Способ формирования характеристики преобразования частоты в напряжение

Авторы патента:

Ананьев Александр Владиславович (RU)

H03K3/00 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2604336:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для решения задач преобразования частоты в напряжение. Техническим результатом изобретения является повышение точности преобразования частоты в напряжение за счет формирования характеристики преобразования частоты в напряжение, близкой к линейной при больших значениях крутизны наклона. Способ формирования характеристики преобразования частоты в напряжение заключается в использовании параллельно включенных избирательных цепей и настройке их добротностей и резонансных частот выше и ниже центральной частоты рабочей полосы частот, при этом используют по меньшей мере две последовательно соединенные избирательные цепи верхних и нижних частот на частотах выше и ниже центральной частоты соответственно, резонансные частоты и добротности которых определяют из условия обеспечения минимального отклонения формируемой характеристики от линейного закона преобразования. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для построения преобразователей частоты в напряжение.

Характеристика преобразования частоты в напряжение, или иначе детекторная характеристика, как вариант, определяется избирательной линейной цепью, т.е. цепью с неравномерной амплитудно-частотной характеристикой (см., например, Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. пособие для вузов. - М.: Дрофа, 2006 г., стр. 350).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ формирования характеристики преобразования частоты в напряжение, заключающийся в использовании двух параллельно включенных полосовых избирательных цепей и настройке их добротностей и резонансных частот выше и ниже центральной частоты рабочей полосы частот (см., например, Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. пособие для вузов. - М.: Дрофа, 2006 г., стр. 351).

Недостатком такого способа формирования характеристики преобразования частоты в напряжение является низкая точность преобразования в широкой полосе рабочих частот. Обусловлено это тем, что точность преобразования частоты в напряжение одновременно зависит от крутизны наклона характеристики преобразования в рабочей полосе частот и близости ее к линейному закону (см., например, Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. пособие для вузов. - М.: Дрофа, 2006 г., стр. 351). Однако при использовании всего двух расстроенных относительно центральной частоты полосовых избирательных цепей при увеличении крутизны наклона характеристики преобразования, формируемая характеристика сильно отклоняется от линейного закона, что особенно критично при широкой рабочей полосе частот. Кроме того, при использовании полосовых цепей максимум амплитудно-частотной характеристики равен единице, что с физической точки зрения означает то, что в параллельном колебательном контуре, используемом в прототипе, выходное напряжение по амплитуде не может превосходить напряжение на входе, а наибольшее его значение равно входному напряжению (см., например, Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. пособие для вузов. - М.: Дрофа, 2006 г., стр. 283; Змий Б.Ф. Основы теории цепей: учебник. - Воронеж: ВУНЦВВС ВВА, 2013 г., стр. 210).

Техническим результатом изобретения является повышение точности преобразования частоты в напряжение за счет формирования характеристики преобразования частоты в напряжение близкой к линейной при больших значениях крутизны наклона.

Технический результат достигается тем, что в известном способе формирования характеристики преобразования частоты в напряжение, заключающемся в использовании параллельно включенных избирательных цепей и настройке их добротностей и резонансных частот выше и ниже центральной частоты рабочей полосы частот, используют по меньшей мере две последовательно соединенные избирательные цепи верхних и нижних частот на частотах выше и ниже центральной частоты соответственно, резонансные частоты и добротности которых определяют из условия обеспечения минимального отклонения формируемой характеристики от линейного закона преобразования.

Сущность изобретения поясняется фигурой, где обозначено: пунктирная линия 1 - линейный закон преобразования частоты в напряжение; сплошная линия 2 - характеристика преобразования частоты в напряжение, сформированная известным способом с использованием двух полосовых избирательных цепей; сплошная линия 3 - характеристика преобразования частоты в напряжение, сформированная предлагаемым способом с использованием 2-х избирательных цепей нижних частот и 2-х избирательных цепей верхних частот; Δ - отклонение сформированной характеристики от линейного закона; - формируемые характеристики преобразования частоты в напряжение, представленные в диапазоне нормированных угловых частот; - нормированная угловая частота.

Из фигуры видно, что в случае применения параллельно включенных и расстроенных относительно центральной частоты полосовых цепей линейный закон 1, обладающий высокой крутизной в широкой полосе частот, реализовать невозможно. При этом видно, что даже при существенной меньшей крутизне в полосе рабочих частот характеристики 2, она имеет большую нелинейность.

