Формирователь квазисинусоидального напряжения

 

Изобретение относится к устройствам , формирующим квазигармонические сигналы, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах . Целью изобретения является повышение надежности Формирователь квазисинусоидального напряжения содержит источник t напряжений питания с М отводами, группы переключателей 3j-3M, основной переключающий блок 4, дополнительный переключающий блок 5j; , согласующие трансформаторы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 06 6 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4605568/24 (22) 1 7. 10. 88 (46) 07.06. 91. Бюл., tt - 21 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники (72) В.А.Мордвинов (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 1352603, кл, Н 02 M 7/53, 1987.

Проблемы преобразовательной техники. Ч. 5. - Киев. Изд-во ин-та электродинамики АН УССР, 1987, с. 171, рис. 3.

„„SU„„1654 43 А1

2 (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ КВАЗИСИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

{57) Изобретение относится к устройствам, формирующим квазигармонические сигналы, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Целью изобретения является повышение надежности. Формирователь квазисинусоидального напряжения содержит источник 1 напряжений питания с

M отводами, группы 2 -2н переключателей 3 < -3>, основной переключающий блок 4, дополнительный переключающий блок 5;;, согласующие трансформаторы

3 1654843 4

6 (i=-1,... ÄN), первый и второй до- нительный переключающий блок 5 содерполнительные защитные диоды 7и 8, жит с первого по четвертый переклюблок 9 управления, задающий генера- чающие транзисторы 24-27, с первого тор 10, счетчик 11 импульсов, преоб- 5 по четвертый защитные диоды 28-31. разователь 12 кодов, усилители 13 Выходное напряжение на шинах 14 и мощности, первую 14 и вторую 15 вы" 15 формируется путем сложения и выходные шины. Первый переключатель со- читания "смещенных" во времени напрядержит ключевой транзистор 16 и пер- жений вторых обмоток согласующих вый 17 и второй 18 отсекающие диоды, 10 трансформаторов 6;, полученных вследвторой переключатель содержит ключе- - ствие коммутаций по программе блока вой транзистор 19 и с первого .по чет- 9 управления. основного и дополнительвертый отсекающие диоды 20-23. допол- ных нереключающнх блоков 4 и 5,, 2 ил, Изобретение относится к устройствам, формирующим квазигармонические сигналы, и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Целью изобретения является повы= шение надежности.

На фиг. 1 изоражена функциональная схема формирователя квазисинусоидального напряжения; на .Фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, Формирователь содержит источник 1 напряжений питания с М выходами, группы 2 и 2 переключателей 3 -3> основной переключающий блок 4, дополнительный переключающий блок 5, согласующий трансформатор 6, первый

7 и второй 8 дополнительные защитные . диоды, блок 9 управления, задающий генератор 10, счетчик 11 импульсов, преобразователь 12 кодов, усилители

13 мощности, первую 14 и вторую 15 выходные шины, ключевой транзистор

16 и первый 17 и второй 18 отсекающие диоды первого переключателя из каждой группы переключателей, ключевой транзистор 19 и с nepaoro по четвертый отсекающие диоды 20-23 остальных переключателей, с первого по четвертый переключающие транзисторы 24-27, с первого по четвертый защитные дио» ды 28-31 °

Формирователь квазисинусоидально. го напряжения работает следующим образом.

Источник 1 напряжений литания, например конвертор, имеет три уровня выходных напряжений. Если принять за единицу первый уровень выходного напряжения, то второй и третий уровни выходных напряжений принимаются

7Н „1 ь

U =f4u", (2)

U, 21Н 1 где 0,11,Н 9 — выходные напряжения источника 1 напряжений питания.

