Делитель тока в заданном соотношении Советский патент 1981 года по МПК H02M3/06 

(54) ДЕЛИТЕЛЬ ТОКА В ЗАДАННОМ СООТНОШЕНИИ

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве прецизионного регулируемого делителя токов в заданном отношении.

Известен делитель тока, содержащий два управлямых источника тока, выходы которых соединены с индивидуальными нагрузками, а входы управления источников токов подключены к выходам блока управления, источники напряжения и усилители постоянного тока 1.

Недостатки известного делителя тока - сложность, низкая точность установки и поддержания соотношения токов в нагрузках, малый диапазон изменений токов.

Цель изобретения - повышение точности установки и поддержание соотношения токов в нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в делителе тока в заданном соотношении, содержащем два управляемых источника тока, выходы которых соединены с индивидуальными нагрузками, а входы управления источников токов подключены к выходам блока управления, блок управления выполнен из полоснопропускающего ферритового фильтра с магнитными системами управления, генератора СВЧ, .выход которого подключен ко входу полоснопропускающего ферритового фильтра, амплитудного детектора, вход которого соединен с выходом полоснопроп ускающего фильтра, и блока слежения, вход которого соединен с выходом

амплитудного детектора, а выходы подключены к входам управления управляемых источников тока, причем индивидуальные нагрузки включены последовательно с катушками магнитных систем управления полосноIQ пропускающего ферритового фильтра.

На фиг. 1 представлена блок-схема делителя тока; на фиг. 2 - конструкция полоснопропускающего ферритового фильтра.

Делитель тока содержит управляемые источники 1 и 2 тока, нагрузки 3 и 4, полосно15 пропускающий ф рритовый фильтр 5, генератор СВЧ 6, аТуГплитудный детектор 7 и блок 8 слежения за максимумом коэффициента передачи амплитудного детектора 7.

