Устройство для формирования импульсов ступенчато- апроксимированной формы

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования ступенчато-аппроксимированных импульсов большой мощности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства при одновременном повьшении мощности выходного сигнала и КПД. Устройство содержит источник 1 импульсного сигнала, с первого по N-й пороговые элементы 2-1 2-4, с первого по (К-1)-й элементы И 3-1,...,3-3, с первого по (N-l)-A инверторы 4-1,...,4-3, с первого по N-й линейные ключи 5-1,...,5-4, с первого по (N-l)-й секционные ключи 6-1,..,6-3, с первого по N-й источники 7-1,...,7-4 постоянного напряжения и выходную шину 8. Величина N определяется допустимой абсолютной погрешностью аппроксимации. Источники 7-1,...,7-4 могут иметь разное напряжение. При использовании высоковольтных источников более чем в 10 раз могут быть увеличены уровень сигнала и его мощность. Отсутствие в выходной цепи пассивных элементов исключает потерю энергии и в 1,5-2 раза повышает КПД по сравнению с известным . 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 Н 03 К 4/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 4085251/24-21 (22) 10.07.86 (46) 30.01.88. Бюл. и 4 (72) В.Г.Сугаков (53) 621.374.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 118858, кл. H 03 Н 4/02, 1957.

Авторское свидетельство СССР

В 799114. кл. Н 03 К 4/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ.

ИМПУЛЬСОВ СТУПЕНЧАТО-АППРОКСИМИРОВАННОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования ступенчато-аппроксимированных импульсов большой мощности. 11елью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства при одновременном повышении мощности выходного сигнала и КПД. Устройство содержит источник

„„SU„„1370739 A 1

1 импульсного сигнала, с первого по N-й пороговые элементы 2-1,..., 2-4, с первого по (N-1)-й элементы

И 3-1,...,3-3, с первого по (N-1)-й инверторы 4-1, ° .,4-3, с первого по

N-й линейные ключи 5-1...,,5-4, с первого по (И-1)-й секционные ключи

6-1...,6-3, с первого по И-й источники 7-1,...,7-4 постоянного напряжения и выходную шину 8. Величина

N определяется допустимой абсолютной погрешностью аппроксимации. Источники 7-1,...,7-4 могут иметь разное напряжение. При использовании высоковольтных источников более чем в

10 раз могут быть увеличены уровень

6 сигнала и его мощность. Отсутствие в выходной цепи пассивных элементов исключает потерю энергии и в 1,5-2 раза повышает КПД по сравнению с известным. 2 ил.

1370739

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования ступенчато-аппроксимированных импульсов большой мощности.

Цель изобретения — расширение функциональных нозможностей при одновременном повышении мощности выходного сигнала и коэффициента полез- ip ного действия устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для случая N=4, где

N — - число уровней выходного сигнала; на фиг. 2 — временные диаграммы. 1г

Устройство содержит источник 1 импульсного сигнала, с первого по N-й пороговые элементы 2-1,...,2-4 с первого по {N-1)-й элементы И 3-1...,, 3 3 С Первого По (N-1)-й Инверто 2р ры 4-1...,4-3, с первого по И-ый линейные ключи 5-1,...,5-4, с первого по (N-1)-й секционные ключи 6-1,..., 6-3,,с первого по И-й источники

7-1,...,7-4 постоянного напряжения и выходную шину 8.

Величина N определяется допустимой абсолютной погрешностью аппроксимации.

Источник 1 выдает импульсный сиг- ЗО нал, который подвергается аппроксимации. В качестве источника 1 могут быть использованы генераторы импульсов с сигналами заданной формы или различного рода преобразователи, например датчики магнитного (электрического) импульсного поля и др.

Источниками 7-1...,,7-4 постоянного напряжения могут служить химические источника тока, генераторы постоянного тока и т,д. Их напряжение и мощность определяются требуемым уровнем выходного сигнала.

Устройство работает следующим образом. 45

Вся схема запускается в работу источником 1, на выходе которого появляется изменяющееся во времени напряжение U, (фиг.2а). Сигнал с выхода источника 1 подается на входы пороговых элементов 2-1>.. ° 2-4. При достижении этим сигналом уровня U,=

=U„, необходимого для срабатывания первого порогового элемента 2-1, на первый вход первого элемента И 3-1 подается "1". Так как напряжение на входе второго порогового элемента

2-2 еще не достигло уровня срабатывания, то на его выходе сигнал отсутстнует и с выхода первого инвертора

4-1 подается "1" на второй вход элемента И 3-1, На выходе элемента И 3-1 появляется сигнал, который поступает на вход управления первого линейного ключа 5-1. Источник 7-1 постоянного напряжения подключается через ключ 5-1 к выходной шине 8 устройства °

При дальнейшем увеличении сигнала на выходе источника 1 и достижении уровня U,=-2U срабатывает второй пороговый элемент 2-2 (фиг, 2б).