Из фигуры видно, что характеристика преобразования, образованная включением двух последовательно соединенных избирательных цепей нижних частот и двух последовательно соединенных избирательных цепей верхних частот (график 3) имеет малое отклонение Δ от линейного закона преобразования (график 1). Это достигается за счет выбора резонансных частот и добротностей цепей верхних и нижних частот путем минимизации отклонения их совместной амплитудно-частотной характеристики от требуемой характеристики преобразования частоты в напряжение в рабочей полосе частот. При этом резонансные частоты каждой избирательной цепи отличаются друг от друга. Кроме того, избирательные цепи верхних и нижних частот характерны тем, что максимум их амплитудно-частотной характеристики равен добротности, что позволяет реализовать высокую крутизну (см., например, Попов В.П. Основы теории цепей: учеб. для вузов. 3-е изд., испр., - М.: Высш. шк. 2000 г., стр. 191; Змий Б.Ф. Основы теории цепей: учебник. - Воронеж: ВУНЦ ВВС ВВА, 2013 г., стр. 257). С физической точки зрения это означает то, что напряжение на выходе таких цепей на резонансной частоте превосходит по амплитуде входное напряжение в добротность-раз.

Задача минимизации отклонения Δ формируемой характеристики преобразования от линейного закона в рабочей полосе частот может быть решена, например, как задача приближения функций одной или нескольких независимых переменных посредством других функций, по методике изложенной в источниках 1). Коллатц Л., Крабс В. Теория приближений. Чебышевские приближения и их приложения. М.: Наука, 1978 г., 9-65 с.; 2). Ремез Е.Я. Основы численных методов Чебышевского приближения. Киев: Наукова думка, 1969 г., 624 с. Критерием получения максимального приближения формируемой характеристики к линейному закону являются равные отклонения в рабочей полосе частот, при этом количество отклонений должно быть N+2, где N - общее число избирательных цепей.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность преобразования частоты в напряжение при детектировании частотно-модулированных сигналов, за счет повышения крутизны линейного участка характеристики преобразования частоты в напряжение.

Изобретение может быть реализовано во всевозможных элементных базисах выпускаемых электронной промышленностью: на аналоговых схемах из пассивных элементов (RLC-базис), на аналоговых схемах из пассивных элементов с усилителями (ARLC-базис), на цифровых схемах, на коммутируемых конденсаторах и т.д.

Способ формирования характеристики преобразования частоты в напряжение, заключающийся в использовании параллельно включенных избирательных цепей и настройке их добротностей и резонансных частот выше и ниже центральной частоты рабочей полосы частот, отличающийся тем, что используют по меньшей мере две последовательно соединенные избирательные цепи верхних и нижних частот на частотах выше и ниже центральной частоты соответственно, резонансные частоты и добротности которых определяют из условия обеспечения минимального отклонения формируемой характеристики от линейного закона преобразования.

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для преобразования напряжения в частоту импульсов. Достигаемый технический результат - уменьшение неравномерности расстановки выходных импульсов во времени и расширение диапазона входных напряжений, в котором отсутствует эффект слипания выходных импульсов.

Резонансный генератор импульсов // 2601510

Использование: для питания импульсных источников света, искровых камер, лазеров и ускорителей. Сущность изобретения заключается в том, что первая ступень умножения состоит из первого накопительного конденсатора, первого дросселя, общего коммутатора и внешнего накопительного конденсатора, соединенных последовательно, при этом один вывод внешнего накопительного конденсатора соединен с общей шиной, а другой подсоединен к выводу дополнительного источника зарядного напряжения с полярностью, противоположной полярности основного источника зарядного напряжения.

Зарядное устройство емкостного накопителя энергии // 2601437

Изобретение относится к зарядным устройствам емкостных накопителей энергии и может быть использовано в высоковольтных электрофизических установках большой мощности с высоким уровнем накапливаемой энергии.

Переключатель с высокой изоляцией // 2601172

Изобретение относится к электронной технике. Технический результат - уменьшение и подавление на выходе паразитного сигнала, значительное увеличение уровня изоляции переключателя в выключенном состоянии при сохранении малых потерь во включенном состоянии за счет вариантов подключения коммутирующих и компенсирующих МОП транзисторов.

