Магнито-транзисторный генератор с управляемой частотой Советский патент 1974 года по МПК H03K9/00 

1

Изобретение относится к измерительным преобразователям с частотной модуляцией входного сигнала.

Известны магнито-транзисторные генераторы с управляемой частотой, содержащие двухтактный транзисторный усилитель и цепь управляемой обратной связи.

Целью изобретения является получение двустороннего ограничения частоты выходного напряжения.

Это достигается тем, что в цепь обратной связи усилителя включены управляемый внешним сигналом широтно-импульсный модулятор, состоящий из коммутирующего транзистора и однотактного магнитного усилителя с самонасыщением, и формирователь импульсов постоянной длительности, состоящий из коммутирующего транзистора и насыщающегося трансформатора, выходные обмотки которых через развязывающие диоды, включенные по схеме «ИЛИ, подсоединены к базам транзисторов двухтактного усилителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого магнито-транзисторного генератора с управляемой частотой; на фиг. 2 - эпюры напряжений генератора; на фиг. 3 - принципиальная схема генератора.

Магнито-тра,нзисторный генератор с управляемой частотой содержит двухтактный усилитель 1 с трансформаторным выходом; цепи

обратной связи, состоящие из широтно-импульсного модулятора 2 и формирователя 3 импульсов постоянной длительности; схему «ИЛИ 4, которая суммирует выходные напряжения модулятора 2 и формирователя 3.

Двухтактный усилитель 1 состоит из транзисторов 5 и 6 и трансформатора 7, к обмотке 8 которого подключается нагрузка. От обмоток обратной связи 9-12 питаются соответственно широтно-импульсный модулятор 2 и формирователь 3.

Для возбуждения схемы генератора при включении напряжения питания между базами и коллекторами противоположных транзисторов двухтактного усилителя 1 включены резисторы 13 и 14. Резисторы 15 и 16, включенные между базами транзисторов 5 и 6 двухтактного усилителя 1 и положительным полюсом 17 источника напряжения смещения, необходимы для создания запирающего напряжения на базе того из транзисторов 5 или 6 двухтактного усилителя 1, на входе которого в данный полупериод отсутствуют однополярные выходные импульсы широтно-импульсного модулятора 2 и формирователя 5.

Широтно-импульсный модулятор 2 состоит из однотактного магнитного усилителя 18 с самонасыщением и коммутирующего транзистора 19. Сердечники 20 и 21 магнитного усилителя 18 содержат базовые обмотки 22 и 23,

рабочие обмотки 24 и 25, обмотки управления 26 и 27, обмотки смещения 28 и 29 и выходные обмотки 30 и 31.

Формирователь 3 состоит из насыщающегося трансформатора 32 и коммутирующего транзистора 33. Насыщающийся трансформатор 32 выполнен на одном сердечнике 34 с двумя рабочими обмотками 35 и 36, двумя-базовыми обмотками 37 и 38 и двумя выходными обмотками 39 и 40.

По способу согласования обмоток сердечников магнитного усилителя 18 и насыщающегося трансформатора 32 с коммутирующими транзисторами 19 и 33 широтно-импульсный модулятор 2 и формирователь 3 аналогичны.

Широтно-импульсный модулятор 2 и формирователь 3 открываются напряжением, подаваемым с обмоток 10 и 11 трансформатора 7 через диоды 41-44 и резисторы 45 и 46 соответственно. Кроме того, в схему щиротноимпульсного модулятора 2 входят диоды 47- 51, а в схему формирователя 3 диоды 52-56.

Схема «ИЛИ 4 выполнена на диодах 57-60.

В определенный момент времени начинается рабочий полупериод для сердечника 20 и управляющий для сердечника 21 магнитного усилителя 18. Коммутирующий транзистор 19 открыт напряжением, снимаемым с обмоток 10 и 11 трансформатора 7 и подаваемым на базу этого транзистора через диоды 41 и 42 и токоограничивающий резистор 45. Пока сердечник 20 не насыщен, э. д. с. на базовой обмотке 22 уравновешивается э. д. с. обмотки 11 трансформатора 7, и цепь запирания (в которую в данный полупериод входят: обмотка 22 магнитного усилителя 18, обмотка И трансформатора 7 и диод 48) отключена от базы коммутирующего транзистора 19.

