Устройство для телеизмерений Советский патент 1983 года по МПК G08C15/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может &лть использовано в кабельных телеизмерительных системах для измерения геофизических или гидрологических параметров.

Известно приемно-передающее устройство систеьм управления, содержащее транзистор, коллектор которого через диод и обмотку трансформатора соединен с первым проводом линии связи, а эмиттер соединен с другим проводом линии связи. К первому проводу подключена цепь из диода стабилитрона и конденсатора, и с которого снимается питание на усиЛительный транзисто э 1 .

Недостатком указанного устройства является отсутствие в его составе стабилизатора для питания постоявшам напряжением первичных преобразователей информации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее транзистор, компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, фильтР нижних частот, частоттлй датчик, усилиTejib для передачи сигналов в линию, резисторы и конденсатор. Выход ста.билизатора питания подключен через

фильтр низких частот к цепи питания частотного датчика, к цепи питания усилителя сигналов, выход которого соединен с линией связи через кон5денсатор 1,2.

Недостатком известного устройства является наличие отдельных узлов для стабилизации напряжения питания и усиления сигналов в линию и болыгюе

10 потребление энергии.

Цель изобретения - уменьшение энергопотребления и повышения надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем,

15 что в устройство, содержшчее транзистор, коллектор которого соединен с первым, а эмиттер с вторым проводом двухпроводной линии связи, фильтр нижних частот, частотный датчик,

20 стабилитрон, резисторы и конденсатор, введен дифференциальный усилитель, прямой вход которого соединен через первый резистор с коллекторомтранзистора, через второй резистор - с

