Автосинхронизационный измерительный генератор Советский патент 1975 года по МПК G01K7/34 

1

Изобретение относится к области измерительной техйики.

Известен автосинхранизадиоННый измеритель} ый генаратор, содержащий резона-иены и контур и мультиЕибратор, образованный последовательным соединением наконнтельной индуктиВНОСтн и двухполюсника с отрицательным сопротивлением типа Л , (в котором катушка индуктивности мультивибратора н)1дукшвно связана с контуро:м.

Однако известный генератор обладает небольшой мощностью и, недостаточной для некоторых случаев стабильностью.

Целью изобретения является увеличение стабильности и мощности тенератора.

Для зтото Д1вух1полюсник выполнен в виде трех параллельных цепей: первая - утравляемый .генератор тока на транзисторе; вторая- IB виде (peswcTHiBHO ro усилителя с делителем на входе, верхнее плечо которого образовано последовательным соединением стабилитрона и резистора, а .нижнее - резистором, при этом выход резистивного усилителя соединен с входом генератора тока; третья- Образована последовательно включенными стабилитроном 1и резистором.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагавмого устройства; на фиг. 2 - его вольт-амперная характеристика.

2

Предлагаемый генератор содержит источник 1 питания, накопительную индуктивность 2, резонанс)1ый 3 и двухполюсник 4 с отрицательным сопротивлением типа Л . Последовательно соединенные источник 1 питания, индуктивность 2 н двухполюсник 4 образуют .мультивибратор.

Незонансный 1контур 3 со стоит из индзкти Вности 5 и конденсатора 6. Управляемый генератор тока выполнен на транзисторе 7. Ограничивающий резистор 8 включен между коллектором транзистора 7 и индуктивностью 2. Эмиттер транзистора 7 подклю чен к источнику 1 питания. База транзистора 7 через

резистор 9 присоединена к индуктивности 2. Резистивный усилитель выполнен на транзисторе 10, коллектор которого подключен к базе транзистора 7, эмиттер транз1истора 10 соединен с источником 1 питания. Резистор

обратной связи 11 подключен 1между коллектором транзистора 10 и его базой. Базовая цепь транзистора 10 состоит из резистора 12, включенного между базой транзистора 10 и источником 1 питания резистора 13, включенного между базой транзистора 10 и стабилнтронод 14, 1конец которого подключен к накопительной индуктивносл 2.

Стабилитрон 15 подключен между индуктивностью 2 и резистором 16, другой конец

которого подключен к источнику питания 1.

Генератор раоотает следующим о бразом.

При включении источника 1 через индукти В.ноСть 2 начинает зарастать ток по закону, близкому iK экопоненциальнсафу. TQIK и ар а стает по цепи: MCT04.HH« 1 питания - индужтивность 2-резистор 9-оереход база-эмиттер траизистора 7. Одновременно ток течет и через коллекторную цепь транзистора 7. При этом 1Изобрал ающа.я точка движется по nepiBOMy восходящему участку вольт-амперной характеристики двухполюсника 4 (фит. 2). Напряжение «а зажимах 17, 18 двухполюсника 4 при этом 1меньще напряжения пробоя стабилитропов 14 и .15. При токе иидуктивности 2, равном /i, напряжение иа зажимах 17, 18 двухполюсника 4 достигает значения Ui, соответствующего пробою стабилитрона 14. При этом через стабилитрон 14 и резистор 13 начинает протекать базо)вый ток транзистора 10, что приводит к падению напряжения на его коллекторе и уменьщеа-гию базового и коллекторного токов транзистора 7. Ток через зажимы 17, 18 начинает уменьшаться, а напряжение продолжает расти. При этом формируется падающий участо1К II зол ьт- а МП ерной хар актеристики дну хпо л юспика 4. Так как ток через индуктивНО€ть 2 не может резко уменьшиться, он заряжает емкость, всепда присутствующую между зажимами 17, 18 двухполюсника 4 (емкость на фиг. 1 не показала).

НапрЯЖение на зажимаХ 17, 18 скачко1М возрастает до значения L/s (фт 2). На напряжении t/2 (фиг. 2) пробивается стаб1илитрон 15 и через цепь: стабилит1рон 15 - резистор 16 начинает течь ток.

Так как напряжение источника 1 меньше Uz и больше чем f/i, т. е. находится на падающем участке вольт-амперной характеристики двухполюсника 4, ток через двухполюсник 4 начинает спадать, причем изображающая точ1ка движется по третьему уча СТ1ку вольтамперной характеристики. Наклон третьего участка определяется в основном величн.ной резистора 16.

Спадание тока продолжается до величины /2, соответствующей напряжению Uz на зажимах 17, 18. При этом напряжении стабилитрон 15 перестает проводить и вновь начинает деформироваться участок II вольтамперной характеристики двухполюснИКа 4, им еЮЩИй дМфферендиальное отрицательное сопротивление. Так как ток через индуктивность 2 не 1может увеличи вать;ся окачком, начинается перезаряд емкости, имеющейся между залсимами 17, 18. Это приводит к быстрому перемещению изображающей точки на первую восходящую ветвь вольт-амперной характеристики двухполюсника 4.

Далее процесс повторяется. Таким образом,

в цепи, 0 бразоваииой источником I, индуктивностью 2 и двухполюсНИКОА 4, устанавливаются релаксационные автоколебания с некоторой частотой /1. Импульсы напряжения, возникающие при этом на индуктивности 2, навоДят в ИНДуктивнести 5 на1пря кение частоты /1. При собствеИНой частоте контура 3 равной /2, причем , происходит постепенное увеличение напряжения на контуре 3. Напряжение контура 3 с частотой /2 транСфОрмируется в индуктивность 2. толыко величина вносимого напряжения с частотой fz в сумме с напряжением источника 1 питания достигнет величины, превыщающей Uz, либо

меньшей L/i, генератор перехоДит в режим автосинхронизации, то есть релаксационные Колебания скачком изменяют частоту с /i на частоту близкую к fz. Близость частоты синхронных колебаний к величине fz, что весьма

важно для из,мерительны,х преобразователей, зави(сит в значительной степени от величины коэффициента Связи между И1Ндукти(В1ностЯ(МИ 2 и 5.

Уменыщение коэффициента связи приближает частоту синхронных колебаний К fz, однако при Определенном минимальном значении невоЗможно существование синхронного режима. ВелИЧина минимального значения коэффициента связи существенно зависит от

формы вольт-амперНой характеристики двухполЮСНИк.а.

В предлагаемом устройстве форма вольтамперной характеристики н мощность могут быть выбраны оптимальными.

При этом удается реализовать минимальный АСЕ, что обеспечивает ДОСтиженИе высокой стабильности цри требуемой мощности.

Предмет изобретения

Автосинхронизационный иЗ мерительный генератор, содержащий резонансный контур и мультивибратор, обр.азованный последовательным соеДИнением накопительной индуктивности и двухполюсника с вольт-амперной характеристикой типа Л , в котором катушка иНДуктивности мультивибратора индуктивно связана с контуром, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабильности и мощности генератора, двухполюсник выполнен в виде трех параллельных цепей: перв,ая - управляемый генератор тока на транзисторе; вторая-в виде резистивного усилителя с делителем «а входе, верхнее плечо которого обраЗОвано последов а тел ьньим соединением стабИлитрОНа и резистора, а нижнее - резистором, лрИ этом ВЫ1ХОД резистивного усилителя соединен с входом генератора тока; третья - обр,азована последовательно ВКлю1ченнЫМи

стабилитропом и резисторОМ.

Ч

Риг.1

J

.7.

и