На первый вход второго элемента И 3-2 поступает "1", и так как элемент И

3-2 подготовлен по второму входу

"1" с выхода инвертора 6-2, то на вход управления второго линейного ключа 5-2 поступает сигнал на включение. Ключ 5-2 открывается и подключает к шине 8 источник 7-2. Одновременно с этим на вход управления секционного ключа 6-1 также поступает сигнал на открытие. Логическая "1" с выхода порогового элемента 2-2 иннертируется инвертором 4-1 в "О", который закрывает по второму нходу элемент И 3-1 и линейный ключ 5-1 закрывается. Источник постоянного напряжения 7-1 оказывается подключенным последовательно через секционный ключ

6-1 с источником 7-2 и через линейный ключ 5-2 — к шине 8.

При последующем увеличении сигнала U, на выходе источника 1 импульсного напряжения и достижении уровня

11,=3U„ срабатывает пороговый элемент

2-3, открываются линейный ключ 5-3 и секционный ключ 6-2, а линейный ключ 5-2 закрывается. При этом к шине 8-подключается последовательно соединенные источники 7-1, 7-2 и

7-3.

При дальнейшем увеличении U, и достижении им уровня U,=411„ срабатывает пороговый элемент, сигнал с выхода которого подается на входы ключей 5-4 и 6-3 и последние открываются. Одновременно ключ 5-3 закрывается.

Источник 7-4 включается последовательно с источниками 7-1, 7-2, 7-3 и подключается к выходной шине 8.

По мере снижения U„ ниже 4U „ сигнал на выходе порогового элемента

2-4 исчезает. Закрываются ключи 6-3 и 5-4, а ключ 5-3 открывается. При этом источник 7-4 выводится °

13707

Последующее снижение,!, ниже 3IIÄ приводит к исчезновению сигнала на выходе порогового элемента 2-3 и вы— воду иэ цепи источника 7-3.

При дальнейшем снижении U, последовательно выводятся из выходной цепи источники 7-2 и 7-1.

Сформированный на выходе устройстна сигнал 11 „ (фиг.2н) является увеличенной по амплитуде ступенчатой аппроксимацией сигнала U, полученного на выходе источника импульсного напряжения. Коэффициент увеличения определяется отношением 15

K=-U

1-1п где U — напряжение источников постоянного напряжения 7-1 ° .. ° 2p

7-4;

U — напряжение срабатывания поМ рогового элемента 2-.1.

В общем случае источники 7-1,..., 7-4, входящие н устройство, могут 25 иметь разное напряжение. В этом случае напряжение срабатынания пороговых элементов 2-1,...,2-4 выбираются пропорционально напряжениям соответствующих источников, 30

Таким образом, устройство при использовании высоковольтных источников в 10 и более увеличит уровень сигнала и его мощность. Отсутствие в выходной цепи пассивных элементов исключает потерю энергии и в 1,5-2 раза повышает КПД по сравнению с известным.

Формула изобретения

Устройство для формирования импульсов ступенчато-аппроксимирован39

4 ной формы, содержащее с перного по

N-й линейные ключи, нключенные между выходами перной полярности соответственно с первого по М-й источникон постоянного напряжения и выходной шиной, а выход второй полярности первого источника постоянного напряжения соединен с общей шиной, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей при одновременном повышении мощности выходного сигнала и КПД устройства, в него введены источник импульсного напряжения, с первого по

N-й пороговые элементы, с первого по N-й элементы И, с первого по (N-1)-й иннерторы и с первого по (N-1)-й секционные ключи, причем нходы с первого по N-й пороговых элементов соединены с выходом источника импульсного напряжения, выходы с первого по (11-1)-й пороговых элементов соединены с первыми входами соответствующих с первого по (N-1)-й элементов И, выходы которых соединены с входами соответствующих линейных ключей, выходы с второго по N-й пороговых элементов соединены с входами управления с первого по (!1-1)-й секционных ключей и через соответствующие инверторы с вторыми входами с первого по (Ч-1)-й элементов И, при этом входы с первого по (Е-1)-й секционных ключей соединены с выходами первой полярности соответствующих источников постоянного напряжения, а выходы соединены с выходами второй полярности соответственно, с второго по N-й источников постоянного напряжения, причем выход N-го порогового элемента подключен к входу П-ro линейного ключа.

1370739

Ц

ЧОп

3 Оп

20п

Уп о еих

ФУ

Составитель А.Смирнов

Редактор М.Недолуженко Техред М.Дидык Корректор A.Èëüèí

Заказ 426/53

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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