Генератор импульсов Советский патент 1976 года по МПК H03K1/16 

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для иснользования в устройствах автоматики и телемеханики различного назначения, преимущественно инфранизкочастотного диапазона.

Известны релейные импульсные генераторы инфранизхих частот, вплоть до 0,001 Гц, содержащие в

связанных с источником питания идентичных каналах формирующие длительность импульсов и пауз, последовательно соединенные входной ключ и реле времени, выполненное li виде последовательно соединенного времязадающего элемента и порогового элемента с релейной характеристикой 1.

Независимая регулировка длительности импульсов и пауз в таких генераторах осуществляется изменением параметров соответствующих реле времени, которые могут быть построены либо с использованием электрических времязадающих элементов, в основу которых положены процессы изменения заряда накопительного конденсатора, либо с использованием электрохимических элементов, в основу которых положены физико-химические явления, сопровождающие протекание тока через жидкости, либо с использованием электротепловых времязадающих элементов, в которых используются нестационарные тепловые процесС). и др.

Однако известные генераторы имеют ограниченный диапазон независимого регулирования длительности импульсов и пауз временем порядка двух часов (вследствие их неустойчивой работы при больших коэффициентах деления). Кроме того, в тех известных генераторах, в которых используются электрохимические и электротепловые времязадающие элементы, наблюдается резкое ухудшение временной стабильности генерируемых импульсов при расширении диапазона регулирования длительности импульса и паузы.

Иногда для увеличения диапазона регулирования длительности импульса и паузы применяют последовательное соединение нескольких реле времени. Однако такое решение приводит к значительному усложнению устройства, усложняет процесс перестройки такого генератора.

Известны также импульсные генераторы инфранизких частот, содержащие в каналах, формирующих длительность и паузы Импульсов,реле времени, входы которых через входные ключи связаны с источником питания, к которому подсоединена цепь нагрузки с коммутирующим элементом 2.

