулирующее и запоминающее устройство) и генератор высокой частоты 9.

Исходное состояние схемы после подачи напрялтения питания следующее: генератор 6 вырабатывает импульсы прямоугольной формы разной амплитуды, которые поступают на зажимы W и 11 и 12 и 13 для управления полупроводниковым ключом 1 па транзисторах 14 и 15 и резисторах 16-19 и питания импульсного детектора 3 на транзисторах 20 и 21, усилитель с общей базой па транзисторе 22 выставляется, режимными сопротивлениями 23 24 ъ класс А, транзисторы 20 и 21 открыты (на их коллекторах напряжения близки к нулю), а транзисторы 25 и 26 импульсного усилителя 5 закрыты.

Особе,н,ностью применяемого усилителя 5 является то, что в связи с необходимостью максимальной стабильности и большого коэффициента усиления в нем первый каскад па трапзисторе 27 выбран с общим коллектором (необходимость ,пазванного каскада отпадает с применением механического или пленочного ключей ), второй каскад ,на транзисторе 22 - с общей базой, а третий на транзисторе 28 - с общим коллектором с трансформаторным выходом через трансформатор 29. Указанное включение усилительных

каскадов устраняет нестабильность коэффициента усилениа каждого каскада в отдельности.

При подаче постоянного напряжения на зажи.мы 30 и 31 конденсатор 32 заряжается до максимального значения. В это же время через резистор 33 заряжается конденсатор 34, емкость которого много меньше емкости конденсатора 32. Прямоугольные управляющие импульсы поступают на ключ на транзисторах 14 и /5 и резисторах 16-.19 с большой скв ажностью. Величина емкости конденсатора 34 подобрана таким образом, что за наузу (время между двумя стоящими импульсами) она успевает зарядиться до максимального значения входного сигнала, когда ключ на транзисторах 14 -л 15 резисторах 16-19 закрыт.

С поступлением импульса на указанный ключ, последний открывается, и конденсатор 34 через его внутреннее сопротивление разряжается на сопротивление резистора 35. На резисторе 35 появляется импульс напряжения, длительность которого определяется временем открытого состояния ключа на транзисторах 14 к 15 и резисторах 16-19. Далее этот имнульс напряжения через конденсатор 36, эмиттерный повторитель на транзисторе 27 и конденсатор 37 поступает на вход усилителя на транзисторе 22 с общей базой. С выхода усилителя на транзисторе 22 через конденсатор 38 и эмиттерный повторитель на тр.анзисторе 28 импульсный сигнал поступает на первичную обмотку импульсного трансформатора 29. Со вторичной обмотки трансформатора 29 импульс поступает на базы транзисторов 20 и 21. В зависимости от полярности импульса на выходе транзисторов 20 и 21 закрывается либо первый, либо второй транзистор. Синхронно с импульсным сигналом подается напряжение питания транзисторов 20 и 21. Это необходимо для устранения вредного влияния импульсов обратной полярности основного сигнал1а, так как но окончании действия основного сигнала импульсы обратной полярности при питании усилителя на транзисторах 20 и 21 постоянным током проходили бы на выход нуль-органа и приводили бы в неработоспособное состояние детектор асимметричного сигнала 8 на магнитном аналоговом регулирующем и запоминающем устройстве 39.

Таким образом, на транзисторах 20 и 21 происходит импульсное детектирование. Примененный активный импульсный детектор на этих транзисторах обладает следующими достоинствами: большим и независимым от р транзисторов 20 и 21 коэффициентом усиления по напряжению; большим входным сопротивлением, так как один из переходов «эмиттер-база для сигнала всегда за,крыт. При имеющемся сигнале на входе нуль-органа между коллекторами транзисторов 20 и 21 всегда будет импульсный сигнал, который через резистор 40 поступает на интегратор, состоящий из стабилитронов 41 к 42 ti конденсатора 43. С инте.гратора импульсный сигнал через стабилитроны 44 и 45 поступает на первичные обмотки трансформаторов 46 и 47, 5 последовательно включенных и зашунтированных диодами 48 и 49. Стабилитроны 44 и 45 необходимы для получения нарастающего импульсного сигнала, диоды 48 к 49 - для выбора полярности сигнала. Трансформатор

0 46 может передавать импульсы отрицательной, а трансформатор 47 - положительной полярности по отношению к коллектору транзистора 21. В зависимости от полярности входного сигнала открывается транзистор 25

5 или 26 усилителя мощности, и на вторичной обмотке трансформатора 50 появляется напряжение той же полярности, что и входной сигнал. В результате этого через управляющую обмотку магнитного аналогового регулирующего и запоминающего устройства 39 потечет импульсный ток определенного направления, который намагнитит управляющий сердеч ник 51 в определенном направлении до заданной- величины. Диоды 52 и 53 служат

5 для защиты транзисторов 25 и 26 от перенапряжений, вызванных э.д. с. самоиндукции. Пуль-орган имеет большое входное сопротивление, которое определяется следующим образом.

0 В статическом состоянии сопротивление открытого ключа на транзисторах 14 и 15 приближенно можно считать равным (сонротивление резистора 33, если не учитывать переходные процессы. При закрытом

ключе RBS. с. В динамическом состоянии входное сопротивление р-авно вх BiQ, где Q - скважность, т. е. отнощение периода следования импульсов к длительности имQЕсли учесть, что Q т.

пульса

то при Rzs 2,4 к, Q - 1000, получим R33, Q « 2,4-106 ом.

При построении названного нудь-органа используется эффект асимметричного выпрямления, что позволяет получать большие выходные импульсные токи (десятки ампер) для управления магнитным аналоговым регулирующим и запоминающим устройством 39 при малых токах (порядка с) на входе, а также в значительной степени уменьшать число витков управляющего сердечника 51 (до нескольких витков), что позволяет изготавливать магнитное аналоговое регулирующее и запоминающее устройство 39 в пленочном исполнении. Суть эффекта асимметричного выпрямления заключается в том, что на нелинейный элемент с симметрич-ной вольтамперной характеристикой, подводится некоторое напряжение асимметричной формы

с равными площадями вольтсекундных полуволн. Тогда ток но отношению к напряжени,ю будет искажен-в нем ноявится постоянная составляющая, знак которой определяется полярностью асимметричного напряжения

Предмет изобретения

Нуль-орган для магнитных аналоговых регулирующих и запоминающих устройств, содержащий интеграторы, 1ключ, усилитель импульсов, импульсный активный фазовый детектор, импульсный усилитель мощности и генератор прямоугольных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности и расширения динамического диапазона изменения сигналов, в нем интегратор входного сигнала через управляемые от генератора прямоугольных импульсов последовательно соединенные ключ, усилитель импульсов и активный фазовый детектор подключен ко входу другого интегратора, выход которого через импульсный усилитель мощности присоединен к обмотке управления магнитного аналогового регулирующего и запоминающего устройства.

.

-L.