Фильтр 5 содержит входной 9 и выходной 10 присоединительные разъемы, соединенные отрезками СВЧ 11 передачи с звеньями 12 и 13 ферритового фильтра 5. Каждое звено полоснопропускающего фильтра 5 содержит закороченные ортогональные витки (или полувитки), в герметическом центре которых с помощью керамического держателя укреплен ферритовый резонатор. Каждое из звеньев ферритового фильтра управляется отдельной магнитной системой. Звено 12 ферритового фильтра 5 расположено в зазоре магнитной системы 14. Напряженность магнитного поля в зазоре магнитной системы 14 изменяется с помощью тока Ь, протекающего по катушке 15. Звено 13 ферритового фильтра 5 расположено в зазоре магнитной системы 16, напряженность магнитного поля в зазоре которой изменяется током I г протекающим по катушке 17. С целью исключения влияния одной магнитной системы на другую они разделены пластиной 18, изготовленной из того же магнитного материала, что и магнитные системы 14 и 16. Оба звена 12 и 13 полоснопропускающего фильтра 5 соединены друг с другом посредством отрезка проводника 19, проходящего через отверстие в пластине 18. Делитель тока работает следующим обраСВЧ-энергия может быть передана с входа фильтра 5 на его выход при условии, что оба его звена 12 и 13 построены таким tlW К.Ь «1 л ,.1 1 j.kM& n разом, что образуют полоснопропускающий фильтр, резонансная частота которого определяется выражением магнитного повеличинаj{ 2,8-f -гидромагнитное отношение электрона. Обычно магнитные системы фильтров конструируются с расчетом, что магнитное поле Н о линейно зависит от величины тока катушек электромагнитных„систем, т.е. и fo KIo, где К - константа, зависящая от конструкции и материала магнитной системы, называемая крутизной перестройки. Если магнитные системы 14 и 16 фильтра не идентичны, т.е. имеют различные зазоры или разное количество витков в катушках 15 и 17, то они имерт различные значения крутизны перестройки f 1 Kil, f z К J резонансная частота звена фильтра 5; f а- резонансная частота звена фильтра 5; 1, Ii-токи в катушках 15 и 17 магнитных систем. 8 44 В этом случае прохождение СВЧ-энергии через полоснопропускающий ферритовый фильтр определяется равенством откуда Kill I, . к Для современных материалов магнитных систем ферритовых фильтров, изготавливаемых из сплава 5ОН зависимости величины магнитного поля в зазоре от управляющего тока линейны в широком интервале значений. Например, существующие конструкции ферритовых фильтров, перестраиваемых в диапазоне 1,0-18,0 ГГц имеют линейность ±0,05/о. Таким образом, токи I i и I j оказываются в определенном количественном соотношении друг с другом, определяемом параметрами магнитных систем 14 и 16. В нагрузках 3 и 4 должно поддерживаться заданное отношение между токами 11 и I j. Источники 1 и 2 токов посредством катущек 15 и 17 соединены с нагрузками 3 и 4 последовательно. К входу фильтра 5 присоединяется генератор СВЧ 6, частота которого может быть изменена в широких пределах. К выходу фильтра 5 присоединен ши - д.1I рокополосный амплитудный детектор 7, выход которого соединяется с блоком 8 слежения за максимумом коэффициента передачи амплитудного детектора 7, где запоминается максимальное значение коэффициента передачи и вырабатывается сигнал для перестройки источников 1 и 2 тока таким образом, чтобы сигнал амплитудного детектора 7 всегда был максимальным. В этом случае оба звена 12 и 13 ферритового фильтра 5 настроены на одну частоту f о токами 1 и 1гсрответствующих магнитных систем. Оценим точность установки отношения между токами I и I а,обеспечиваемую с помощью данной конструкции. Если генератор СВЧ 6 стабилизирован с помощью кварцевого резонатора, то стабильность его выходной частоты имеет порядок . С такой же точностью поддерживалось бы отношение между контролируемыми токами, если принять стабильность источников 1 и 2 тока бесконечно высокой. В действительности же в силу различных причин токи уходят от заданных значений, а блок 8 слежения за максимумом коэффициента передачи амплитудного детектора 7 формирует сигнал для управления источником 1 тока таким образом, чтобы соотношение между то ками сохранялось заданным. При полосе пропускания фильтра МГц эти уходы могут составлять -J-Q- полосы пропускания, т.е. 2МГц. При крутизне перестройки 10,0- 20,0- абсолютные уходы токов могут иметь порядок 0,1-0,2 мА, что при контролируемых токах порядка 1,0 А составляет 0,01-0,02%. Если генератор СВЧ 6 выполнить перестраиваемым по частоте, то деление токов в заданном- отношении можно выполнить в некотором диапазоне значений токов, определяемом диапазоном перестройки генератора СВЧ б. Деление токов в заданном отношении производится в полосе перестройки полоснопропускающего ферритового фильтра 5. Возможно применение для целей деления токов и полоснозаграждающего ферритового СВЧ фильтра, который может быть создан на основе структуру фильтра нижних частот по Т-схеме. В этом случае индуктивности и связанные с ними ферритовые резонато--« ры располагаются в соответствующих звеньях 12 и 13 магнитных систем 14 и 16, а параллельная емкость формируется в отверстии пластины 18. Технико-экономическая эффективность способа деления токов в заданном отношении с помощью предлагаемой конструкции ферритового фильтра СВЧ заключается в резком сокращении габаритов и повышении надежности устройства, так как ферритовый фильтр конструкции является пассивным устройством. Очевидное достоинство предлагаемой конструкции состоит также в том, что величины токов могут срставлять единицы или десятки ампер, т.е. значительно больше, чем при применении схем, содержащих источники токов и напряжений. Кроме того, поддержание заданного отношения между токами в цепях осуществимо в некотором днапазоне значений токов, т.е. изменение,, например величинытока lino отношению к току I 2 может достигать значений порядка 20. Мошность генератора СВЧ, необходимая для устойчивой работы амплитудного детектора мала и равна 1,0-3,0 мВт, что также является достоинством устройства. Формула изобретения Делитель тока в заданном соотношении, содержаш,ий два управляемых источника тока, выходы которых соединены с индивидуальными нагрузками, а входы управления источников токов подключены к выходам блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки и поддержания соотношения токов в нагрузках, блок управления выполнен из полоснопропускаюшего ферритового фильтра с магнитными системами управления, генератор СВЧ, выход которого подключен ко входу полоснопропускаюшего ферритового фильтра, амплитудного детектора, вход которого соединен с выходом полоснопропускаюшего фильтра, и блока слежения, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выходы подключены к входам управления управляемых источников тока, причем индивидуальные нагрузки включены последовательно с катушками магнитных систем управления полоснопропускающего ферритового фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Великобритании № 1506881, кл. Н 03 F 1/30, 12.04.78 (прототип).

s Фи.г

/5

Г7