Устройство автоматического согласования выходного сопротивления генератора с нагрузкой

 

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в установках для высокочастотного индукционного и диэл. нагрева, для возбуждения низкотемпературной плазмы. Цель изобретения - повышение быстро

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Н О Н ф(1 i (;ß((g ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° : й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3905280/24-09 (22) 03.06.85 (46) 30. 01. 88. Бюл. N 4 (72) Г.P.Ëþòôaëèåâ и И.Т.Шпанько (53) 621.396.662 (088.8) (56) Патент ФРГ Np 2923277, кл. Н 03 Н 7/40, 11,12.80с

Патент США N 4375051, кл. 333/17М, 22.02.83. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СОГЛАСОВАНИЯ ВЫХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

ГЕНЕРАТОРА С НАГРУЗКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в установках для высокочастотного индукционного и диэл, нагрева, для возбуждения низкотемпературной плазмы.

Цель изобретения — повышение быстро1370724 действия и точности согласования при увеличении диапазона уровней мощности сигнала отраженной волны, Устр-во содержит блоки 1 и 8 ввода данных, блоки 2 и 9 сравнения, исполнительный эл-т 3, генератор 4 сигналов ВЧ, рефлектометр 5, блок 6 согласования, нагрузку 7, блок 10 исполнительных эл-тов. Вновь введены эл-т ИЛИ 11

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках для высокочастотного индукционного и диэлектрического нагре- 5 ва, а также для возбуждения низкотемпературной плазмы, например, при ионно-плазменной и плазмохимической обработке деталей и узлов электронной техники. 10

Целью изобретения является повышение быстродействия и повышение точности согласования при увеличении диапазона уровней мощности сигнала отраженной волны.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема устройства автоматического согласования выходного сопротивления генератора с нагрузкой; на фиг.2 — структурная электрическая 20 схема устройства с раскрытием блоков первого блока ввода данных, первого блока сравнения, второго блока сравнения, блока исполнительных элементов и формирователя управляющих сигналою и их функциональных взаимосвязей.

Устройство автоматического согласования выходного сопротивления генератора с нагрузкой содержит последовательно соединенные первый блок

1 ввода данных, первый блок 2 сравнения, исполнительный элемент 3, генератор 4 сигналов высокой частоты, рефлектометр 5, блок 6 согласования и нагрузку 7, последовательно соединенные второй блок 8 ввода данных, второй блок 9 сравнения и блок 10 исполнительных элементов, который через элемент ИЛИ 11 соединен с Аор40 мирователем 12 управляющих сигналов, формирователь 12 управляющих сигналов, преобразователь 13 напряжение частота. По п,2 ф-лы блок 1 содержит последовательно соединенные шину, селектор-мультиплексор, дешифратор и управляющий источник питания, управляющие входы к-рого подключены к выходам дешифратора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. к второму входу которого подключен преобразователь 13 напряжение — частота, входы сигналов отраженной волны первого и второго блоков сравнения объединены и подключены к выходу сигнала отраженной волны рефлектометра 5, входы сигнала падающей волны первого и второго блоков сравнения объединены и подключены к выходу сигнала падающей волны рефлектометра, выход блока 10 исполнительных элементов соединен с входом управления блока 6 согласования, вход преобразователя 13 соединен с выходом сигнала отраженной волны рефлектометра, первый и второй установочные выходы и вход блока 10 исполнительных элементов, который через элемент ИЛИ 11 соединен с формирователем 12 управляющих сигналов, к второму входу которого подключен преобразователь 13 напряжение — частота. Входы сигналов отраженной волны первого и второго блоков сравнения объединены и подключены к выходу сигнала отраженной волны рефлектометра 5, входы сигнала падающей волны первого и второго блоков сравнения объединены и подключены к выходу сигнала падающей волны рефлектометра, выход блока 10 исполнительных элементов соединен с входом управления блока 6 согласования, вход преобразователя 13 соединен с выходом сигнала отраженной волны рефлектометра, первый и второй установочные выходы и вход блока 10 исполнительных элементов соединены соответственно с первым и вторым входами и выходом элемента ИЛИ 11, управляющие входы формирователя 12 управляющих сигналов подключены к соответствующим

1370724 счетным входам блока 10 исполнительных элементов.