Способ формирования широтно-импульсной последовательности заданной скважности и частоты с высокой точностью при изменении частоты повторения импульсов в широких пределах // 2600563

Изобретение относится к области цифровой техники и может быть использовано для формирования широтно-импульсной последовательности с заданной скважностью с высокой точностью и не зависящей от изменения частоты информационного сигнала. В основу изобретения поставлена задача получения широтно-импульсной последовательности с заданной скважностью с высокой точностью при изменении частоты информационного сигнала.

Релаксационный генератор импульсов на лавинном транзисторе с низким напряжением питания // 2595937

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных схемах различного назначения, питаемых от низковольтных источников. Достигаемый технический результат - обеспечение самозапуска генератора и возможность использования низковольтных источников питания.

Генератор импульсов переменной амплитуды // 2595614

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электронных устройствах для формирования импульсов напряжения. Достигаемый технический результат - возможность получения импульсов напряжения с заданными параметрами в широком диапазоне по амплитуде от нуля до максимума амплитуды питающего напряжения и заданной длительности импульса.

Генератор импульсов // 2589240

Использование: для формирования высоковольтных импульсов. Сущность изобретения заключается в том, что в генератор импульсов введено, по крайней мере, одно LC-звено, состоящее из индуктивного накопителя и конденсатора, при этом индуктивный накопитель LC-звена одним выводом соединен с нагрузкой и к точке их соединения подключен диод, а другим выводом индуктивный накопитель LC-звена соединен со второй индуктивностью и к точке их соединения одним выводом подключен конденсатор LC-звена, соединенный другим выводом с землей.

Блок электронных ключей для коммутации высокого напряжения на нагрузке // 2588170

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для подачи высоковольтных импульсов на различные приборы и устройства. Техническим результатом является увеличение надежности блока электронных ключей за счет равномерного распределения напряжения, прикладываемого между отдельными ключевыми элементами.

Управление рабочими точками цифрового масштабирования напряжения и частоты // 2584646

Изобретение относится к управлению энергопотреблением в электронной схеме, в частности к управлению рабочими точками тактовой частоты и источника напряжения в электронной схеме.

Rs-триггер // 2604682

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики, связи и может использоваться в специализированных цифровых структурах, системах автоматического управления и передачи цифровой информации. Технический результат: заключается в повышении быстродействия систем обработки информации и создании элементной базы вычислительных устройств, работающих на принципах многозначной линейной алгебры. Такой результат достигается за счет создания RS-триггера, в котором внутреннее преобразование информации производится в многозначной токовой форме сигналов. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ и устройство генерации импульсов с переменной амплитудой с использованием генератора импульсов с высоковакуумной электронной лампой // 2607234

Изобретение относится к генераторам импульсов. Достигаемый технический результат – осуществление управления количеством энергии, отводимой от накопителя энергии для формирования на выходной нагрузке серий производительных электрических импульсов с переменной амплитудой. Способ упрощения генерации импульсов с переменной амплитудой с использованием генератора импульсов c высоковакуумной электронной лампой, содержащего накопитель энергии по меньшей мере один конденсатор-накопитель энергии, характеризуется тем, что регулируют количество энергии, отводимой от накопителя энергии и передаваемой выходной нагрузке, чтобы получить серию производительных электрических импульсов с переменной амплитудой. Устройство упрощения генерации импульсов с переменной амплитудой с использованием генератора импульсов с высоковакуумной электронной лампой содержит конденсатор - накопитель энергии и схему выборочного управления. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 7 ил.

Энергоэффективный низковольтный кмоп-триггер // 2611236

Изобретение относится к области микроэлектроники. Технический результат заключается в расширении диапазона допустимых значений напряжений питания, повышении быстродействия и снижении энергопотребления синхронных триггеров. Для этого предложен энергоэффективный низковольтный КМОП-триггер, включающий входной и выходной каскады, каждый из которых построен на двух идентичных КМОП инверторах, а также имеет ключевой NМОП транзистор, соединяющий вывод инверторов «общий» с общей шиной питания, при этом дополнительно в схему введены третий и четвертый ключевые РМОП транзисторы, причем третий ключевой РМОП транзистор соединен истоком с шиной положительного питания, стоком - с объединенными выводами питания первого и второго инверторов входного каскада, а затвором - с инверсным входом синхронизации триггера; четвертый ключевой РМОП транзистор соединен истоком с шиной положительного питания, стоком - с объединенными выводами питания первого и второго инверторов выходного каскада, а затвором - с прямым входом синхронизации триггера. 5 ил.

