Устройство для телеизмерений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>993304

Союз Советсккк

Социалистических

Республик фф,, г г (61) Дополнительное к авт. свид-еу

{22) Заявлено 05. 08. 81 (21) 3323497/18-24 с-присоединением. заявки N9 gg g+ з

0 08 С 15/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23} Приоритет(33) УДК 621. 398 (088.8) Опубликовано 30.013 3. Бюллетень Но 4

Дата опубликования описаммия 300183 (72) Автор изобретения

1

4 ч>

В. В.-BDJIOBCKHA

Специальное конструкторское бюро средств автоматиза морских исследований AH СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕННЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в кабельных телеизмеритель» ных системах для измерения геофизических или гидрологических параметров. известно приемно-передающее устройство система управления, содержащее транзистор, коллектор которого через диод и обмотку трансформатора соединен-с первым проводом линии связи, а эмнттер соединен с дру гим проводом линии связи. K первому проводу подключена цепь из диода стабилитрона и конденсатора, и с которого снимается питание на усилительный транзистор (1 ).

Недостатком указанного устройства является отсутствие в его составе стабилизатора для питания постоянным напряжением первичных преобразователей информации, Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее транзистор, компенсационный стабилизатор постоянного напряжения, фильтр нижних частот, частотный датчик, усилитель для передачи сигналов в линию, резисторы и конденсатор. Выход стабилизатора питания подключен через фильтр низких частот к цепи питания частотного датчика, к цепи литания усилителя сигналов, выход которого соединен с линией связи через конденсатор f2).

Недостатком известного устройства является наличие отдельных узлов для стабилизации напряжения питания и усиления сигналов в линию и боль1юе потребление энергии.

Цель изобретения - уменьшение энергопотребления и повьааения надежности работы устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее транзистор, коллектор которого-соединен с первым, а эмнттер с вторым проводом двухпроводной линии связи, фильтр нижних частот, частотный датчик,: стабилитрон, резисторы и конденсатор, введен: дифференциальный усилитель, прямой вход которого соединен через первый резистор с коллектором транзистора, через второй резистор - с первым выходом gn sTpa Ha®wx частот через третий резистор — с вторым выходом фильтра нижних частот и через последовательно соединенные четвертый резистор и конденсатор — с выходом частотного датчика, инверсный вход

993304 питания усилителя 3 и первичного преобразователя 14 информации.

Стабилизирующее действие схемы проявляется как при изменении полезной нагрузки (первичный преобразователь 14 инФормации), так и при изменении напряжения внешнего .источника питания — в любом случае напряжение на транзисторе 1 подцерживается равным требуемому.

Усиление информационного сигнала для передачи его в линию связи осуществляется усилителем 3 и транзисто-. ром 1.

На переменно.> токе усилитель 3 с транзистором 1 можно рассматривать как операционный усилитель с входами

4 и 5 и выходом на коллекторе транзистора 1.

ИнФормационный сигнал, например, в виде частотно-модулированного сигнала поступает через конденсатор 13 с выхода первичного преобразователя 14 информации.

На чертеже изображен один первичный преобразователь информации, но при необходимости к входу 4 усилителя 3 могут быть присоединены несколько таких преобразователей через индивидуальные цепочки иэ резистора и конденсатора. Коэффициент передачи сигнала с конденсатора 13 на коллектор транзистора 1 определяется соотношением резисторов 11 и 12 и не зависит (при большом петлевом усилении) от величины нагрузки транзистора 1.

Нагрузкой транзистора 1 по переменному напряжению является фильтр 2 и линия. Фильтр 2 cQ стороны транзистора

1 имеет большое сопротивление по переменному току, и основной составляющей нагрузки является емкость линии.

Большая часть переменного тока, генериуемого транзистором 1, замыкается через емкос-. ü линии,,но часть переменного тоКа проходит через линии связи и,образует на. нагрузочном дросселе полезный сигнал для приемников информации.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит транзистор 1, фильтр 2 нижних частот, дифференци- 15 альный усилитель 3 с прямым входом

4, инверсным входом 5 и выходом б, =табилитрон 7, резисторы 8-12, конденсатор 13, первичный преобразователь 14 информации. Кроме того, на щ чертеже изображены элементы, не входящие в устройство, но взаимодействующие с ним в процессе работы. — линия с активными сопротивлениями про;водов и емкостью, внешний ре улируемый источник питания и дроссель, используемый как внешняя нагрузка.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве активные сопротивления линий связи используются как функциональные элементы в системе стабилйзации постоянного напряжения.