25 первым выходом фильтра нижних частот, через третий резистор - с вторым выходом фильтра нижних частот и через последовательно соединенные четвертый резистор и конденсатор - с выходом частотного датчика, инверсный вход дифференциального усилителя подключен через пятый резистор к первому выходу фильтра нижних частот и через стабилитрон - к второму выходу фильт ра нижних частот, выход дифференциального усилителя соединен с базой транзистора, а цепи питания дифферен циального усилителя и частотного дат чика подключены к выходам фильтра ниж, них частот,входы которого подключены к эмиттеру и коллектору транзистора. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устгройств Устройство содержит транзистор 1, фильтр 2 нижних частот, дифференциальный усилитель 3 с прягллм входом 4, инверсным входом 5 и выходом б, Ьтабилитрон 7, резисторы 8-12, конденсатор 13, первичный преобразователь 14 информации. Кроме того, на чертеже изображены элементы, не входящие в устройство, но взаимодействующие с ним в процессе работы.- линия с активны1 1и сопротивлениями про;водов и емкостью, внешний регулируемый источник питания и дроссель, используемый как внешняя нагрузка. Устройство работает следующим образом, В устройстве активные сопротивления линий связи используются как функциональные элементы в системе стабилизации постоянного напряжения. Напряжение от внешнего источника питания делится на активных сопротивлениях линий связи и на транзисторе 1 и параллельно включенной полезной нагрузкой. Транзистор 1 используется как переменное сопротивление. Ток через транзистор 1 задается дифференциальным усилителем 3, На инвертирующий вход 5 усилителя 3 подается опорное напряжение, формируемое стабилитроном 7 и резистором 8. На прямой вход 4 усилителя 3 подается через резисторы 9-11 часть стабилизи руемого напряжения. Если напряжение на коллекторе транзистора 1 выше требуемого, напря жение на прямом входе 4 усилитеЛ5 3 будет выше напряжения на инверсном входе 5 (onopHoix) напряжения), то сигнал с выхода усилителя 3 открывает транзистор 1 и ток через транзистор 1 увеличивается. Увеличивается падение напряжения на активных сопротивлениях линий связи настолько, . чтобы напряжение на транзисторе стало равным требуемому. Пии уменьшении напряжения на .коллекторе транзистора 1 усилитель 3 уменьшает ток через транзистор 1 и напряжение стремится к требуемому. Стабилизрфованное постоянное напряжение с транзистора 1 через фильт 2-низких частот поступает в цепи питания усилителя 3 и первичного преобразователя 14 информации. Стабилизирующее действие схеки проявляется как при изменении полезной нагрузки (первичный преобразователь 14 информации), так и при изменении напряжения внешнего .источника питания - в любом случае напряжение на транзисторе 1 поддерживается равным требуемому. Усиление информационного сигнала для передачи его в линию связи осуществляется усилителем 3 и транзистором 1. На переменно. токе усилитель 3 с транзистором 1 можно рассматривать как операционный усилитель с входами 4 и 5 и выходом на коллекторе транзистора 1. Информационный сигнал, например, в виде частотно-модулированного сигнала поступает через конденсатор 13 с выхода первичного преобразователя 14 информации. На чертеже изображен один первичный преобразователь информации, но при необходимости к входу 4 усилителя 3 могут быть присоединены несколько таких преобразователей через индивидуальные цепочки из резистора и конденсатора. Коэффициент передачи сигнала с конденсатора 13 на коллектор транзистора 1 определяется соотношением резисторов 11 и 12 и не зависит (при большом петлевом усилении) от величины нагрузки транзистора 1. Нагрузкой транзистора 1 по переменномь напряжению является фильтр 2 и линия. Фильтр 2 со стороны транзистора 1 имеет большое сопротивление по переменному току, и основной составляющей нагрузки является емкость линии. Большая часть переменного тока, генериуемого транзистором 1, замыкается через емкость линии, но часть переменного тоКа проходит через линии связи и .образует на.нагрузочном дросселе полезный сигнал для приемников информации. Таким образом, обе функциональные задачи - стабилизация постоянного напряжения и усиление сигнала в линиюосуществляются одними и теми же элементами. Ток через транзистор 1 состоит из постоянной и переменной составляющих, которые могут изменяться независимо. Уровень постоянной составляющей тока изменяется при изменении напряжения внешнего источника и при изменении внутреннего энергопотребления. Амплитуда переменной составляющей изменяется при изменении емкости линий связи. До тех Пор, пока амплитуда переменной составляющей меньше постоянной составляющей, транзистор 1 работает в линейном режиме и искажение отсутствует. При увеличении емкости линии связ требуемая амплитуда тока может оказаться больше постоянной составляющей тока через транзистор 1. В этом случае транзистор 1 выходит из линей ного режима и сигнал искажен. Ввести транзистор 1 в линейный ре жим можно, увеличив ток через него. Для этого достаточно увеличить напря жение внешнего ис очника. При этом срабатывает система стабилизации постоянного напряжения и увеличивает постоянную составляющую тока через транзистор 1 таким образом, чтобы постоянное напряжение на коллекторе транзистора 1 осталось равным требуе мому. После того, как транзистор 1 будет введен в линейный режим, искажения на коллекторе транзистора 1 и на дросселе нагрузки исчезнут. Следовательно, регулировать режим работы транзистора 1 можно сверху, изменяя напряжение внешнего источник питания.до тех пор, пока не исчезнут искажения сигнала на нагрузочном дросселе, , Таким образом, предлагаемое устройство проще и экономичнее известно го и более удобно в эксплуатации,поскольку режим работы его может опера тивно изменяться при изменении условий эксплуатации. Формула изобретения Устройство для телеизмерений, содержащее транзистор, коллектор которого соединен с первым, а SNMTTep-. с вторым проводом двухпроводной линии связи, фильтр нижних частот, частотный датчик, стабилитрон, резисторы и конденсатор, отличающееся, тем, что, с целью уменьшения энергопотребления и повышения надежности, внего введен дифференциальный усилитель, прямой вход которого соединен через первый резистор с коллектором транзистора, через второй резистор - с первым выходом фильтра нижних частот, через третий резисторс вторым выходом фильтра нижних частот и через последовательно соединенные четвертый резистор и конденсатор - с вахоаом частотного датчика, инверсный вход дифференциального усилителя подключен через пятый резистор к первому выходу фильтра нижних частот и через стабилитрон - к второму выходу фильтра нижних частот, выход дифференциального усилителя соединен с базой транзистора, а цепи питания дифференциального усилителя и частотного датчика подключены к выходам фильтра нижних частот, входы которого подключены к эмиттеру и коллектору транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 382640, кл, G 08 С 15/10, 1970, 2,Синицин А,Я,, Габитов Р,М,, Скваяинный прибор сцинтилляционного iгамма-спектрометра,-Сб, Геофизическая аппаратура, вып, 67, 1979, с,7177 (прототип). .