Первый блок 1 ввода данных содержит последовательно соединенные шину

14, селектор-мультиплексор 15, дешифратор 16 и управляемый источник 17 питания, управляющие входы которого подключены к выходам дешифратора.

Первый блок 2 сравнения содержит пос- 1< ледовательно соединенные компаратор

18 и элемент ИЛИ-НЕ 19. Первый вход компаратора 18 подключен к выходу управляемого источника 17 питания, а вторые входы компаратора 18 и элемента ИЛИ-НЕ 19 соединены с выходами сигналов соответственно отраженной и падающей волн рефлектометра, Выход элемента 19 подключен к входу исполнительного элемента 3.

Второй блок 9 сравнения содержит усилители 20 и 21, первые входы которых подключены к выходам соответственно отраженной и падающей волн рефлектометра. Второй вход усилите- Z5 ля 20 соединен с выходом второго блока 8 ввода данных, а второй вход усилителя 21 — с источником опорных напряжений (не показан). Выходы усилителей 20 и 21 подключены к соответ- З0 ствующим входам компаратора 22.

Блок 10 содержит элементы И 23 и

24, счетчики 25 и 26, блок 27 сравнения кодов, генератор 28 коротких импульсов, триггеры 29 и 30, а также элемент 31 задержки.

Формирователь 12 содержит последовательно соединенные элемент И-НЕ

32, счетчик 33 и дешифратор 34.

Управляющие выходы дешифратора 34 40 соединены с первыми входами соответствующих элементов 23 и 24, а вторые входы элементов 23 и 24 соединены между собой и подключены к выходу генератора 28. Выходы элементов 23 и 45

24 через счетчики 25 и 26 соответственно подключены к входам блока

27, установочный вход которого соединен с выходом элемента 22 в блоке

9. Выход блока 27 соединен с S-входом триггера 29. Прямой выход последнего подключен к второму входу согласующего устройства 6. Кроме того, выход триггера 29 соединен с первым о входом элемента ИЛИ 11, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера 30, а вьмод через элемент

31 — к установочным входам счетчиков

25 и 26, к первому входу формирователя 12, т.е. к первому входу элемен- та И-НЕ 32 и к R-входу триггера 30.

Второй вход элемента 32 соединен с выходом преобразователя 13 напряжение — частота.

Устройство автоматического согласования выходного сопротивления генератора с нагрузкой работает следующим образом.

Генератор 4 вырабатывает электрические колебания высокой частоты, которые через последовательно соединенные рефлектометр 5 и блок 6 поступают в нагрузку 7. Сигнал управления, устанавливающий уровень выходной мощности генератора 4, формируется первым блоком 2 сравнения, на входы которого поступают сигналы с вьмода первого блока 1 ввода данных и с выходов сигналов отраженной и падающей волн рефлектометра 5. Управление генератором 4 производится посредством исполнительного элемента 3. Управление блоком 6 согласования производится с помощью блока 10 исполнительных элементов, на который поступают сигналы с выхода второго блока 9 сравнения и формирователя 12.

Выходной сигнал второго блока 9 сравнения формируется в соответствии с поступающими на него сигналами с выхода второго блока 8 ввода данных и с выходов сигналов отраженной и падающей волн рефлектометра 5.

Сигнал отраженной волны с рефлектометра 5 поступает через преобразователь 13 на формирователь 12, на который через элемент ИЛИ 11 поступают сигналы с выходов блока 10. С выходов формирователя 12 сигналы подаются на счетные входы блока 1О и также используются для формирования сигналов управления блоком 6.