Гистерезисный триггер // 2616874

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Технический результат - повышение надежности гистерезисного триггера, используемого в самосинхронных схемах для построения индикатора окончания в них переходных процессов за счет реализации отказо- и сбоеустойчивости; относительно отказов и сбоев транзисторов; относительно обрывов проводов входов-выходов; относительно отказов источника питания, а также за счет интегрированной отказо- и сбоеустойчивость относительно отказов и сбоев транзисторов, обрывов проводов входов-выходов и отказов источника питания. Поставленная цель достигается тем, что гистерезисный триггер содержит группы из транзисторов p-проводимости, группы из транзисторов n-проводимости, вход подключения шины «+» питания, вход подключения шины «Ноль вольт», резервный вход для подключения шины питания «+», резервный вход для подключения шины «Ноль вольт», три резервных входа для первого входа триггера и три резервных входа для второго входа триггера, три резервных выхода триггера. 4 н.п. ф-лы, 1 табл., 20 ил.

Устройство формирования мощных свч-импульсов // 2618601

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных СВЧ-импульсов заданной формы в составе передатчиков радиолокационных станций, использующих СВЧ-приборы с сеточным управлением. Техническим результатом является улучшение формы СВЧ-импульсов при исключении влияния на них паразитных параметров модулятора, который в связи с этим значительно упрощается, что достигается путем разделения цепей, подаваемых на вход СВЧ-прибора, и цепей управления его сеткой таким образом, чтобы усиливаемый импульс поступал на вход предварительно открытого прибора. Устройство формирования мощных СВЧ-импульсов в передатчиках РЛС с приборами сеточного управления содержит формирователь импульсов (1), возбудитель (2), усилитель СВЧ-импульсов (3), согласующий вентиль (4), модуль управления (5), подмодулятор (6), модулятор (7), СВЧ-прибор (8). 5 ил.

Способ формирования импульсов // 2618788

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке средств формирования эталонных сигналов частоты. Технический результат – расширение функциональных возможностей - обеспечен на основе использования эффекта постоянства скорости распространения света в определенной светопроводящей среде, обеспечивающего возможность формирования стабильных по частоте импульсов за счет уменьшения факторов внутренней нестабильности. Для этого первичный световой импульс, направляемый в светопроводящий канал для запуска процесса генерации импульсов, формируют путем электронно-оптического преобразования внешнего запускающего электрического импульса. Последующие световые импульсы, направляемые в светопроводящий канал, формируют путем электронно-оптического преобразования электрических импульсов, получаемых в результате оптоэлектронного преобразования предыдущих световых импульсов, прошедших через светопроводящий канал. Генерируемые световые импульсы имеют длительность, меньшую времени прохождения ими светопроводящего канала. 1 ил.

Высоковольтный генератор // 2619061

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в контактном электрошоковом оружии (ЭШО) и дистанционном электрошоковом оружии (ДЭШО), а именно в нелетальном электрошоковом оружии дистанционного действия, для правоохранительных служб и граждан. Техническим результатом является повышение надежности и обеспечение импульсов с разными выходными параметрами. Высоковольтный генератор содержит источник питания, преобразователь, накопительный конденсатор, разрядник, включенные в цепь первичной обмотки высоковольтного трансформатора, дополнительный конденсатор тока, включенный также последовательно с первичной обмоткой, соединенный выводом одной обкладки с вторичной обмоткой и через нее с одним поражающим электродом и выводом другой обкладки с другим поражающим электродом. 4 ил.

