Преобразователь ток-частота

Преобразователь ток-частота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г / (ii»963130

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23.03.79 (21) 2740559/18 21 (53 }М. Кд.

Н 03 К 13/20

Н 03 К 3/017 с присоединением заявки №

-3Ьоудорстаанный комнтат

СССР йо вам нзабратаннй н отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.82. Бюллетень № 36 (53} УДК621. .373.1 (088.8) Дата опубликования описания 30.09.82 (72) Авторы изобретения

М. Б. Лейтмвн и В. Д. Сввченков

:".Ф ТИП)Ю тхнвпсыа

Смоленский филиал Московского ордена Ленин и ордена Октябрьской Революции энергетическ ro института (7l ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОК-ЧАСТОТА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испопь.зовано в устройствах автоматики и измерительных устройствах.

Известны преобразователи тока в чвс5 тоту, выполненные на основе мультивибраторв с трансформаторной обратной связью (генервтора Ройера) (1)..

Недостатками такой схемы явшпотся узкий диапазон преобразования и слож- »о ность.

Известен преобразователь ток-частс та, работа»оший по принципу периодическо го заряда времязвдвюшего конденсатора 523

»5 .Недостатком таких преобразователей ток-частота является невысокая точность, обусловленная нелинейностью характеристики преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому 2о является преобразователь ток-частота, содержащий блоки»п генератор на тран. зисторе и трансформвгорсбвэовой, коллекторной и выходной обмотками, времяза-

2 дающий конденсатор, включенный между базовой обмоткой трансформатора и ши- ной источника питания, токозадвющий транзистор, подсоединенный коллектором х точке соединения базовой обмотки с времязадвюшкм конденсатором, а эмиттером — к шине источника управляющего напряжения (3 ) .

Недостатком этого преобразователя ток-частота является низкая точность преобразования, обусловленная нелиней»юстью характеристики преобразования для большого динамического диапазона преобразуемых величин тока.

Цель изобрете»птя — повышение точности путем линеаризации характеристики преобразования.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий блокинггенератор as транзисторе и трансформаторе с базовой, коллекторной и выходной обмотками, времязадающий конденсатор, включенный между базовой обмоткой трансформатора и шиной источника питания, 3 96313 токозадаюший транзистор, подсоединенный коллектором к точке соединения базовой обмотки с времязадающим конденсатором, а эмиттером — к шине источника управляющего напряжения, введена интегрирующая цепь, состоящая из napazmeID.ío соединенных конденсатора и резистора, включенная между эмиттером транзистора блокинг-. генератора и шиной источника питания.

На чертеже показана принциттиальная 10 элеитрическая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит блокинг-генератор на транзисторе 1 и трансформаторе 2, с соответственно подключенными

° каллекторной обмоткой 3, базовой обмоткой 4 и выходной обмоткой 5, времязадаюший конденсатор 6, включенный между базовой обмоткой 4 и плюсовой шиной

7 источника питания, токозадаюший тран- щ зистор 8, коллектор которого подключен к точке соединения базовой обмотки 4 с конденсатором 6,. эмиттер — через резисторы 9 и 10 к шине 11 источника управляющего напряжения и шине 12 источника опорного напряжения соответственно, а база — к делителто напряжения источника питания, состоящему из диода

13 и резистора 14, при этом коллекторная обмотка 3 подключена к обшей шине через термокомпенсируюшнй диод g.5, эашунтированный конденсатором 16, причем вся эта коллекторная цепь зашунти-, рована демпфируюшей цепью, состоящей

;u из последовательно включенных резистора 17 и диода 18, а эмигтер транзистора 1 блокинг-генератора подключен к плюсовой шине 7 источника питания че- . рез интегрирующую цепь 19, состоыцую из параллельно включенных конденсатора

20 и резистора 21.

B схеме действуют напряжения: 0цхвходное управляющее напряжение (на шине 11); Uo — опорное (стабильное) напряжение (на шине 12); UII » -напряжение источника питания (на шине 7); 01напряженйе на диоде 15; Ug - напряжение на интегрирующей цепи 19; Uy- напряжение на диоде 13; U gblz нштряжение на выходной обмотке трансформатора.

Устройство работает следующим образом.

