Нелинейный реактивный двухполюсник

 

1. НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВУПОЛЮСНИК, содержащий активный элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой и реактивный двухполюсник , которые имеют общую точку соединения , отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, в качестве активного элемента с нелинейной вольтамперной характеристикой применен управляемый ключ с двухсторонней проводимостью и введены датчик входного воздействия и блок управления ключом с двухсторонней проводимостью , причем выход датчика входного воздействия подключен к входу блока управления ключом, а вход - к цепи, образованной из управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника . 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вход датчика входного воздействия подключен параллельно цепи, образованной из последовательно соединенных управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вход датчика входного воздействия подключен последовательно с цепью, обра- f/j зованной из параллельно соединенных управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника.

„„SU„„1019590

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(д) Н 03 Н 11/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ перной характеристикой применен управляемый ключ с двухсторонней проводимостью и введены датчик входного воздействия и блок управления ключом с двухсторонней проводимостью, причем выход датчика входного воздействия подключен к входу блока управления ключом, а вход — к цепи, образованной из управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника. (21) 3245275/18-09 (22) 05.02.81 (46) 23.05.83. Бюл. № 19 (72) Ю. А. Мерзлов и О. П. Новожилов (71) Московский институт электронного машиностроения (53) 621.372.45(088.8) (56) 1. Филановский И. М. и др. Схемы с преобразователями сопротивления. Л., «Энергия», 1973, с. 41, рис. 1-4.

2. Дробов С. А., Бычков С. И. Радиопередающие устройства. М., «Советское радио», 1969, с. 381, рис. 14.21 (прототип) .

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вход датчика входного воздействия подключен параллельно цепи, образованной из последовательно соединенных управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника.

3. Устройство по п. 1, отличающееся Е тем, что вход датчика входного воздействия подключен последовательно с цепью, образованной из параллельно соединенных управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника. (54) (57) 1. НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВУПОЛЮСНИК, содержащий активный элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой и реактивный двухполюсник, которые имеют общую точку соединения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, в качестве активного элемента с нелинейной вольтамОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

1019590

Изобретение относится к радиоэлектронике и электротехнике и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре и электротехнических установках в качестве нелинейного реактивного двухполюсника, в частности, для умножения частоты гармонических колебаний.

Известно двухполюсное реактивное устройство, содержащее усилитель и реактивный двухполюсник и представляющее собой масштабный преобразователь реактивного сопротивления (1).

Недостатками устройства являются линейность характеристики и большие потери мощности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реактивный каскад, содержащий активный элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой и реактивный двухполюсник, которые имеют общую точку соединения (2).

Недостатком известного устройства являются большие потери мощности, обусловленные постоянной составляющей тока, протекающего через активный элемент.

Цель изобретения — уменьшение потерь мощности в нелинейном реактивном двухполюснике.

Цель достигается тем, что в нелинейном реактивном двухполюснике, содержащем активный элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой и реактивный двухполюсник, которые имеют общую точку соединения, в качестве активного элемента с нелинейной вольтамперной характеристикой применен управляемый ключ с двухсторонней проводимостью и дополнительно введены датчик входного воздействия и блок управления ключом с двухсторонней проводимостью, причем выход датчика входного воздействия подключен к входу блока управления ключом, а вход датчика входного воздействия — к цепи, образованной из управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника.

Кроме того, вход датчика воздействия подключен параллельно цепи, образованной из последовательно соединенных управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника.

При этом вход датчика входного воздействия подключен последовательно с цепью, образованной из параллельно соединенных управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухполюсника.

На фиг. 1 и 2 представлены функциональные электрические схемы устройства с последовательным и параллельным соединением управляемого ключа с двухсторонней проводимостью и реактивного двухпо20

ЗО

2 люсника соответственно; на фиг. 3 — возможный вариант выполнения принципиальной электрической схемы устройства; на фиг. 4 и 5 — диаграммы работы устройства.

Устройство содержит активный элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой, выполненный в виде управляемого ключа I с двухсторонней проводимостью, реактивный двухполюсник 2, датчик 3 входного воздействия и блок 4 управления ключом.

Нелинейный реактивный двухполюсник работает следующим образом.

При поступлении на вход нелинейного реактивного двухполюсника переменного входного наг,ряжения U (t) фиг. 4а) и при использовании в качестве реактивного двухполюсника 2 конденсатора срабатывает управляемый ключ 1 с двухсторонней проводимостью и конденсатор начинает заряжаться.

При этом в зависимости от требуемой функциональной характеристики работы устройства .датчик 3 входного воздействия может выполнять функции ограничителя входного напряжения, делителя напряжения и функции односторонней, либо двухсторонней проводимости входного тока. Входное напряжение, прошедшее через датчик 3 входного воздействия, поступает на вход блока 4 управления ключом, где сравнивается с напряжением, пропорциональным опорному нап ряжению

U<„при превышении которого срабатывает и открывается управляемый ключ I с двухсторонней проводимостью. При понижении входного напряжения конденсатор разряжается, причем его энергия возвращается в источник входного напряжения, а при достижении напряжения U(t) величины, равной или меньшей опорного напряжения.U, управляемый ключ 1 с двухсторонней проводимостью выключается.

В течение времени {, — tg {фиг. 4), когда управляемый ключ 1 с двухсторонней проводимостью открыт, напряжение на конденсаторе U< {t) и, следовательно, заряд конденсатора ч(т) будут повторять форму входного напряжения U (1) /фиг. 46/. В то время, когда управляемый ключ 1 с двухсторонней проводимостью находится в выключенном состоянии, напряжение на конденсаторе равно V„a заряд q=C<, На основании зависимостей U(t) и q(t) путем исключения времени t получается вольткулонная характеристика устройства (фиг.5а) .

Отсутствие петли гистерезиса в вольткулонной характеристике говорит о том, что в рассматриваемом случае мощность потерь равна нулю. Это объясняется возвратом всей энергии, накопленной в конденсаторе, обратно во внешнюю цепь.

Если управляемый ключ 1 с двухсторонней проводимостью дополнительно коммутировать в моменты времени, когда входное напряжение достигает величины, равной отрицательному значению опорного напряже1019590

Фиг5

3. ния — У, то вольткулонная характеристика принимает вид нечетной функции, изображенной на фиг. 56. При этом, когда входное напряжение меньше по абсолютной величине опорного напряжения, управляемый ключ с двухсторонней проводимостью открыт, а когда входное напряжение превышает опорное — закрыт.

Таким образом, устройство может выполнять различные нелинейные функции, а отсутствие петли гистерезиса свидетельствует о возможности получения малых потерь мощности прн реализации нелинейных реактивных двухполюсников.

Использование нелинейного реактивного двухполюсника в мощных устройствах, в частности в умножителях частоты, позволило повысить их коэфициент полезного действия, уменьшить массу и габарит. Так, при применении нелинейного реактивного двухполюсника в уловителе частоты коэффициент полезного действия достигает 93 о о.

1019590

Составитель А. Осипович

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор Ю.Макаренко

Заказ 3724/51 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4