Формирователь индуктивных импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K5/00 

1

Изобретение относится к телефонии и может быть использовано при индуктивном способе передачи си|- нала управления и взаимодействия по соединительным линиям между сельскими автоматически телефонными станциями (ATCJ и при непосредственной связи городских телефонных станций с сельским АТС.

Известны устройства передачи индуктивных импульсов между телефонными станциями и 1Однако применяемые в настоящее время на АТС датчики индуктивных импульсов являются релейными и малонадежными . Кроме того, известные устройства не позволяют получить одинаковые по амплитуде положительные и отрицательные индуктивные импульсы, или имеют сложные схемы трансформаторов, или содержат двухполярные источники питания, или не могут формировать I разнополярные импульсы

В нагрузке, или форма импульсов отличается от колоколообразной.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является усилитель мощности, выполненный по мостовой схеме, в первое и второе плечи которого включены транзисторные усилители, в одну диагональ которого включен источник питания, а в другую первичная обмот10ка трансформатора 2,

Существенным недостатком известного устройства является то, что в качестве формирователя импульсов

IS для передачи сигналов управления и взаимодействия между АТС не обеспечивается необходимая дальность передачи, так как амплитуда импульсов в первичной обмотке трансформа20тора не может превышать уровня напряжения источника питания. Кроме того, форма импульсов во вторичной обмотке отличается от колоколообраз9НОИ, что также уменьшает дальность их передачи. Цель изобретения - увеличение дальности передачи путем увеличения амплитуды импульсов в первичной обмотке трансформатора, превышающих уровень напряжения источника питания, а также получение колоколообра ной формы импульсов во вторичной обмотке трансформатора, Цель достигается тем, что в формирователь индуктивных импульсов, выполненный по мостовой схеме, в первое и второе плечи которого вклю чены первый и второй транзисторные усилители соответственно, а в диагональ - первичная обмотка трансформатора, введены первый и второй блоки удвоения напряжения таким образом что выход первого блока удвоения напряжения подключен к первому выходу второго транзисторного усилителя и к второму выводу первичной обмотки трансформатора, выход второго блока удвоения напряжения подключен к первому выходу первого транзисторного усилителя и к первому выводу первичной обмотки трансформатора, вход первого блока удвоения напряжения подключен к второму выходу первого транзисторного усилителя, а вход второго блока удвоения напря жения подключен к.второму выходу вто рого транзисторного усилителя. При этом блок удвоения напряжени , состоит из транзистора, первого и второго резисторов, конденсатора и диода , причем один вывод первого ре зистора соединен с шиной источника питания, а второй вывод первого резистора и первый вывод конденсатора объединены и являются входом блока у воения напряжения, второй вывод кон денсатора соединен с катодом диода и эмиттером транзистора, база которого соединена с одним выводом втор го резистора, второй вывод которого и анОд диода объединены и подключен к общей ш;ине источника питания, а коллектор транзистора является выхо дом блока удвоения напряжения. На фиг,1 изображена функциональная схема формирователя; на фиг.2 принципиальная схема изобретения. Формирователь индуктивных импуль сов состоит из фазоинверсного форми рующего блока 1, первого 2 и второго 3 транзисторных усилителей, тран форматора k, первого 5 и второго 6 блоков удвоения напряжения. Первый еыход фазоинверсного формирующего блока 1 соединен с входом первого транзисторного усилителя 2, а второй - с входом второго транзисторного усилителя 3, первый выход первого транзисторного усилителя 2 объединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора k, а первый выход второго транзисторного усилителя 3 со вторым выводом первичной обмотки трансформатора k, а вторые выходы первого 2 и второго 3 транзисторных усилителей соединены с входами первого блока 5 удвоения напряжения и второго блока 6 удвоения нэпряжения соответственно, выход первого блока 5 удвоения напряжения соединен с первым выходом второго транзисторного усилителя 3 и с вторым выводом первичной обмотки трансформатора k, а выход второго блока 6 удво°ния напряжения соединен с первым выходом первого плеча усилителя 2 и с первым выводом первичной обмотки трансформатора Ц, Первый транзисторный усилитель 2 состоит из двух резисторов 7 и 8 и двух транзисторов 9 и 10, причем первые выводы резисторов 7 и 8 объединены и являются входом первого транзисторного усилителя 2, который соединен с первым выходом фазоинверсного формирующего блока 1, второй вывод резистора 7 соединен с базой транзистора 9, коллектор которого подключен к общей шине источника питания, а эмиттер является вторым выходом пераого транзисторного усилителя 2 и соединен с входом первого блока 5 удвоения напряжения, второй вывод резистора 8 соединен с базой транзистора 10, эмиттер которого подключен к шине источника питанияi а коллектор является первым выходом первого транзисторного усилителя 2, который соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора k. Второй транзисторный усилитель 3 состоит из двух резисторов 11 и 12 и двух транзисторов 13 и 14, причем первые выводы резисторов 11 и 12 объединены и являются входом второго транзисторного усилителя 3 который соединен с вторым выходом фазоинверсного формирующего блока 1, второй вывод резистора 11 соединен с базой транзистора 13, коллектор которого