При подитюче пп источников напряжения начинается заряд времяэадаюшего конденсатора 6 до момента отпирания

SS транзистора 1. Огттнранне транзистора 1 приводит к воэннкнове птю лавинообразного процесса, в результате которого тран0 4 зистор 1 насышается, а на коллекторной сбмотке 3 возникает напряжение

ФЗ- П 2

Напряжение Uw з трансформируется в обмотки 4 и 5 (Ощ и U g ). Под действием напряжений 0 р, и 0. происходит перезаряд времязадаюшего конденсатора

6 по цепи: интегрирующая цепь 19, переход. база-эмиттер транзистора 1, обмотка

4. К моменту окончания импульса конден сатор оказывается заряженным до напря жения

0<®=оаи от 5э где U — напряжение между базой и эмиттером открытого транзистора, с полярностью, укаэанной на чертеже. Сумма напряжений на времязадающем конденсаторе 6 и конденсаторе интегрирующей цепи 19, приложенная к эмиттерному переходу транзистора 1 после окончания импульса, поддерживает транзистор 1 в запертом состоянии во время паузы. В это время происходит заряд конденсатора

6 током, равным сумме обратного тока базы и коллекторного тока 3 в токозадающего транзистора 8, равного

=о 3 3+ +J ()

ГДЕ CL И 3I,O - КОЭффиЦйЕНт УСИЛЕНИЯ ПО току и обратный ток коллекторного перехода транзистора 8; 3 э — эмиттерный ток транзистора 8, создаваемый источниками опорного и входного управляюшего напряжений. Источник опорного напряжения и резистор 10 предназначены для получения начального значения частоты преобразователя прн Ойх, а спедовательно, 3gg равном нулю.

Заряд конденсатора 6 происходит до тех пор, пока напряжение на эмигтерном . переходе транзистора 1, изменяя свой знак, не достигает величины напряжения

oTI5ipBHEkI 0 о т ц . . В sToT MOM eHT TpBB эистор 1 отпирается, начинается лавино»образный процесс, приводяший к его насыщению, и работа схемы повторяется.

Частота выходных импульсов равна

fс — — - (4).. ф + Ь„ где 7 - длительность импЪъсов, генерируемых блокинг-гжератором, определяемая магнитными характеристиками сердечника и напряжением питания, I. мало изменяется при изменении входного управляющего тока (напряжении) и полагается неизменной. л- длительность иахо»дится в обратной линейной зависимости от велиппты ynpawaaamего тока Э х

5, 96

Как видно иэ (4), в .известном устройстве, не содержащем интегрирующей цепи

19, частота пришппжально не может линейно зависеть от величины входного тока (линейно связанной с интервалом между импульсами-паузой), причем эта нелинейность особенно проявляется на высоких частотах, когда величина, и становится сойзмеримой с периодом. В предлагаемом же преобразователе введение интегрирующей цепи 19 приводит к

- тому, что с увеличением входного vnpaaляюшего тока (напряжения), т.е. с ростом частоты, увеличивается средний ток, протекающий через пель 19, а следовательно, и напряжение Ug . Это приводит согласно (1) к уменьшению напряжения . на коллекторной обмотке 3 во время импульса, к уменьшению трансформированного напряжения на базовой обмотке 4 и, в конечном счете, к уменьшению напряжения на конденсаторе. В связи с этим уменьшается длительность паузы, что приводит к дополнительному увеличению частоты и увеличению крутизны характеристики преобразования, компенсирующе- му то уменьшение крутизны характеристики преобразования с увеличением частоты, которое имело мес* в известном устройстве.

3130 6 допсцтнительного конденсатора, шунтирую щего диод, позволяющего выделить постоянную составляющую напряжения, обеспечивает повышение эффективности температурной компенсации в широком, динами-, ч еском диапазоне преобразуемых сигналов.

Формула изобретения (7 у

<ое

ВНИИПИ Заказ 7531/78 Тираж 959 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул; Проектная, 4

В предлагаемом преобразователе диод, задающий смещение на базу, служит для термостабилиэапии режима работы токостабилиэирукицего транзистора, а диод— для термостабилизацин режима работы транзистора блокинг-генератора. Наличие

10 Преобразователь ток-частота, содержаний блокинг-генератор на транзисторе и трансформаторе с базовой, коллекторной и выходной обмотками, времязадаюший конденсатор, включенный между ба15 зовой обмоткой трансформатора и шиной источника питания, токозадаюший транзистор, цодсоединенный коллектором к точке соединения- базовой обмотки с времязадаюшим конденсатором, а эмиттером щ к шиче источника управляющего напряжения отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем линеаризапии характеристики преобразования, в него введена интегрирующая пель, 2 состоящая из параллельно соединенных конденсатора и резистора, включенная .между эмиттером транзистора блокинггенератора и шиной источника питания.

Источники информащт, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 499648ю кл Н 03 К 3/26е 1 976»

2. Авторское свидетельство СССР

34 209531, кл. H 03 К 3/30, 1965.

33

3. Электронная техника в автоматике.

Сб. статей под ред. Ю. И. Конева, 197 вып. 9, с. 289-295, рис. 3 (прототип).