Формирователь биполярных импульсов тока Советский патент 1982 года по МПК H03K5/03 

(5) ФОРМИРОВАТЕЛЬ БИПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

. . I ; Изобретение отнорится к импульС ной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, технике связи, радиолокации, а также металлургии химии и Др. областях. В металлургии и химии, в час ности, оно может быть ;использоваНО в измерителях электросопротивления расплавов с малым удельным сопротивлением. Известен преобразователь однополярных импульсов в биполярные, содержащий однополягмый формирователь импульсов, транзистбрный усилительный каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером, линию задержки, первый и второй переходные конденсаторы и резистор связи, причем выход линии задержки, согласованный по вхо ду и выходу через резистор связи, со единен с базой транзисторного усили- тельного каскада, а вход линии задержки через первый переходной конденсатор соединен с эмиттером транзисторного усилительного каскада и через второй переходной транзистор с входом преобразователя III. Недостатками данного преобразователя являются сложность устройства и настройки, недостаточно хорошая симметричность импульсов обоих полярностей и, в силу этого, невозможность использования в измерителях электросопротивления, расплавов, ввиду того, что такой рабочий ток, содержащий постоянную составляющую, пропускаемый через расплав с ионной проводимостью, вызывает поляризацию электродов и электролиз расплава и, тем самым, приводит к большой погрешности измерения. Кроме того, он не позволяет преобразовывать в биполярные импульсы иной формы, кроме прямоугольной, а прямоугольные, не изменяя их длительности. Известен формирователь разнополярных импульсов тока, содержа1ций опера39ционные усилители с двумя разноименными входами каждый, объединенные по входам канала суммирования, в пер вый из которых включено два, а во второй - один усилитель, два последо вательно соединенных входных усилителя, выход последнего из которых по ключен к объединенным входам канала суммирования, при этом усилители соединены между собой .последовательно через резисторы по одноименным входам, а один из входов первого входного усилителя подключен к общей шине, два разнополярных источника смещения и два резистивных делителя напряжения- С23. Недостатками данного формирователя биполярных импульсов являются сло

ность устройства и настройки и недостаточно хорошая симметричность импульсов, что также делает его непригодным для изйерителя электросопротивления расплавов.

Известен также формирователь двухполярных импульсов тока, содержащий ключевые формирователи положительных и отрицательных импульсов, два транзистора различного типа проводимости , коллекторы которых соединены с резистором нагрузки через полупровод никовые диоды, А каждая база подключена к общей шине через последовательно соединенные резистор и диод и стаби/мтрон, катод которого соединен через резистор с эмиттером р-п-р транзистора и через диод с базой п-р-п транзистора, а анод соединен через резистор с эмиттером п-р-п транзистора и через диод с базой р-п-р транзистора t33. Однако такой формирователь характеризуется сложностью устройства и настройки, недостаточно хорошей симметричностью импульсов разной полярности, обусловленной этим постоянной составляющей выходного рабочего тока и невозможностью использования, в силу этого в измерителях электросопротивления расплавов. Известен также формирователь биполярных импульсов тока - генератор переменного тока для измерителя элек росопротивления жидких расплавов,содержащий источник переменного напряжения, включенный последовательно с ним запорный диодный мост, ограничитель постоянного тока, включенный своим управляемым входом в диагональ постоянного тока запорного моста

ва, вызывающие увеличение погрешности измерения.

Цель изобретения - расширение диапазона скважности импульсов и расширение функциональных возможностей. Для достижения указанной цели в

25 формирователь биполярных импульсов угока, содержащий источник пер,еменного рабочего напряжения, включенный последовательно в его цепь запорный диодный мост и ограничитель постоян3В отличие от перечисленных данному устройству присущи простота конструкции и настройки и хорошая сим- . метрия биполярных импульсов выходного тока. Недостатком данного формирователя является невозможность формирования биполярных импульсов формы, отличной от прямоугольной и со скважностью более единицы. Последнее ограничивает нижний предел измерения электросопротивления расплавов тем, что исключает возможность повышения амплитуды импульсов рабочего тока более 10 мА, так как при этом также, даже при хорошей симметричности импульсов, начинают сказываться явления поляризации электродов и электролиза распланого тока, включенный управляемым ВХОДОМ в диагональ постоянного тока запорного диодного моста, дополнительно введены формирователь однополярных импульсов тока и формирователь синхронизирующих импульсов, причем, выход формирователя однополярных импульсов тока подключен к управляющему входу ограничителя постоянного тока, а вход его - к выходу формирователя синхронизирующих импульсов, вход которого подключен к источнику переменно.го рабочего напряжения. Кроме того, с целью снижения мощ-, ности и внутреннего импеданса источника переменного рабочего напряжения при. формировании биполярных импульсов с большей скважностью, к его выходу подключен параллельный резонансный колебательный LC-контур. Введение в устройство формирователя однополярных импульсов тока, которые в общем случае могут иметь различную форму и длительность, дает возможность получить на выходе устройства биполярные импульсы такой же формы и длительности, которая определяет их скважность.