подключен к общей шине источника питания, а эмиттер является вторым выходом второго транзисторного усилителя 3 и соединен с входом второго блока 6 удвоения напряжения, второй вывод резистора 12 соединен с базой транзистора k, эмиттер которого подключен к шине источника питания, а коллектор является первым выходом второго транзисторного усилителя 3, который соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора k.

Блок 5 удвоения напряжения состоит из первого резистора 15, один вывод которого подключен к шине источника питания, а второй вывод соединен с первым выводом конденсатора 16 и являются входом первого блока 5 удвоения напряжения, который подключен к второму выходу первого транзисторного усилителя 2, второй вывод конденсатора 16 соединен с катодом диода 17 и эмиттером транзистора 18, база которого соединена с первым выводом второго резистора 19, второй вывод которого и анод диода 17 объединены и подключены к общей шине источника питания, а коллектор транзистора 18 является выходом блока 5 удвоения напряжения и соединен с первым выходом второго транзисторного усилителя и вторым выводом первичной обмотки трансформатора t.

Блок 6 удвоения напряжения состоит из первого резистора 20, один вывод которого подключен к шине источника питания, а второй вывод соединен с первым выводом конденсатора 21 и являются входом второго блока 6 удвоения напряжения, который подключен к второму выходу второго транзисторного усилителя 3, второй вывод конденсатора 21 соединен с катодом диода 22 и эмиттером транзистора 23, база которого соединена с первым выводом второго резистора 2k, второй вывод которого и анод диода 22 объединены и подключены к шине источника питания, а коллектор транзистора 23 является выходом блока 6 удвоения напряжени и соединен с первым выходом первого транзисторного усилителя 2 и первым выводом первичной обмотки трансформатора

Сигналы управления и взаимодействия (прямоугольной формы) поступают на вход 25 фазоинверсного формирующего блока 1, индуктивные импульсы положительной и отрицательной

полярности снимаются с выходов 26 и 27 формирователя (вторичная обмотка трансформатора k).

ФормировательСработает следующим 5 образом.

В исходном состоянии все транзисторы 9, 10, 13, и, 18 и 23 закрыты, а конденсаторы 16 и 21 заряжены. При поступлении на вход 25 прямоугольного импульса, фазоинверсный формирующий блок 1 на своем первом выходе создает потенциал (заданной длительности), который открывает транзисторы 9 и 10 , при этом в схеме происходят следующие процессы. При открывании транзистора 10 через его переход эмиттер - коллектор подается минус источника питания к первому выводу первичной обмотки

0 трансформатора k и одновременно формируется положительное напряжение на втором выводе первичной обмотки трансформатора k, примерно, равное по амплитуде напряжению источника

5 питания..Положительное напряжение создается за счет того, что при открывания транзистора 9 происходит разряд конденсатора 16 по цепи: общая шина источника питания, переход коллектор - эмиттер транзистора 9, конденсатор 16, переход эмиттер - коллектор транзистора 18, первичная обмотка трансформатора Д, переход.коллектор - эмиттер транзистора 10, шина источника питания. При разряде конденсатора 16 на его втором выводе возникает напряжение положительной полярности, которое поступает на эмиттер транзистора

Q 18, открывает его и через переход эмиттер-коллектор поступает на второй шивод первичной обмотки трансформатора i. Таким образом, в момент юосгупления на вход формировад теля управляющего импульса к первому выводу первичной обмотки трансформатора k прикладывается напряжение отрицательной полярности Е по амплитуде, равной, примерно, уровню напряжения источника питания, а к второму выводу - напряжение положительной полярности Е по амплитуде, тоже равной, примерно, уровню напряжения источника питания. Следовательно суммарная амплитуда напряжения