На выходной обмотке 30 сердечника 20 наводится напряжение такой полярности, что открывает диод 57 и поддерживает транзистор 6 двухтактного усилителя 1 в открытом состоянии.

Пусть в момент времени (эпюры напряжения 2 б) сердечник 20 насытился. При этом резкое увеличение коллекторного тока транзистора 19 сопровождается отпиранием диода 48 в цепи запирания, резким уменьшением тока базы и форсированным запиранием коммутирующего транзистора 19. Если сердечник 34 насыщающегося трансформатора 32 к моменту времени ti не достиг режима насыщения, то базовый ток транзистора 6, обеспечиваемый напряжением с обмотки 39 трансформатора 32, должен поддерживать транзистор 6 в режиме насыщения в момент времени ti, чтобы не допустить ложного срабатывания генератора.

В момент запирания транзистора 19 рабочая обмотка 24 сердечника 20 отключается от питающего напряжения (им является Up сумviapHoe напряжение на обмотках 9 и 10 трансформатора 7). Резкое уменьшение намагничивающего тока вызывает в этот момент времени появление э. д. с. противоположной полярности на обмотках сердечника 20, а также и сердечника 21 (из-за взаимного влияния обмоток сердечников через общие цепи смещения и управления).

Импульс напряжения, обусловленный э.д. с. самоиндукции при насыщении сердечника 20 и наведенный в обмотке 31 сердечника 21,

имеет полярность, необходимую для отпирания транзистора 5 двухтактного усилителя 1, поэтому он также может вызвать ложное срабатывание схемы. Для устранения этого недостатка вводится

цепь шунтирования рабочей обмотки насыщенного сердечника через диод 47, включенный между минусом источника питания и коллектором транзистора 19. Если рабочее напряжение равно напряжению питания, то э.д.с. самоиндукции будет практически равна нулю. Если сердечник 34 трансформатора 32 насыщается раньще момента времени ti (эпюры фиг. 2а), то насыщение сердечника 20 приводит к запиранию

транзистора 6 двухтактного усилителя 1, потому что нарастание его коллекторного тока сопровождается в данном случае и уменьшением до нуля базового тока.

Обмотки смещения 28 и 29 в магнитном

усилителе 18 необходимы для получения минимального значения частоты

/ fun при токе управления /у ly-vw

Минимальное значение частоты /мин зависит от параметров магнитного усилителя 18 в широтно-импульсном модуляторе 2.

При .мин сердечники 20 и 21 магнитного усилителя 18 не насыщаются в рабочий полупериод и

/

/ми

т(уЗ)

При дальнейшем уменьшении тока управления сердечники 20 и 21 магнитного усилителя 18 могут начать насыщаться в управляющий полупериод. Чтобы это не привело к сбою в работе широтно-импульсного модулятора 2 необходимо, чтобы общие цепи смещения и управления были достаточно высокоомными.

Максимальное значение частоты /макс зависит от параметров трансформатора 32, т. е.

-«- 4В„()ф

Выходные обмотки широтно-импульсного модулятора 2 и формирователя 3, имеющие синфазные напряжения, через развязывающие диоды 57-60 соединяются попарно и подсоединяются к базам транзисторов 5 и 6 двухтактного усилителя 1.

Предмет изобретения

Магнито-транзисторный генератор с управляемой частотой, содержащий двухтактный транзисторный усилитель и цепь управляемой обратной связи, отличающийся тем, что, с целью получения двустороннего ограничения частоты выходного напряжения, в цепь обратной связи усилителя включены управляемый внешним сигналом широтно-импульсный модулятор, состоящий из коммутирующего транзистора и однотактного магнитного усилителя с самонасыщением, и формирователь импульсов постоянной длительности, состоящий из коммутирующего транзистора и насыщающегося трансформатора, выходные обмотки которых через развязывающие диоды, включенные по схеме «ИЛИ, подсоединены к базам транзисторов двухтактного усилителя.

а

1ш,. шин

%/х Ф

J

г.т

la {. и,„

енгр грнер

tiriT

fuz.1

5б/х. шин

гьл

- f

W LTD

йЬn.

4

ф