Измерительный генератор импульсов

 

Союз Советснни

Сециапнстнчесннк

Респубпнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

750?00 (61} Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 25.07.77 (2т ) 2520602118-21 с прнсоеднненнем заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27

Дата опублнкования описания 23.07.80. (5()IVL. Кл.

Н 03 К 3/28

Гооударстееииый комитет до делан изобретений и открытий (5З) ДК621.374..5(088.8) (72) Автор изобретения

А. Ф. Кузенков (71) Заявитель

Бентральная аэрологическая обсерватория (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Устройство предназначено дли использования в малогабаритных азроломческих радиозондах в качестве преобраэова тели сопротивления датчиков в длительность измерительных импульсов.

Известно устройство, содержашее дат»чнк, автоколебательный мул ьтивибратор, выполненный на эквиваленте двухбазового диода 1).

Известное устройство по величине сопротявжння датчиков ставит в соответствие частоту следования узких импульсов.

Для того, чтобы сузить спектр переда ваемого радиозондом сигнала и таким обpBsQlvl HoBhlcHTb помехоэатднтденность теж 15 метрни, в нзвестном устройстве введен каскад, котороый узкие импульсы преобра,зует в широкие, сохраняя частоту сждовання импульсов. Ширина имйульсов при этом может управляться. а

Таким образом появляется воэможность в длительности импульсов закодировать признак включенного в устройство в данный момент датчика или в длительности импульса закодировать состояние какоголибо другого датчика, обеспечив одновременное измерение параметров двумя датчиками к передачу данных на землю.

Диапазон возможного нзмеввнии длительности импульса от заннчен н связан с периодом сждовании импульсной посждовательностн, а также минимальным значением измерительного импульса разре шенного в телеметрической системе. Это ограничивает применение устройства при одновременной работе с двуми датчиками, ибо датчики должны быть сооттеетствутотпим образом подобраны. Настройка уст ройства достаточно сложна.

Кроме того, иснользованный в устрой стве автокожбательный мультивнбратор на эквиваленте двухбаэового диада имеет принципиальные недостатки, которые отграничивают качество азрологттческнх изме» реняй, а именнск малый рабочий диапмюн изменения сопротивжнии датчиков аэрологических парамепзов я значительное вли инне .на работу устройства напряжении пн

0 4 большой по величине опорный резистор 8.

Хроисруюший конденсатор 7 своим выводом

"а" практически подключен к корпусу прибора через транзисторы 3 и 4-. Резистор

18 закорочен открытым транзистором 4.

Транзистор 11 закрыт отрицательным по отношению к эми теру потенциалом, приложенным к базе. Хронируюший конденсатор 7 заряжается от источника питания через опорный резистор 9 и датчик 19.

Ка выходе устройства формируеъ я вершина положительного импульса

Когда конденсатор 7 заряжается до напряжения равного напряжению в средней точке делителя, образованного резисторами 36, 17 откроется по цепи эмиттербаза транзистор 5, откроется связанный с ним транзистор 6 и закоротит резистор

17. Точтя «б«конденсатора 7 через тран, зисторы 5 и 6 подключается к корпусу.

В точке а«на конденсаторе 7 появляеъся отрицательный потенциал, который закрывает транзисторы 3 и 4. Формирование положительного импульса закончило -ь.

Длительность его определяется временем заряда конденсатора 7 через резистор 9 и датчик 19.

Отрицательный импульс формируется подобным же образом. Его длительность г также зависит от величины хронируюшего конденсатора 7 и величины сопротивлений резистора 8 и датчика 18. цикл тинерации измерительных импульсов в устройстве с двумя датчиками закончился. Сформировищые устройством импульсы поступают далее на передатчик, Предлагаемая схема устройства симметрична но своей структуре. Непосредствен но после включения питания за время заряда шунтируюшего конденсатора 20 до величины, соответствуюшей условию насьпцения транзисторов, асимметрия каскадов 1 и 2 углубляется и переводит устройство в одно из двух ее возможных состояний, Устраняется "мертвая точка. Далее процесс развивается в соответствии с приведенным описанием. Дополнительное введение обратных связей между каска« дами 1 и 2 через конденсатор 16 и транзисторы 10 и 11 делает устройство рабоъзспособным в диапазоне изменения суммарного сопротивления резистора 8 и датчика 18 (аналогично резистора 9 и давчика 19) от 1 КЭм до 10 кОм. Зто пе рекрытие динамического диапазона существенно выше, нежели у известных устройств.

В предлагаемом устройстве датчики включаются в схему попеременно, Пусть в

3 7807 0 тания и окружаюшей температуры. При этом по датчику, включенному в це пь мультивибратора в течение всего цикла измерения проходит измерительный ток и подогревает датчик.

Известен измерительный генератор импульсов, содержаший автоколебательный мультивибратор на эквиваленте, двухбазового диода с триггерными связями, хра нируюшим конденсатором, нагрузочными ре» »1Озисторами и днумя дополнительными транзисторами j2).

Указанные известные устройства имеют следующие недостатки: взаимное влияние датчиков, влияние параметров генератора на датчики, сложность настройки.