На интервале формирования нулевой ступени выходного квазисинусоидального напряжения (фиг. 2а) выключены ключевые транзисторы !6 переключателей 3;, а нагрузка зашунтирована за

55, счет включения второго 25 и четвертого переключающих транзисторов основного переключающего блока 4 (фиг. 2з,к) и дополнительного переt соответственно в два и три раза большими первого уровня. На выходных шинах 14 и 15 формируется напряжение с равномерным квантованием по уровню и различными по длительности ступе25 . нями. Амплитуда этого напряжения

1, 2 (2M+3) i 3,.„(f) о где W - количество ступеней на ин30 тервале в четверть периода (s данном случае (фиг. 1)

@=24);

М - количество ступеней суммируемых напряжений (в данном случае (фиг. 1) М=З);

Ь вЂ” количество суммируемых напряжений (в данном случае (фиг, 1) L=2)р

U - амплитуда первой ступени вы- ходного напряжения (фиг.2а);

Для данного случая выбранного числа выходов источника 1 напряжений питания (фиг.. 1): третьего 26 переключающих транзисторов (фиг. 2п, р) дополнительного переключающего блока 5, выключения первого 25 (фиг. 2о) и четвертого

27 (фиг. 2с) переключающих транзисторов этого же переключающего блока.

Это вызывает формирование на второй обмотке согласующего трансформатора

10 6 такого напряжения, которое обеспечивает на выходе четвертую ступень с разностной амплитудой.

Формирование нулевой ступени в выходном напряжении (фиг. 2б) достига15 ется за счет прямоугольных напряжений, сдвинутых друг относительно друга на длительность нулевой ступени.

Первая нулевая ступень (фиг. 2б) получается за счет включения второго 25

20 (фиг. 2з) и третьего 26 (фиг. 2к) переключающих транзисторов основного переключающего блока 4 и выключен-. ных ключевых транзисторов 16 и 19 всех, переключателей 3 первой группы

2 перекжочателей (фиг. 2г,д, е) .

Вторую нулевую ступень в выходном напряжении (фиг. 2б) получают за счет одновременнога включения первого 24 (фиг. 2ж) и третьего 26 (фиг. 2и)

30 переключающих транзисторов основного переключающего блока 4. В зависимости от коэффициента мощности нагрузки ток протекает по различным цепям. Если ток нагрузки уже перешел

35 через нуль и полярность напряжения совпадает с полярностью така, то ток течет от выхода источника 1 напряжений через первый 20 и четвертый

23 отсекающие диоды, ключевой тран40 зистор 19 третьего переключателя 3. первой группы 2 переключателей, первый 24 и четвертый 27 переключающие транзисторы основного переключающего блока 4 к общей шине источни- 1

45 ка 1 напряжений питания.

Если полярность тока не совпадает с полярностью напряжения, то реактивная мощность нагрузки "сбрасывается" в источник 1 напряжений пи50 тания без существенного изменения формы выходного напряжения. Ток в этом случае протекает по цепи: нагрузка, первый защитный диод 28 (или третий защитный диод 30) основного переключающего блока 4, источник 1 напряжений питания, четвертый защитный диод 3 1 (или второй защитный диод 29) основного переключающего бло ка 4 и т.д. Первый 7 и второй 8 да5 1654843 ,ключающего блока 5 (фиг. 2п,с), На интервале формирования первой ступени выходного напряжения включены ключевые транзисторы 19 третьего переключателя 3> из второй группы

2 переключателей и первый 24 и третйй 26 переключающие транзисторы дополнительного переключающего блока

5 (фиг. 2о,л,с), обеспечивающие подачу напряжения на первую обмотку согласующего трансформатора 6.

Коэффициент трансформации выбран таким, что на второй обмотке согласующего трансформатора 6 присутствует напряжение, равное амплитуде первой ступени выходного напряжения.

