Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1979 года по МПК G06G5/00 

(54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

1 Изобретение предназначено для использования его в электропневматйческих (электрОгидравлических) системах управления, в пневмонике и , гидронике..

Известны широтно-импульсные элёктропневматические (злектрогидравли-. ческие) модуляторы, в которых электрический сигнсш с помощью электромеханических операций преобразуют в пневматический отклонением струи относительно приемных сопел l.

Недостатком таких широтно-импульсных модуляторов является то, что необходимо преобразовывать электрический сигнал в механическое перемещение и далее механическое перемещение в пневматический (гидравлический) сигнал, что снижает надеж- . ность и быстродействие иусложняет конструкцию. Широтно-импульсная модуляция в этом случае осуществляется на электрическом уровне.

Известны также электропневматичёские (гидравлические) широтно-импульсные модуляторы, вкоторых отклоняют относительно приемных сопел ось периодически колеблющейся струи электромеханопневма ичёсКийи (гид-, равлическими) способами, и в кото.. . .. / -. 2

рых iimpotно-HMni jtbcHeя модуляция сигналов осущеетёляется, на пневматическом уровне 2. Такие модулятора содержа ггневматичёскйй (гидравлический) струйный триггер, состоящий из камеры взаимодействия струй с двумя парами вхОдйых управляющих сопШ и ВыХЬдайми канала подключёнными к выходному усилителю,

0 генератор, выходы которого сое Ийены с одной из пар управляющих сопел камеры взаимодействия струй, и электроп1иёвм6 7йЙравЛИ ё1::кйе преобразователи, соединенные с входным

5 усилителем.

Недостатком таких широтно-импульсных модуляторов является их низкое быстродействие, надежность, а так0же сложность конструкции.

С целью упроцени я модулятора и повышения быстродействия в предлагаемом широтно-импульснрм модуляторе электропневмогидревлй есКйй преобразователь

5 выполнен в виде проточной камеры с электродами игла-металлическая трубка , причем протШйыё камеры с одной стороны соединены {1ежду собой каналом, а с другой стороны Метал0лические трубки проточных камер подключены к другой паре управляющих сопел камеры взаимодействия струй. Ось .периодически колеблющейся струи отклоняют потоком ионов в резко неоднородном поле изменением напряженности электрического поля. При этом устраняются все электромеханиче кие и механические операции и все подвижные механические элементы. На чертеже показана конструкция Предлагаемого широтно-импульсного модулятора. Воздух (жидкость) под давлением подводится к пневматическим (гидравлическим) генераторам сигналов 1, струйному триггеру 2 с отклонением струи в камере взаимодействия струй 3 относительно сопел выходных каналов 4 с двумя парами входных управляющих сопел 5 и 6, выходному усилит лю 7 и струйному исполнительному механизму 8. Выход генератора 1 соединен с одной парой 5 управляющих сопел камеры взаимодействия струй 3. Электропневматические ЭПП (электрогидравлические ЭГПИ) преобразователи 9 представляют собой электроцы 10-6 типа игла-трубка, причем электроды, выполненные в виде металлической трубки, одновременно являют ся второй парой входных управляющих сопел камеры взаимодействия струй 3. с Отклонением струи. электроды 10-6 подается высокое напряжение (0-4,5)«10 В от высоковольтного входного усилителя 11 с дифференциал ным выходом. При отсутствии входного электрического сигнала пневматические (гидравлические) импульсы генератор 1 (реализованного, например, на ана логовом пневматическом усилителе,у которого выход подается на вход), поступают на входы 5 струйного триг гера 2, отклоняя струю относительно приемных сопел 4 с частотой своего следования. Причем параметры генера тора подобраны так, что при U О длительность импульсов и пауз с выхода триггера 2 одинакова. При подаче напряжения на электро ды 6-10 ЭПП(ЭГП) между ними образуется резко неоднородное поле и возникает направленный поток ионов от иглы 10 к трубке 6. Передавая момент своего движения окружающему воздуху (жидкости) поток ионов вызы вает движение воздуха (жидкости) и создает избыточное давление в трубке 6 и разряжение в сопле 12, распо ложенном со стороны игл 10.Сопла 12 соединены между собой. Такое выполнение ЭПП(ЭГП) и его соединение с триггером 2 позволяет реализовать широтно-импульсную электропнёв иатическую (электрогидравлическую) моду ляцию сигналов (до 100% модуляции). При поступлении входного сигнала и Ь О на выходе высоковольтного ус 4 ителя 11 дифференциально изме.няется апряжение. Дифференциальное изменеие напряжения на электродах 6-10 ПП (ЭГП) соответственно изменяет величину напряженности поля, а следовательно, величину интенсивности потока ионов от иглы 10 к трубке 5 и величины избыточного давления в трубке 6 и разряжения в сопле 12. При. этом соответст,венно смещается в триггере 2 ось колеблющейся с частотой пневматического (гидравлического) генератора 1 струи и изменяется длительность пневматических (гидравлических) импульсов с выхода триггера 2 при одном и том же периоде следования, равном периоду импульсов генератора 1. Таким образом происходит электропневматическая (электрогидравлическая) широтно-импульсная модуляция сигналов, пропорциональная величине входного напряжения U . В принципе, сигнал с выхода ЭПП можно предварительно усилить с помощью аналогового усилителя, что позволяет существенно уменьшить количество каскадов последующего струйного усилителя 7. Отсутствие подвижных механических и электромеханических операций в процессе модуляции позволяет увеличить надежность и быстродействие/ упростить конструкцию широтно-импульсного модулятора. Технико-экономические преимущест вa предлагаемого изобретения состоят в увеличении надежности и быстродействия электцопневматической (электрогидравлической) широтно-им-. пульсной модуляции сигна 1ов, увеличении надежности, быстродействия и упрощении конструкции модуляторов. Формула изобретения Широтно-импульсный модулятор, содержащий струйный триггер, состоящий из камеры взаимодействия струй с двумя парами входньох управляющих сопел и выходными каналами, подключенными к выходному усилителю, генератор, выходы которого соединены с одной из пар управляющих сопел камеры взаимодействия струй, и электропневмогидравлические преобразователи, соединенные с входным усилителем, отличающийся тем, что, с целью упрощения модулятора и повышения быстродействия, электропневмогидравлический преобразователь выполнен в виде проточной камеры с электродами игла-металлическая трубка, причем проточные камеры с Одной стороны соединены между собой каналом, а с другой стороны металлические трубки проточных 6679 камер подключены к другой паре управляющих сопел камеры взаимодействия струй. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Г 70 1.Сб, Пневматические приводы и системы управления , Наука, М., 1971, с. 179. 2.Сб. Вопросы струйной техниМинск, 1975 с. 129.