Формирователь синхронизирующих импульсов согласовывает частоту и фазу импульсов формирователя однополярных импульсов тока с частотой и фазой источника переменного рабочего напряжения, обеспечивая наиболее рациональное Совмещение формируемых импульсов с полупериодами источника переменного рабочего напряжения, / Параллельный колебательный LC-кон тур, настроенный на частоту источника переменного рабочего напряжения, выполняет функцию трансформатора мощ ности, накапливая энергию в течение полупериода источника переменного рабочего нап яжения и отдавая ее в нагрузку в течение короткого импульса тока. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого формирователя. Формирователь биполярных импульсов тока содержит источник 1 перемен ного рабочего напряжения, подключенный параллельно к его выходу колебательный ,jC-KOHTyp 2, запорный диодны мбст 3, включенный последовате/ibHO в цепь источника 1 диагональю переменного тока, ограничитель k постоян ного тока, включенный управляемым входом в диагональ постоянного ток запорного моста 3, формирователь 5 однополярных импульсов тока, подключенный выходом к управляющему входу ограничителя , формирователь 6 синх ронизирующих импульсов, подключенный выходом ко входу формирователя 5 а входом к источнику 1 переменного рабочего напряжения. Формирователь работает следующим образом. От источника 1 переменное напряжение поступает на параллельный ко-, лебательный LC-контур 2, настроенный на частоту источника 1, и далее через запорный диодный мост 3 подается к выходу устройства, если управляемый вход ограничителя Ц постоянного JTOKa не заперт. Пропускаемые запорным диодным мостом 3 к выходу преобразователя импульсы тока обоих полярностей формируются управляемым входом ограничителя k постоянного то ка, повторяя форму однополярных импульсов тока, поступающих на управляющий вход ограничителя k постоянного тока с выхода формирователя 5 однополярных импульсов тока. Формирователь 6 синхронизирую14их импульсов формирует и подает на вход

формирователя 5 однополярных импульсов тока запускающие импульсы в моменты времени, когда напряжение источника 1 переменного рабочего напряжения находится в определенной фазе, в зависимости от того, какие по форме и длительности импульсы формируются преобразователем. Источник 1 переменного рабочего напряжения может быть применен с различной формой напряжения (синусоидальной, прямоугольной и т.п.) также в зависимости от формы, длительности и порядка следования фop ft1pyeмыx биполярны.х импульсов. Например, когда формируются короткие, чередующиеся через один, биполярные импульсы, напряжение источника 1 может быть синусоидальным, а формирователь 6 синхронизирующих импульсов формирует один запускающий импульс в середине каждого полупериода напряжения источника 1, При синусоидальной форме напряжения источника 1 и формирований коротких, но с большой амплитудой тока выходных импульсов, целесообразно применение колебательного LC-контура 2, который выполняет здесь функцию трансформатора мощности. Таким образом, использование новых элементов формирователя однополярных импульсов тока и формирователя синхронизирующих импульсов выгодно отличает формирователь биполярных импульсов тока от известных устройств, сохраняя простоту устройства и настройки и хорошую симметричность импульсов обеих полярностей, присущие известному, и приобретая способность преобразовывать в биполярные самые различные по форме и длительности однополярные импульсы. Формула изобретения 1, Формирователь биполярных импульсов тока, содеращий источник переменного рабочего напряжения, включенный последовательно в его цепь запорный диодный мост и ограничитель постоянного тока, включенный управяемым входом в диагональ постоянного тока запорного диодного моста, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона скважности импульсов и функциональных возможностей, дополнительно содержит формирователь однополярных импульсов тока и Формирователь синхрониэи рующих импульсов, причем вы.ход форми рователя однополярных импульсов тока подклю«4ен к управляющему входу ограничителя постоянного тока, а вход его - к выходу формирователя синхронизирующих импульсов, вход которого подключен к источнику перемен ного рабочего напряжения. .2. Формирователь тока по п. 1, отличаю «t и и с я тем, что, с целью снижения Мощности и внутреннего импеданса источника переменного рабочего напряжения при формировании биполярных импульсов с большой скваж ностью, дополнительно содержит коле938 бательный UC-контур, подключенный к выходу источника переменного рабочего напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Н 539370, кл, Н 03 К 5/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР IP 4987, кл. Н 03 К 5/01, 197. 3. Авторское свидетельство СССР W 320927, кл. Н 03 К 5/01, 1970. k, Файб Л.С. и др. Генератор переменного тока для измерителя удельного сопротивления металлургических расплавов. - Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата, 1979, tf 10, с. 13.