Из выражения (2) следует, что согласующий трансформатор 6 должен быть понижающим с коэффициентом трансформации 1/7. При этом выходные шины основного переключающего блока 4 замкнуты за счет включения второго

25 и четвертого 27 переключающих транзисторов (фиг. 2з,к). На интервале формирования второй ступени выходного квазисинусоидального напряжения включается ключевой транзистор 19 второго переключателя 3 из второй группы 2 переключателей и включается ключевой транзистор 19 (фиг. 2л) третьеro переключателя 3> из этой же группы 2 переключателей и кпервой обмотке согласующего TpBHcAQpMR тора 6 прикладывается удвоенное значение напряжения первого уровня напряжения. На второй обмотке формируется соответствующее напряжение (фиг. 2в), при этом выходные шины основного переключающего блока 4 замкнуты.

Формирование третьей ступени выходного напряжения достигается за счет включения ключевого транзистора

16 первого переключателя 3 из второй группы 2Z переключателей (фиг. 2н) и выключения ключевого транзистора 19 второго переключателя

3 из этой же группы переключателей (фиг. 2м). Четвертая ступень выходного напряжения формируется за счет включения ключевого транзистора 19 третьего переключателя 3 (фиг. 2е) из первой группы 2 переключателей, включения первого переключающего транзистора 24 (фиг. 2ж) и включения второго переключающего транзистора

25 (фиг. 2з) основного переключающего блока 4, включения второго 25 и

1654843

30 полнительные защитные диоды необходимы для получения нулевой ступени выходного напряжения (фиг. 2б).

В блоке 9 управления задающий генератор 10 формирует импульсы, которые поступают на счетчик 11 импульсов. На его выходе формируется параллельный код, 1который с помощью преобразователя 12 кодов превращается в код импульсных последовательностей (фиг. 2r-с), поступающих через усилители 13 мощности на управляющие входы переключателей и переключающих блоков.

Предлагаемый формирователь квазисинусоидального напряжения характеризуется более высокой надежностью.

Формула изобретения

Формирователь квазисинусоидального напряжения, содержащий источник напряжений питания с М выходами, групп переключателей, каждая из которых содержит И переключателей, причем каждый из переключателей, кроме первого, из каждой группы переключа" телей содержит ключевой транзистор и четыре отсекающих диода, база ключевого транзистора является управляющим входом переключателя, катоды первого и второго отсекающих диодов подключены к коллектору ключевого транзистора, к эмиттеру которого подключены аноды третьего и четвертого отсекающих диодов, анод первого и катод третьего отсекающих диодов соединены между собой и являются сигнальным входом переключателя, первым и вторым выходами< которого являются соответственно катод четвертого и анод второго отсекающих диодов, а первый переключатель из каждой группы переключателей содержит ключевой транзистор и два отсекающих диода, база ключевого транзистора является управляющим входом первого переключателя, катод первого отсекающего диода соединен с коллектором ключевого транзистора, эмиттер которого подключен к аноду второго отсекающего диода, коллектор ключевого транзистора является сигнальным входом первого переключателя, первым и вторым выходами которого являются соответственно катод второго и анод первого отсекаюших диодов, сигнальный вход каждого из М переключателей

55 каждой группы переключателей соединен с соответствующим из М выходов источника напряжений питания, первые выходы М переключателей каждой группы соединены между собой и яв-, ляются первым общим выходом групйы, вторые выходы М переключателей каждой группы соединены между собой и являются вторым общим выходом группы, основной и N-1 дополнительных переключающих блоков, каждый из которых содержит четыре переключающих транзистора и четыре защитных диода, первый и второй переключающие транзисторы соединены последовательно