Целью изобретения является расширение диапазона независимого регулирования длительности импульса и паузы и повышение стабильности временных параметров генерируемых импульсов. Для этого генератор снабжен двумя каскадами импульсной задержки на статических триггерах, один из которых включен в канале, формирующем длител ность импульсов, а другой - в канале формирования паузы, причем входы этих каскадов в каждом канале соединены с выходами реле времени, а выходы соединены с управляющими входами входных ключей обоих каналов, с управляющими входами коммутирующего элемента в цепи нагрузки и цепью общего сброса триггеров каскада импульсной задержки в другом канале. Посредством механической связи реле, включен ное в канале для формирования паузы управляет состоянием входного ключа в канале для формирования длительности импульсов и, наоборот, реле в канале для формирования паузы. Независимое регулирование длительности формируемых импульсов и пауз между ними в этом генераторе осуществляется изменением постоянных времени RC --цепочек. На чертеже приведена упрощенная структурная электрическая схема релейного генератора импульсов. Генератор импульсов содержит источник питания 1, два идентичных канала для формирования длительности пауз между импульсами и формирования длительности импульсов, каждый из которых содержит входные ключи 2, реле времени 3, временная задержка в которых, например, осуществляется при помощи практически мгновенного заряда накопительного конденсатора и относительно медленного, регулируемого посредством изменения сопротивления RC-цепочки разряда до определенного порога срабатывания порогового элемента типа триггера Шмидта, каскад импульсной задержки 4 на логическом элементе- Запрет 5 и триггерах 6, образующих счетчик с переключателем 7, управ;1яющий элемент 8 с коммутирующим элементом 9, например запираемым тиристором, нагрузку 10. Генератор работает следующим образом. В исходном состоянии ключи 2 разомкнуты, накопительные конденсаторы реле времени 3 полностью разряжены и на выходах реле действует некоторый уровень потенциала, выходы разрядов фиггррного счетчика 6 установлены в нулевое состояние, ток в цепи нагрузки 10 равен нулю. При кратковременном нажатии кнопки внешнего запуска ключа 2 в канале для формирования паузы происходат практически мгновенный заряд емкости накопительного конденсатора электронного реле времени 3. После отжатия кнопки ключа 2 начинается процесс медленного, регулируемого разряда накопительного конденсатора этого реле, при котором происходит формирование элементарной выдержки времени канала для формирования паузы импульсов. При уменьшении напряжения на накопительном конденсаторе до порога срабатывания триггера Шмид та реле времени 3 переходит в другое состояние устойчивого равновесия и на его выходе формируется положительный перепад напряжения, который используется для переброса триггера 6 младщего раз1)яда счетчика циклов элементарных выдержек времени в канале для формирования паузы между импульсами и, одновременно, используется для повторного замыкания входного ключа 2 этого же канала. Процесс циклически повторяется до тех пор, пока не произойдет возбуждение выбранной переключателем 7 кодовой щины счетчика, построенного на триггерах 6, после чего происходит запирание каскада импульсной задержки 4 через логический элемент Запрет 5, а в управляющем элементе 8 запираемым тиристором 9 формируется положительный импульс, отпирающий тиристор. В цепи нагрузки 10 начинает протекать электрический ток. Одновременно с этим происходит замыкание ключа 2 и сброс счетчика на триггерах 6 в канале для формирования длительности. Аналогичны процессы, протекающие в канале для формирования паузы. После возбуждения выбранной переключателем 7 кодовой шины счетчика, построенного на триггерах 6 канала для формирования длительности импульсов, происходит запирание каскада импульсной задержки 4 этого канала, а в управляющем элементе 8 запираемым тиристором 9 формируется отрицательный импульс, запирающий тиристор. Ток в цепи нагрузки 10 падает к нулю и, одновремен. но, происходит сброс счетчика на триггерах 6 и замыкание ключа 2 канала для формирования паузы. Таким образом в цепи нагрузки формируется период выходных импульсов. Плавная регулировка длительности паузь и длительности ИМПУЛЬСОВ осуществляется изменением параметров времязадающей Т С-цепочки реле времени 3 соответсвующих каналов с последующим у.множением этой В1;личины на 1, 2, 4, 8,..., 2, где г: -- число триггеров счетчика, либо на 1, ю, 10,... где д - число декад счетчика. Лля непрерывного перекрытия диапазона регулирования длительности импульсов и длит гльности пауз от tn до tj,10 или до tg10 диапазон регулируемой вьщержки реле времени выбирают в первом случае, исходя из соотношения Ж 2, а во втором - исходя из соотношения тД 10) raeigtn соответственно верхний и нижний пределы изме-;нения выдержки реле времени. Возможен и другой выбор коэффициентов умножения исходя из иных соотношений -| , например 4,8 и др., Включение в каналы для формирования длитель ности импульсов и пауз каскадов импульсной задержки на триггерах позволяет за счет многократного использования емкости накопительных конденсаторов реле времени соответствующих каналов значительно расширить диапазон независимого плавного регулирования длительности импульсов и пауз, что позволит расширить область применения предложенного генератора. Кроме того, это позволяет повысить стабильность временных параметров генерируемых импульсов за счет вероятностного усреднения нестабильностей формируемых элементарных выдержек времени в процессе формирования длительности импульса и паузы.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий в каналах, формирующих длительность и паузы импульсов, реле времени, входы которых через входные ключи связаны с источником питания, к которому подключена цепь нагрузки с коммутирующим элементом, о тличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона независимого регулирования длительности импульса и паузы и повыщения стабильности временных параметров генерируемых импульсов, он снабжен двумя каскадами импульсной задержки на ста1ч 1ёских триггерах, один из которых включен в канале, формирующем длительность импульсов, а другой-в канале,формирующем паузы, причем входы этих каскадов в каждом канале соединены с выходами реле времени, а выходы соединены с управляющими входами входных ключей обоих каналов, с управляющими входами коммутирующего элемента в цепи нагрузки и цепью общего сброса триггеров каскада импульсной задержки в другом канале.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Авт.св. СССР №420097, МКЦ- Н 03 К 1/18, приоритет 20.03.72.

2.Барсуков Ф. И. Генерирование и селекняя сигналов низкой частоты, Сов. радио, М., 1968, с. 128-131 (прототип).