В исходном состоянии счетчики 25, 26 и 33 обнулены, триггеры 29 и 30 находятся в нулевом состоянии, а уровень мощности генератора 4 задается значением выходного напряжения управляемого источника 17. Это напряжение изменяется с помощью дешифратора l6 на входы которого подаются соответствующие сигналы с выходов селектора мультиплексора 15. При включении генератора 4 на неизвестную нагрузку регулируемая величина, т.е. отражен ная мощность, в общем случае отличается от заданной, а направление изменения этой величины является про1370724

10 иэвольным. Сигнал рассогласования, который вырабатывается компаратором

18, поступает в элемент 19, на который подается также сигнал падающей волны рефлектометра 5. При достаточном уровне последнего, что свидетельствует об установлении режима генератора, сигнал рассогласования поступает в исполнительный элемент 3.

В усилителе 20 сигнал отраженной волны сравнивается с выходным сигналом второго блока 8 ввода данных, а сигнал падающей волны сравнивается в усилителе 21 с сигналом источника опорного напряжения (не показан). В компараторе 22 определяется соответствие уровней сигналов отраженной и падающей волн заданным значениям.

При наличии такого соответствия с выхода компаратора 22 на блок 10 подается сигнал, разрешающий работу блока 10, который поступает на управляющий вход блока 27.

Импульсный сигнал, пропорциональный отраженной мощности, поступает с выхода преобразователя 13 на вход формирователя 12 и при отсутствии второго сигнала на элементе 32 совпадения проходит через счетчик 33 на соответствующий выход дешифратора 34.

Первый импульс поступает на выход элемента 23, разрешая прохождение коротких импульсов с генератора 28 на вход счетчика 25 и на первый вход блока 27 в течение периода времени между первым и вторым импульсами с выхода преобразователя 13.

В течение времени между вторым и третьим импульсами аналогичным образом короткие импульсы проходят через элемент 24 на второй вход схемы 27.

Если количество импульсов на первом входе блока 27 меньше, чем на втором, что соответствует увеличению отраженной мощности, на его выходе возникает импульс, который, поступая на Sвход триггера 29, вызывает его переброс в единичное состояние и, соответственно, — реверс управляющего воздействия в блоке 6. В противном случае реверса не происходит, т.е. изменение осуществляется в сторону уменьшения отраженной мощности.

Сброс счетчиков и триггера 30 осуществляется следующим образом: в первом случае — после появления выходного импульса блока 27 на входе элемента 11, во втором — после появления

55 третьего импульса на S-входе триггера 30. В обоих случаях задержанный элементом 31 выходной сигнал элемента 11 обнуляет указанные элементы и запрещает прохождение импульсов с преобразователя 13 на время действия импульса сброса. Таким образом, согласование осуществляется при минимуме отраженной мощности.

Формула изобретения

1. Устройство автоматического согласования выходного сопротивления генератора с нагрузкой, содержащее последовательно соединенные первый блок ввода данных, первый блок сравнения, исполнительный элемент, генератор сигналов высокой частоты, рефлектометр, блок согласования и нагру3Ку, последовательно соединенные второй блок ввода данных, второй блок сравнения и блок исполнительных элементов, при этом входы сигналов отраженной волны первого и второго блоков сравнения объединены и подключены к выходу сигнала отраженной волны рефлектометра, входы сигнала падающей волны первого и второго блоков сравнения объединены и подключены к выходу сигнала падающей волны рефлектометра, выход блока исполнительных элементов соединен с входом управления блока согласования, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения точности согласования при увеличении диапазона уровней мощности сигнала отраженной волны, введены последовательно соединенные преобразователь напряжение — частота и формирователь управляющих сигналов, к другому входу которого подключен выход введенного элемента ИЛИ, вход преобразователя напряжение — частота соединен с выходом сигнала отраженной волны рефлектометра, первый и второй установочные выходы и вход блока исполнительных элементов соединены соответственно с первым и вторым входами и выходом элемента ИЛИ, управляющие выходы формирователя управляющих сигналов подключены к соответствующим счетным входам блока исполнительных элементов.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что первый блок

1370724 тор-мультиплексор, дешифратор и управляемый источник питания. ввода данных содержит последовательно соединенные шину данных, селекСоставитель Н.Павлов

Техред М.Ходанич

Корректор В.Бутяга

Редактор Е.Копча

Заказ 425/52 Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4