Целью изобретения является расширение фунКциональных возможностей.

Для этого в измерительный генератор импульсов, содержаший автоколебательный 20 мультивибратор на эквивалентах двухбазовых диодов с триггерными связями, хронирукааим конденсатором, нагрузочными резисторами и двумя дополнительными транзисторами, последовательно с нагру25 зочными резисторами введены резистивные датчики аэрологических параметров, причем базы дополнительных транзисторов

Подключены через резисторы к выходам противоположных плеч автоколебательцого

ЗО мультивибратора, коллекторы - к очке соединения нагрузочных резисторов и датчиков аэрологических параметров, а эмиттеры - к противоположным обкладкам хронируюшего конденсатора. 35

На чертеже представлена принципиаль ная схема устройства.

Устройство содержит автоколебатеш ный мультивибратор, плечами которого являются каскады 1 и 2. Транзисторы 3 и 4 - в каскаде 1 и транзисторы 5 и 6, включены по схеме эквивалента двухбазов< го диода, хронируюший конденсатор 7, наРрузочные резисторы 8, 9, дополнительные транзисторы 10, 11, резисторы 12-17, датчики 18 и 19, конденсатор 20 бощ шей емкости, шунтируюший источник mrraния

Устройство работает сждукялим образом, 50

Пусть транзисторы 3 и 4 находят:я в открытом состоянии, транзисторы 5 и 6 закрыты. В этом случае транзистор 10 также открыт положительным потенциалом, с нимаемым через резистор 15 с делите55 ля, образованного сопротивлениями

17. Эмиттер транзистора 3 под,ключен к исто чнику питания через переход эмиттера 10 инеколликтор открытого транзистора

5 75070 одном пжче (каскад 1) включен во времязадающую цепь датчик аэрологических параметров, тогда второе плечо (каскад

2) нагружено на опорный резистор. Большой динамический диапазон предлагаемого формирователя позволяет выбрать опорные резисторы 8 и 9 малыми по величине.

Следовательно, всегда врамязадающая Hemü подключается K каскаду с низкоомным выходом и практически не влияет на сос- ro тояние гогого каскада. Таким образом исключается Взаимное влияние датчиков, В период включения во времязадающую цепь Одяого из датчиков (напри» re pэ

19) второй датчик 18 шуитиров и парап35 лельно включенным транзистором (соответстьенно, 10). Это уменьшает нагрев датчиков измерительным током и снижает погрешность измерения по сравнению с аналогом, в котором датчик включен в то2О ковую цепь в течение всего цикла генерац и измерительных импульсов. Симметричное включение в схему двух эквивалентов двухбазового диода повышает стабильность работы устройства в условиях

25 изменения напряжения питания и окружающей температуры по сравнению с известными устройствами, Настройка юг ройстаа проста. Значение емкости конденсатора обычно зо фиксировано. Вместо датчиков включает - ся их эквивалент, соответствующий мпниMarrbHoMy сопротивлению датчиков B условиях эксплуатации устройства. Далее с помощью резистора 8 устанавгппзают мини- З5 мально допустимое значение длитльности отрицательного импульса, а с пома шью резистора 9 — длительность ноле жительного импульса. После этого для каждого датчика снимается зависимость

4О длительности импульса от его сопротпвления (при произвольном состоянии другого датчика).

0 б

Для устройства хараКТерНа линейная зависимость между длительностью импульса и сопротивлением соответствуюшего датчика.

В условиях эксплуатации может быть предусмотрено последовательное включение в измерительную цепь Взскольких дат» чиков с помощью коммутатора. Обычно для контроля технических " уходов" за вре- мя эксплуатации длич зльпостей импульсов относительно тарировочных значений периодически вместо датчиков включается их эквивалент - сопротивление с высокой стабильностью, Формула изобретения

Измерительный т знератор импульсов, содержащий автокоаэбательный мультиви б— ратор на эквивагюнтах двухбазовых диодов с тригжрными связями, хронирующим конденсатором, нагрузоЧиыми резисторами, двумя дополнительными транзисторами, о т л и ча ю ш и и с я ем, что с целью pacrrrrrpeHrrH функциональных возможностей, последовательно с нагрузочш пии резисторами введены резистивные датчщы аэрологических параметров, причем базы дополнительных транзисторов иодключены через резисторы к выходам противоположных плеч автоколебательного мультивибратора, коллекторы — к точке соединения нагрузочных резисторов и датчиков аэрологических параметров, а змиттеры - к противоположным обкладкам õðîнирующего конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиж

1. Патент США И 3781715, кл. 332-9Т, 1973. 2. Важеиииа 3. П., Пудриков Э. В.

Транзисторные генераторы импульсов мщ лисекундногодиапазона, Сов. радио", 1974, стр, 100 (прототип).

Составитель В. Бугров

Редактор B. РодыщкинаТехред H. Ковалева КорректорМ. Коста

Зак 4669/44 . Ч раж 995 П< дписиое

ДНИИПИ Государственюго коыитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 фидиад, ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4