Делитель тока в заданном соотношении

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4Е ТЕЛЬ СТВУ

Союз Советских

Социалистические

Реслублик

< >851684 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.10.79 (21) 2826114/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 М 3/06

Гевударстеелннй кенктет Опубликовано 30.07.81. Бюллетень №28

Дата опубликования описания 05.08.81

IIo делан лзееретеиий и етернтий (53) УДК 621.382..8 (088.8) (72) Авторы изоб ретен и я

Б. М. Лебедь и В. А. Лаврович (71) Заявитель (54) ДЕЛИТЕЛЬ ТОКА В ЗАДАННОМ СООТНОШЕНИИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве прецизионного регулируемого делителя токов в заданном отношении.

Известен делитель тока, содержащий два управлямых источника тока, выходы которых соединены с индивидуальными нагрузками, а входы управления источников токов подключены к выходам блока управления, источники напряжения и усилители постоянного тока (1).

Недостатки известного делителя тока— сложность, низкая точность установки и поддержания соотношения токов в нагрузках, малый диапазон изменений токов.

Цель изобретения — повышение точности установки и поддержание соотношения токов в нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в делителе тока в заданном соотношении, содержащем два управляемых источника тока, выходы которых соединены с индивидуальными нагрузками, а входы управления источников токов подключены к выходам блока управления, блок управления выполнен из полоснопропускающего ферритового фильтра с магнитными системами управле2 ния, генератора СВЧ, .выход которого подключен ко входу полоснонропускающего ферритового фильтра, амплитудного детектора, вход которого соединен с выходом полоснопропускающего фильтра, и блока слежения, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выходы подключены к входам управления управляемых источников тока, причем индивидуальные нагрузки включены последовательно с катушками магнитных систем управления полоснотв. пропускающего ферритового фильтра.

На фиг. 1 представлена блок-схема делителя тока; на фиг. 2 — конструкция полоснопропускающего ферритового фильтра.

Делитель тока содержит управляемые источники 1 и 2 тока, нагрузки 3 и 4, полосно1 пропускающий ферритовый фильтр 5, генератор СВЧ 6, амплитудный детектор 7 и блок 8 слежения за максимумом коэффициента передачи амплитудного детектора 7.

Фильтр 5 содержит входной 9 и выходной

10 присоединительные- разъемы, соединен2О ные отрезками СВЧ 11 передачи с звеньями

12 и 13 ферритового фильтра 5. Каждое звено полоснопропускающего фильтра 5 содержит закороченные ортогональные витки (или

851684 полувитки), в герметическом центре которых с помощью керамического держателя укреплен ферритовый резонатор. Каждое из звеньев ферритового фильтра управляется отдельной магнитной системой. Звено 12 ферритового фильтра 5 расположено в зазоре магнитной системы 14. Напряженность магнитного поля в зазоре магнитной системы 14 изменяется с помощью тока 11, протекающего по катушке 15. Звено 13 ферритового фильтра 5 расположено в зазоре магнитной системы 16, напряженность магнитного поля в зазоре которой изменяется током Iz протекающим по катушке 17. С целью исключения влияния одной магнитной системы на другую они разделены пластиной 18, изготовленной из того же магнитного материала, что и магнитные системы 14 и 16.

Оба звена 12 и 13 полоснопропускающего фильтра 5 соединены друг с другом посредством отрезка проводника 19, проходящего через отверстие в пластине 18.

Делитель тока работает следующим образом.

СВЧ-энергия может быть передана с входа фильтра 5 на его выход при условии, что оба его звена 12 и 13 построены таким образом, что образуют полоснопропускающий фильтр, резонансная частота которого определяется выражением

"о= ff Но, где Н o — величина магнитного поля;

М = 2 8 — " — гидромагнитное отношеMf

3 ние электрона.

Обычно магнитные системы фильтров конструируются с расчетом, что магнитное поле Н линейно зависит от величины тока катушек электромагнитных систем, т.е.

Но 1о и 1о=К1о, где К вЂ” константа, зависящая от конструкции и материала магнитной системы, называемая крутизной перестройки.

Если магнитные системы 14 и 16 фильтра не идентичны, т.е. имеют различные зазоры или разное количество витков в катушках 15 и 17, то они име от различные значения крутизны перестройки где f q — резонансная частота звена 12 фильтра 5;

f q — резонансная частота звена 13 фильтра 5;

I1,1 — токи в катушках 15 и 17 магнитных систем.