в первичной обмотке трансформатора k составляет 2Е. Во вторичной обмотке формируется индуктивный импульс, например, положительной полярности. После окончания действия потенциала на первом выходе фазоинверсного формирующего блока 1, транзисторы 9, 10 и 18 закрываются, а конденсатор 16 заряжается по цепи: шина источника питания, резистор 15, конденсатор 16, диод 17t общая шина источника питания. При снятии с входа 25 прямоугольного импульса на втором выходе фазоинверсного формирующего блока 1 создается потенциал С заданной длительности), который открывает транзисторы 13 и И, при этом в схеме происходят следующие процессы. При открывании транзистора через его переход эмиттер коллектор подается минус источника питания к второму выводу первичной обмотки трансформатора k и, одновременно, формируется положительное напряжение на первом выводе первичной обмотки трансформатора k, примерно, равное по амплитуде напряжению источника питания. Положитель ное напряжение создается за счет, того, что при открывании транзистора 13 происходит разряд конденсатора 21 по цепи, общая шина источника питания, переход коллектор - эмиттер Транзистора 13, конденсатор 21, пере ход эмиттер - коллектор транзистора 23, первичная обмотка трансформатора , переход коллектор - эмиттер транзистора 1 it, шина источника питания. При разряде конденсатора 21 на его втором выводе возникает напряжение положительной полярности, которое поступает на эмиттер транзисторе 23. и открывает его и через переход эмит тер - коллектор поступает на первый вывод первичной обмотки трансформатора 4. Таким образом, в момент снятия с входа формирователя управляющего импульса к второму выводу первичной обмотки трансформатора А прик ладывается напряхчение отрицательной полярности Е, по амплитуде равной, примерно, уровню напряжения источника питания, а к первому выводу - нап ряк{ение положительной полярности Е, по амплитуде тоже равной, примерно, уровню напряжения источника питания Следовательно, суммарная амплитуда напряжения в первичной обмотке транс форматора k составляет 2Е, Во вторич ной, обмотке сформируется индуктивный импульс отрицательной полярности. После окончания действия потенциала на втором выходе фазоинверсного фор 28 мирующего блока 1 транзисторы 13, Н и 23 закрываются, а конденсатор 21 заряжается по цепи: шина источника питания, резистор 20, конденсатор 21, диод 22, общая шина источника питания. Схема формирователя устанавливается в исходное состояниеБлагодаря применению такого формирователя имеется возможность получать во вторичной обмотке трансформатора i индуктивные импульсы по форме, близкой к колоколообразной положительной и отрицательной полярности от одного источника питания, при этом амплитуда импульсов в первичной обмотке в два раза выше уровня напряжения источника питания. Колоколообразная форма индуктивных импульсов формируется во вторичной обмотке трансформатора , благодаря тому, что обеспечивается протекание тока через последовательно соединенные конденсатор и первичную обмотку трансформатора. Так как при формировании положительных и отрицательных индуктивных импульсов меняется направление тока протекающего через первичную обмотку трансформатора, то общий размах напряжения в первичной обмотке трансформатора составляет E или по мощности 16Е Это достир ется тем, что в схему введены два блока 5 и 6 удвоения напряжения, каждый из которых позволяет получить разность, потенциалов в первичной обмотке трансформатора, равную 2Е. Колоколообразная форма и значительно большая мощность (амплитуда импульсов, по сравнению с известным формирователем позволяют передавать их на значительно большее расстояние. Кроме ТОГО) схема формирователя может быть использована, например, как усилитель низкой частоты для получения необходимой мощности в нагрузке от низковольтного источника питания, в преобразовательных устройствах и других схемах. . мах. Формула изобретения 1. Формирователь индуктивных импульсов, выполненный по мостовой схеме, в первое и второе плечо которого включены первый и второй транзисторные усилители соответственно, а в диагональ - первичная обмотка трансформатора, отличающийся, тем, что, с целью увеличения дальности передачи путем увеличения амп литуды импульсов в первичной обмотке трансформатора, превышающих уровень напряжения источника питания, а также получения колоколообразной формы импульсов во вторичной обмотке, в него введены первый и второй блоки удвоения напряжения, при этом выход первого блока удвоения напряжения подключен к первому выходу второго транзисторного усилителя и к второму выводу первичной обмотки трансформатора, выход второго блока удвоения напряжения подключен к пер вому выходу первого транзисторного усилителя и к первому выводу первичной обмотки трансформатора, вход первого блока удвоения напряжения подключен к второму выходу первого транзисторного усилителя, а вход второго блока удвоения напряжения подключен к второму выходу второго транзисторного усилителя. 2. формирователь по п. 1 , о т л и чающийся тем, что блок удвое ния напряжения состоит из транзистора, первого и в орого резисторов, конденсатора и диода, причем один первого резистора соединен с шиной источника питания, а второй вывод первого резистора и первый вывод конденсатора объединены и являются входом блока удвоения напряжения, второй вывод конденсатора соединен с катодом диода и эмиттером транзистора, база которого соединена с одним выводом второго резистора, второй вывод которого и анод диода объединены и подключены к общей шине источника питания, а коллектор транзистора является выходом блока удвоения напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе К Станция типа АТСК-100/2000, Техническая документация. Альбом К° 10, Рига, 1970, с.29.53. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке К 2715i36/18-21 , кл. Н 03 К 3/64, 23.01.79.

25

Ф14г.1