Генератор тока для электроразведки Советский патент 1980 года по МПК H03K1/02 

1

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть применено в электроразведке с использованием импульсных и гармонических электромагнитных полей.

Известен генератор тока д.пя электроразведки, содержащий стабилизатор тока и выходной инвертор, управляемый логической схемой, в котором сигнал обратной связи снимает- О ся с эталонного резистора, включенного последовательно с сопротивлением нагрузки 1. Такой генератор имеет ограничение минимальной величины стабилизируемого тока, вызван- 15 ное искажением сигнала обратной связи, привносимым начальными токами коллекторов ключей инвертора и интегральным вкладом коммутационных всплесков .20

Наиболее близким по своей сушности к изобретению является генератор тока для электроразведки 2 , содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, сило- 25 вой ключ, сглаживающий фильтр, инвертор, а также последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, два выхода которого соедийены с соответствующими входами рас- 30

пределителя импульсов, соединенного с инвертором, и цепь обратной связи, состоягаую из последовательно соединенных эталонного резистора, усилителя, второй вход которого соединен с одним из выходов распределителя импульсов, (запоминающего устройства) и широтно-импульсного модулятора, второй вход которого соединен с задающим генератором, причем цепь обратной связи соединена последовательно с инвертором через нагрузку. Этот генератор имеет ограничение минимальной величины стабилизируемого тока, .вызванное искеижением сигнала обратной связи, привносимым начальными токами коллекторов транзисторных ключей выходного инвертокоммутара и интегральным вкладом

ционных всплесков на эталонном резисторе в моменты коммутации нагрузки ключами выходного инвертора. Величина начального тока коллектора транзисторов меняется в соответствии с изменением температуры и во времени, что приводит к ошибочной отработке системы стабилизации тока. Повышение рабочей частоты генератора приводит к значительному увеличекоммутационных всплеснию вклада ков , увеличению искажения сигнал обратной связи. Изменение характера нагрузки генератора приводит к и кажению форма сигнала, снимаемого с эталонного резистора, и, как следст вие, вызывает нарушение работы гене ратора в целом. Цель изобретения - повышение стабил1 ности выходного тока. Это достигается тем, что в генераторе тока для электроразведки, содержащем последовательно соединен ные силовой источник постоянного тока, силовой ключ, сглаживающий фильтр, инвертор, нагрузку и эталонный резистор, а также последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выходы которого соединены с соответствующими входами распределителя импульсов, со диненного с инвертором, и цепь обратной связи, состоящую из последова тельно соединенных, дифференциально го усилителя, один вход которого сое динен с источником опорного напряжения, иШиротно-импульсного модулятора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, а второй вход - к выходу задающего генератора, в цепь обратной связи межд эталонным резистором и-другим входом дифференциального усилителя введены последовательно включенные полосовой фильтр, амплитудный детектор и фильт низких частот. На чертеже представлена блок-схема генератора тока для электроразведки. Генератор содержит силовой источ ник 1 постоянного тока, силовой ключ 2, сглажйваквдий фильтр 3, инвертор 4, эталонный резистор 5, задающий генератор б, делитель 7 частоты, распределитель 8 импульсов, п лосовой фильтр 9, амплитудный детек тор 10, фильтр низких частот (ФНЧ) 11, дифференциальный усилитель 12, широтно-импульсный модулятор 13, на грузку 14, источник 15 опорного напряжения. Силовой источник 1 постоянного т ка 1 периодическм подключается силовым ключом 2 к сглаживгиощему .филь ру 3. На выходе фильтра 3 получают напряжение, пропорциональное дли.тельности замкнутого состояния ключа 2. Таким образом, регулируется величин«1 напряжения питания инвертора 4, Тактовая частота ключа 2 задается генератором 6. Рабочая час тота инвертора 4 получается путем деления частоты генератора б делите 7 частоты. Формирование импульсных последовательностей для управления ключами инвертора осуществляется распределителем 8 импульсов. Напряж ние, пропорциональное мгновенному амплитудному значению тока в нагруз ке 14 инвертора, искгокенное начЕШЬными токами его транзисторных ключей и коммутационными всплесками в j момент коммутации выходного инвертора, выделяется на эталонном резисторе Ь, фильтруется полосовым фильтром Э по первой гармонике, выпрямляется амплитудным детектором 10 и сглаживается ФНЧ 11, затем сравнивается с напряжением источника 15 опорного напряжения с помощью усилителя 12 и преобразуется широтноимпульсным модулятором 13, регулирующим длительность замкнутого состояния ключа 2, Включение узлов 9, 10, 11 позволяет в значительной степени исключить вредные влияния на параметры стабилизации, так как напряжение постоянного тока, снимаемое с эталонного резистора 5 и обусловленное протеканием начальных токов транзисторов выходного инвертора 4, отфильтровывается фильтром 9 и не влияет на параметры стабилизации; искажение формы сигнала на эталонном резисторе, вызванное изменением характера на грузки, не существенно, так как фиЛьтр 9настроен на первую гармонику рабочей частоты, что в значительной мере исключает влияние коммутационных всплесков . Таким образом, описанный генератор позволяет снизить минимальную величину стабилизируемого тока до десятых долей миллиампера (экспериментально получена величина 0,1 мА, что в 100 раз меньше,чем у прототипа) , расширить частотный диапазон до 10кГц (рабочая частота прототипа десятки Гц), исключить влияние начальных токов транзисторов выходного инвертора, а также исключает воздействие на параметры стабилизации изменения характера нагрузки. Формула изобретения Генератор тока для электроразведки, содержащий последовательно соединенные источник постоянного тока, силовой ключ, сглаживающий фильтр, инвертор, нагрузку и эталонный резистор, а также последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выходы которого соединены с соответствующими входами распределителя импульсов, соединенного с инвертором, и подключенную к эталонному резистору цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных дифференциального усилителя, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, и щиротно-импульсного модулятора, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, а второй вход соединен с выходом задающего генератора, о тпичающийся тем, что, с

целью повьлиения стабильности выход.ного тока, в цепь обратной связи между эталонным резистором и вторым входом дифференциального усилителя введены последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детектор и фильтр низких частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3679978, кл. 325-187, опублик. 1970. 2. Авторское свидетельство СССР 571876, кл. Н 03 К 1/02, 1975.