В этом случае прохождение СВЧ-энергии через полоснопро пускающий ферритовый фильтр определяется равенством откуда К111= К1з

ʻ — ʻ

Для современных материалов магнитных систем ферритовых фильтров, изготавливаемых из сплава 5ОН зависимости величины 0 магнитного поля в зазоре от управляющего тока линейны в широком интервале значений. Например, существующие конструкции ферритовых фильтров, перестраиваемых в диапазоне 1,0 — 18,0 ГГц имеют линейность

+0,05/0. Таким образом, токи l, и 1> оказываются в определенном количественном соотношении друг с другом. определяемом параметрами магнитных систем 14 и 16.

В нагрузках 3 и 4 должно поддерживаться заданное отношение между токами 1

20 и 1 . Источники 1 и 2 токов посредством катушек 15 и 17 соединены с нагрузками 3 и

4 последовательно. К входу фильтра 5 присоединяется генератор СВЧ 6, частота которого может быть изменена в широких пределах. К выходу фильтра 5 присоединен ши 5 рокополосный амплитудный детектор 7, выход которого соединяется с блоком 8 слежения за максимумом коэффициента передачи амплитудного детектора 7, где запоминается максимальное значение коэффициента переЗ0 дачи и вырабатывается сигнал для перестройки источников 1 и 2 тока таким образом, чтобы сигнал амплитудного детектора 7 всегда был максимальным. В этом случае оба звена 12 и 13 ферритового фильтра 5 настроены на одну частоту f о токами 11 и 1 соот35 ветствующих магнитных систем.

Оценим точность установки отношения между токами 11 и l »,обеспечиваемую с помощью данной конструкции.

Если генератор СВЧ 6 стабилизирован с помощью кварцевого резонатора, то стабильность его выходной частоты имеет порядок

10 — 10 . С такой же точностью поддерживалось бы отношение между контролируемыми

4 токами, если принять стабильность источников 1 и 2 тока бесконечно высокой. В действительности же в силу различных причин токи уходят от заданных значений, а блок 8 слежения за максимумом коэффициента передачи амплитудного детектора 7 формирует

so сигнал для управления источником 1 тока таким образом, чтобы соотношение между то ками сохранялось заданным. При полосе пропускания фильтра g-20МГц эти уходы могут составлять — полосы пропускания, 1

fO

55 т.е. 2МГц. При крутизне перестройки 10,0—

20,0 ® абсолютные уходы токов могут

МА иметь порядок О,I — 0,2 мА, что при контролируемых токах порядка 1,0 А составляет

0 01 — 0 02о/0.

851684

Если генератор СВЧ 6 выполнить перестраиваемым по частоте, то деление токов в заданном. отношении можно выполнить в некотором диапазоне значений токов, определяемом диапазоном перестройки генератора СВЧ 6.

Деление токов в заданном отношении производится в полосе перестройки полоснопропускающего ферритового фильтра 5. Возможно применение для целей деления токов и полоснозаграждающего ферритового

СВЧ фильтра, который может быть создан на основе структурЬ| фильтра нижних частот по Т-схеме. В этом случае индуктивности и связанные с ними ферритовые резонато-« ры располагаются в соответствующих звеньях 12 и 13 магнитных систем 14 и 16, а параллельная емкость формируется в отверстии пластины 18.

Технико-экономическая эффективность способа деления токов в заданном отношении с помощью предлагаемой конструкции ферритового фильтра СВЧ заключается в резком сокращении габаритов и повышении надежности устройства, так как ферритовый фильтр конструкции является пассивным устройством. Очевидное достоинство предлагаемой конструкции состоит также в том, что величины токов могут составлять единицы или десятки ампер, т.е. значительно больше, чем при применении схем, содержащих источники токов и напряжений. Кроме того, поддержание заданного отношения между токами в цепях осуществимо в некотором диапазоне значений токов, т.е. изменение,. например величины тока 1 q по отношению к току 1 q может достигать значений порядка 20.

Мощность генератора СВЧ, необходимая для устойчивой работы амплитудного детектора мала и равна 1,0 — 3,0мВт, что также является достоинством устройства.

Формула изобретения

Делитель тока в заданном соотношении, содержащий два управляемых источника тока, выходы которых соединены с индивидуальными нагрузками, а входы управления источников токов подключены к выходам блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки и под15 держания соотношения токов в нагрузках, блок управления выполнен из полоснопропускающего ферритового фильтра с магнитными системами управления, генератор СВЧ, выход которого подключен ко входу полоснопропускающего ферритового фильтра, амп20 литудного детектора, вход которого соединен с выходом полоснопропускающего фильтра, и блока слежения, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выходы подключены к входам управления

25 управляемых источников тока, причем индивидуальные нагрузки включены последовательно с катушками магнитных систем управления полоснопропускающего ферритового фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Заявка Великобритании № 1506881, кл. H 03 F 1/30, 12.04.78 (прототип).

851684

Составитель В. Чижов

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Бойкас Корректор 1. Иван

Заказ 6383//83 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1 крытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4