Устройство для возбуждения ферро-зондов и магнитных усилителей

 

О h И С А Н И Е (834628

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснмх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 756324 (22) Заявлено 05.04.79 (21) 2745625/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.

G 01 R 33/02 (53) УДК 621.317..44 (088.8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 05.06.81 ио делам изобретений и открытий

Ю. В. Афанасьев, Ю. Н. Бобков, Е. Н. Гусев и Б. М. Смирнов 1 у с".

:Ъ

1 (72) Авторы изобретения

1

/ с (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ФЕРРОЗОНДОВ

И МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕИ"

Гооударствеинмк комитет (23) Приоритет—

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля, например, в магнитометрах, градиентометрах, магнитных усилителях.

По основному авт. св. № 756324 известно устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей, содержащее задающий генератор, два триггера, усилитель мощности и интегратор, вход которого подключен к выходу одного из триггеров, а выход — ко входу усилителя мощности (1). 10

Оба триггера включены по схеме с общим счетным входом, который соединен с выходом задающего генератора. Прямой выход одного триггера подключен ко входу другого, инверсный выход которого подключен ко входу первого триггера.

Такое включение триггеров исключает появление второй гармоники (частоты напряжения, в два раза меньшей частоты задающего генератора) в выходных напряжениях обоих триггеров за счет прямого прохождения входного напряжения упомянутой частоты на выход каждого триггера, так как вто- . рая гармоника во входном напряжении на общем счстном входе триггеров отсутствует.

Отсутствие второй гармоники на входах триггеров обусловлено тем, чтс каждый триггер делит частоту входного напряжения на четыре, поэтому частота входного напряжения в четыре раза больше выходного и не содержит частоты напряжения, в два раза меньшей частоты задающего генератора.

Напряжения в виде меандров с прямых (инверсных) выходов каждого триггера сдвинуты на четверть своего периода относительно друг друга.

Выход одного из триггеров подключен к интегратору. Интегратор снижает динамические искажения усиливаемого по мощности сигнала. Однако наличие напряжения второй гармоники на выходе усилителя мощности, который в данном устройстве является основным источником напряжения второй гармоники, снижает точность измерения параметров магнитнОго поля в феррозондовых магнитометрах и магнитных усилителях. Прохождение напряжения второй гармоники с выхода усилителя мощности данного генератора на входы измерительных каналов феррозондового магнитометра или магнитного усилителя обусловлено связью по магнитному потоку и емкостными свя834628

5 о

ICE-I

7фр = — е 7

®йн-I

S5 зями входа и выхода относительно корпуса упомянутого устройства и между собой. Следовательно, в результате этих связей осуществляется прямое прохождение напряжения второй гармоники с выхода усилителя мощности генератора на входы измеритель ных каналов феррозондового магнитометра или магнитного усилителя. Известное устройство позволяет получить содержание второй гармоники в выходном напряжении порядка 0,01% от первой гармоники. В настоящее время, с целью повышения точности измерения магнитных параметров, требуется содержание второй гармоники в цепи возбуждения феррозонда или магнитного усилителя порядка 0,001% и менее от первой гармоники..

Недостатком известного устройства является малое ослабление второй гармоники в выходном напряжении.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее задающий генератор, два триггера с общим счетным входом, который соединен с выходом задающего генератора, прямой выход одного из триггеров через интегратор подключен ко входу усилителя мощности, инверсный выход второго подключен ко входу первого, а инверсный выход первого триггера ко входу второго, снабжено последовательно соединенными дополнительными интегратором и усилителем мощности двумя резисторами и фильтром второй гармоники, при этом вход дополнителью ного интегратора подключен ко второму выходу триггера, инверсного по отношению к первому выходу, последовательно соединенные резисторы подсоединены к выходам усилителей мощности, а их общий зажим подключен ко входу фильтра второй гармоники, выход которого подключен ко входам усилителей мощности.

На чертеже изображена структурная схема устройства для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей.

Устройство содержит задающий генератор 1, триггер 2, триггер 3, интегратор 4, вход которого подключен к выходу Qi триггера 2, усилитель 5 мощности, вход которого подключен к выходу интегратора 4, дополнительный интегратор 6, вход которого подключен к выходу Q< триггера 2, дополнительный усилитель 7 мощности, вход которого подключен к выходу интегратора 6, два последовательно соединенных резистора 8 и 9 и фильтр 10 второй гармоники, выход которого подключен ко входам усилителей

5 и 7 мощности. Последовательно соединенные резисторы 8 и 9 подключены к выходам усилителей 5 и 7 мощности, а их общий зажим — ко входу фильтра 10 второй гармоники. Триггеры 2 и 3 включены по схеме с общим счетным входом С, который соединен с выходом задающего генератора 1. Инверс4 ный выход g триггера 3 подключен ко входу информации D < триггера 2, прямой выход которого подключен ко входу информации

Dq триггера 3. Такое включение триггеров 2 и 3 соответствует схеме включения кольцевого счетчика.

Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей работает следующим образом.

Переменное напряжение с задающего генератора 1 подается на общий вход С триггеров 2 и 3. Прямой выход Q» триггера 2

-подключен ко входу информацииР g триггера 3, инверсный выход которого подключен ко входу информации Р» триггера 2.

Такое включение триггеров 2 и 3 обеспечи15. вает делениЕ частоты напряжения, подающегося с задающего генератора 1, на четыре

На выходе Я» триггера 2 получается последовательность прямоугольных импульсов с частотой, в четыре раза меньшей частоты напряжения на выходе С. Напряжение с выхода Qa триггера 3 аналогично напряжению с выхода Qq триггера 2, но запаздывает или опережает его по времени на четверть своего периода.

Триггеры 2 и 3 могут, быть выполнены; например, в виде двух D-триггеров типа

MS. Время задержки фронтов импульсов при работе триггеров 2 и 3 на упомянутой микросхеме не превышает 3,5 нс, что обеспечивает низкий уровень четных гармоник напряжений на их выходах. Для возможности обесзп печения деления частоты с задающего генератора 1 на четыре выход Q i упомянутой микросхемы соединен со входом информации

D а выход Q — со входом информации

D». Выходное напряжение с задающего генератора 1 подается на вход синхронизации микросхемы типа К100ТМ231.

Напряжения с выходов Q g и Цу триггера 2 в виде меандров подаются на входы интеграторов 4 и 6; выходные напряжения с которых в виде импульсов треугольной фор мы усиливаеются усилителями 5 и 7 мощности. Как известно, относительный коэффициент затухания по гармоникам при переходе от импульсов прямоугольной формы к импульсам треугольной формы определяется соотношением

S Ю где в, и в „, — коэффициенты Фурье соответственно для прямоугольных и треугольных импульсов; и = 1,,2, 3,... — целые числа.

Из приведенного соотношения видно, что уже при и = 4 коэффициент <10, т.е. амплитуда соответствующей гармоники треугольного импульса на порядок меньше амплитуды той же гармоники прямоугольного импульса.

834628

Формула изобретения

15

25

Составитель Е. Данилина

Редактор А. Лежнина Техред A. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 4048/72 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород; ул. Проектная, 4

Выходным напряжением устройства является напряжение между выходами усилителей 5 и 7. Напряжения нечетных гармоник относительно корпуса устройства на вы-— ходах усилителей 5 и 7 мощности противофазные, а четных — синфазные. Поэтому уровень четных гармоник в выходном напряжении составляет менее 0,0001 /р первой гармоники.

Напряжения с выходов А и В усилителей

5 и 7 подаются на последовательно соединенные резисторы 8 и 9, общий зажим которых подключен ко входу фильтра 10 второй гармоники. Напряжение четных гармоник на выходе общего контакта резисторов 8 и 9 относительно корпуса равно сумме, а напряжение нечетных гармоник — разности выходных напряжений усилителей 5 и 7, поэтому напряжения четных и нечетных гармоник на выходе общего контакта резисторов

8 и 9 относительно корпуса имеют один порядок. Фильтр 10 усиливает напряжение второй гармоники и ослабляет поступающие на его вход напряжения остальных гармоник. Напряжение с фильтра 10 подается на входы усилителей 5 и 7, осуществляя при этом компенсацию напряжений вторых гармоник относительно корпуса устройства на выходах усилителей 5 и 7. Благодаря тому, что на вход фильтра 10 поступают напряжения четных и нечетных гармоник одного порядка, значительно улучшается фильтрация второй гармоникИ.И не снижается коэффициент полезного действия (КПД) предлагаемого устройства по нечетным гармоникам.

Устройство для возбуждения феррозондов и магнитных усилителей по авт. св.

¹ 756324. отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено последовательно соединенными дополнительными интеграторм .и усилителем мощности, двумя резисторами и фильтром второй гармоник, при этом вход дополнительного интегратора подключен ко второму выходу триггера инверсного но отношению к первому выходу, поеледовательно соединенные резисторы подсоединены к выходам усилителей мощности, а их общий зажим подключен ко входу фильтра второй гармоники, выход которого подключен ко входам усилителей мощности, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 756324, 5.04.78.