Магнитный усилитель // 2619142

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в различных отраслях техники в качестве электрического генератора. Магнитный усилитель содержит замкнутый магнитопровод с рабочей обмоткой и источник н.с. для его подмагничивания, при этом он снабжен двумя П-образными магнитопроводами, установленными полюсами своих вертикальных стержней на противостоящих друг к другу участках замкнутого магнитопровода вдоль его магнитной линии, а источник н.с. для подмагничивания замкнутого магнитопровода выполнен в виде двух постоянных магнитов, одни одноименные полюса которых устанавливаются с разных сторон одного П-образного магнитоповода к вертикальным его стержням, а вторые одноименные их полюса устанавливаются с разных сторон второго П-образного магнитопровода к вертикальным его стержням, при этом на горизонтальных стержнях упомянутых П-образных магнитопроводов размещены обмотки, а замкнутый магнитопровод выполнен в виде двух П-образных магнитопроводов, установленных с зазором между полюсами вертикальных их стержней. Технический результат – расширение функциональных возможностей магнитного усилителя. 4 ил.

Устройство управления тиратроном с холодным катодом // 2619779

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и предназначено для управления тиратроном с холодным катодом серии ТДИ путем формирования импульсов поджига с нормированной крутизной фронта и следующих с высокой частотой следования импульсов. Устройство управления включает повышающий импульсный трансформатор напряжения (9), емкостной накопитель энергии (5), импульсный водородный тиратрон (15) и блок формирования импульса его запуска, содержащий тиристор (8), включенный в цепь первичной обмотки трансформатора (9), шунтирующий конденсатор (18), соединенный с управляющим электродом тиристора (8), дроссель насыщения (6) и второй шунтирующий конденсатор (7), уменьшающий скорость изменения напряжения на тиристоре (8). Для задержки подачи напряжения на сетку импульсного водородного тиратрона (15) относительно импульса запуска тиристора (8) к управляющему электроду тиристора (8) и к сетке водородного тиратрона (15) подключен генератор тактовых импульсов (19). Емкостной накопитель энергии (5) может быть подключен к сети переменного напряжения через повышающий импульсный трансформатор напряжения (9) и сетевой однотактный выпрямитель (1). Технический результат заключается в возможности использования устройства в схемах генераторов как с импульсной зарядкой накопительного конденсатора, так и с зарядкой постоянным током, в повышении надежности за счет уменьшения количества элементов и эффективности работы, обеспечении параллельной работы двух тиратронов серии ТДИ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ зарядки емкостного накопителя электроэнергии и устройство для его реализации в самолетных электроимпульсных комплексах // 2620600

Изобретение относится к электротехнике и импульсной силовой электронике и предназначено для использования в самолетных электроимпульсных комплексах, в частности - в противообледенительных системах и системах питания бортовых проблесковых огней предупреждения. Техническим результатом предложения является сохранение качества электроэнергии, потребляемой от источника электропитания, за счет непрерывности и равномерности потребляемого тока. Указанные технические результаты обеспечиваются тем, что в способе зарядки емкостного накопителя электроэнергии, по которому на первом этапе каждого высокочастотного цикла накапливают дозы энергии в балластном дросселе и промежуточном индуктивном накопителе, подключая их с помощью первого и второго ключей к источнику питания, а на втором этапе передают их в емкостный накопитель и в снабберный конденсатор вместе с дозой энергии источника, причем регулируют соотношение длительностей этапов в зависимости от напряжения емкостного накопителя, вводят третий этап, на котором сохраняют энергию индуктивного накопителя, шунтируя его вспомогательным ключом, причем длительность шунтирования регулируют в зависимости от среднециклического значения его потокосцепления. Кроме того накопленную к началу третьего этапа дозу энергии балластного дросселя вместе с дополнительной дозой энергии источника передают емкостному накопителю через последовательно с ним соединенный снабберный конденсатор, который затем на первом этапе следующего цикла передает накопленную им при этом дозу энергии индуктивному накопителю через первый основной ключ. Кроме того, в устройство для реализации указанного способа, содержащее входные выводы (1, 2), емкостный накопитель (3), первый блокирующий диод (4), индуктивный накопитель (5), балластный дроссель (6), снабберный конденсатор (7), второй блокирующий диод (8), первый и второй основные ключи (9, 10) и блок управления (11) с основными импульсно-модуляторными выходными выводами (12, 13), вводят вспомогательный ключ (14), третий и четвертый блокирующие диоды (15, 16), а блок управления снабжён вспомогательным выходным выводом (17). 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.