У третий и четвертый переключающие транзисторы соединены последовательно, эмиттеры второго и четвертого переключающих транзисторов соединены между собой и являются первой шиной питания переключающего блока, второй шиной питания которого являются соединенные между собой коллекторы первого и третьего переключающих транзисторов, первые одноименные электроды первого, второго, третьего и четвертого защитных диодов подключены к эмиттерам соответственно первого, второго, третьего и четвертого переключающих транзисторов, вторые одноименные электроды второго и четвертого защитных диодов соединены с коллекторами соответственно второго и четвертого переключающих транзисторов, коллекторы второго и четвертого переключающих транзисторов являются соответственно первой и второй выходными шинами. переключающего блока, первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами переключающего блока являются базы соответственно первого, второго, третьего и четвертого переключающих тран-, зисторов, вторые одноименные электроды первого и третьего защитных диодов основного переключающего блока соединены между собой и являются дополнительной шиной питания основного переключающего блока, а вторые одноименные электроды первого и третьего защитных диодов дополнительных переключающих блоков соединены между собой и являются дополнительной шиной питания дополнительного пере" ключанацего блока, первые шины питания основного и дополнительных переключающих блоков подключены к общей шине источника напряжений питания с

1654843

N выходами, первые общие выходы групп переключателей подключены к вторым шинам питания основного и соответствующих дополнительных переключающих блоков, блок управления, содержащий

5 соединенные последовательно задающий генератор, счетчик импульсов, преоб- разователь кодов и усилители мощНОСТИ, ВЫХОДЫ KOT0PblX ЯВЛЯЮТСЯ ВЫХОдами блока управления, выходы блока . управления соединены с управляющими входами соответствукщих переключателей и с соответствующими управляющими входами основного переключающего блока и соответствующих дополнительных переключающих блоков, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, В него введены

0-1 согласующих трансформаторов, первый и второй дополйительные защитные диоды, причем первые одноименные электроды первого и второго дополнительных защитных диодов подключены к со ответствующим одноименным электродам 25 первого .и третьего защитных диодов основного переключающего блока, к второй шине питания которого подключены вторые электроды первого и второго дополнительных защитных диодов, первый и второй выводы первой обмотки каждого из согласующих трансформаторов соединены с первой и второй выходными шинами соответствующего из дополнительных переключающих блоков, вторые обмотки согласующих транс форматоров соединены последовательно, первый вывод второй обмотки первого из согласующих трансформаторов является первой выходной шиной формирователя, второй вывод второй обмотки последнего из согласующих трансформаторов соединен с первой шиной основного переключающего блока, вторая выходная шина которого является выходной шиной формирователя, вторые общие выходы групп переключателей подключены к дополнительным шинам питания основного и соответствующих дополнительных переключающих блоков.

1654843

С ос тавит ель О . Отрад нов

Редактор И.Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор Н,Ревская

Заказ 1953 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формирователь квазисинусоидального напряжения Формирователь квазисинусоидального напряжения Формирователь квазисинусоидального напряжения Формирователь квазисинусоидального напряжения Формирователь квазисинусоидального напряжения Формирователь квазисинусоидального напряжения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано , в частности, в системах векторного управления в качестве датчика функций, а также в измерительной технике в составе задающих генераторов, обеспечивающих частотную и амплитудную модуляцию

Изобретение относится к элементам устройств преобразования координат и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано при экспериментальном исследовании динамических систем регулирования и в информационно-измерительной технике для получения синусоидальных колебаний с стабильной и случайной амплитудой и является усовершенствованием изобретения по авт.св.N1354214

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для решения навигационных задач

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике может быть использовано при построении спецвычислителей, для вычисления значения SIN (P1/2 X) на выходе устройства при подаче значения Х на вход устройства в диапазоне от 0 до 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в гибридных аналого-цифровых устройствах и системах обработки аналоговых сигналов

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматике и информационно-измерительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к функциональным преобразователям кода угла в синусно-косинусные напряжения, и может быть использовано в системах обработки данных

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в тригонометрических преобразователях для получения значений функцций 1= arcsin x, 2=arccos x, а также в различных аналоговых вычислительных устройствах

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, а также в различных функциональных преобразователях для определения значений tgX или arcsinX с высоким быстродействием, низкой погрешностью, простотой реализации в некотором интервале значений аргумента для входных сигналов, изменяющихся в большом динамическом диапазоне

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве функционального преобразователя для вычисления значений функций arc tgk при k<1
Наверх