Напряжение от внешнего источника питания делится на активных сопротивлениях линий связи и на транзисторе

1 и параллельно включенной полезной нагрузкой. Транэистhp 1 используется как переменное сопротивление.

Ток через транзистор 1 задается дифФеренциальным усилителем 3. На инвертирующий вход 5 усилителя 3 пода» ется опорное напряжение, формируемое стабилитроном 7 и резистором 8. На прямой вход 4 усилителя 3 подается через резисторы 9-11 часть стабилизи- <5 руемого напряжения.

Если напряжение на коллекторе транзистора 1 выше требуемого, напряжение на прямом входе 4 усилителя

3 будет выше напряжения на инверсном 5Î входе 5 (опорного напряжения), то сигнал с выхода усилителя 3 открывает транзистор 1 и ток через транзистор 1 увеличивается. Увеличивается падение напряжения на активных сопротивлениях линий связи настолько, . чтобы напряжение на транзисторе стало равным требуемому. Пии уменьшении напряжения на .коллекторе транзистора

1 усилитель 3 уменьшает ток через у транзистор 1 и напряжение стремится к требуемому.

Таким образом, обе функциональные задачи - стабилизация постоянного напряжения и усиление сигнала в линиюосуществляются одними и теми же элементами. Ток через транзистор 1 состоит из постоянной и переменной составляющих, которые могут изменяться независимо. Уровень постоянной составляющей тока изменяется при изменении напряжения внешнего источника и при изменении внутреннего энергопотребления. Амплитуда переменной составляющей изменяется при изменении емкости линий связи.

До тех rrop, пока амплитуда переменной составляющей меньше постоянной составляющей, транзистор 1 раСтабилиз ированное постоян ное напряжение с транзистора 1 через Фильтр

2 низких частот поступает в цепи 65 дифференциального усилителя подключен через пятый резистор к первому выходу фильтра нижних частот и через стабилитрон — к второму выходу фильтра нижних частот, выход дифференци° ального усилителя соединен с базой транзистора, а цепи питания дифференциального усилителя и частотного датчика подключены к выходам фильтра ниж, них частот, входы которого подключены к эмиттеру и коллектору транзистора.

93304

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4

Тираж 616 Подп ботает в линейном режиме и искажение отсутствует.

При увеличении емкости линии связи требуемая амплитуда тока может оказаться больше постоянной составляюЩей тока через транзистор 1. В этом 5 случае транзистор 1 выходит иэ линейного режима и сигнал искажен.

Ввести транзистор 1 в линейный режим можно, увеличив ток через него.

Для этого достаточно увеличить напря» 10 жение внешнего uciочника. При этом .срабатывает система стабилизации постоянного напряжения и увеличивает постоянную составляющую тока через транзистор 1 таким образом, чтобы постоянное напряжение на коллекторе транзистора 1 осталось равным требуемому. После того, как транзистор 1 будет введен в линейный режим, искажения на коллекторе транзистора 1 и на дросселе нагрузки исчезнут.

Следовательно, регулировать режим работы транзистора 1 можно "сверху", изменяя напряжение внешнего источника питания,до тех пор, пока не исчезнут иСкажения сигнала на нагрузочном . дросселе.

Таким образом, предлагаемое устройство проще и экономичнее известного и более удобно в эксплуатации,поскольку режим работы его может оперативно изменяться при изменении условий эксплуатации.

Устройство для телеизмерений, со держащее транзистор, коллектор коФили л ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4 торого соединен с первым, а эмиттер-. с вторым проводом двухпроводной линии связи, фильтр нижних частот, частотный датчик, стабилитрон, резисторы и конденсатор, о т л и ч а ю щ ее с я, тем, что, с целью уменьшения энергопотребления и повышения надежности, в него введен дифференциальный усилитель, прямой вход которого соединен через первый резистор с коллектором транзистора, через второй резистор - с первым выходом фильтра нижних частот, через третий резисторс вторым выходом фильтра нижних частот и через последовательно соеди- ненные четвертый резистор и конденсатор — с выходом частотного датчика, инверсный вход дифференциального усилителя подключен через пятый резистор к первому выходу фильтра нижних частот и через стабилитрон — к второму выходу фильтра нижних частот, выход дифференциального усилителя соединен с базой транзистора, а цепи питания дифференциального усилителя и частотного датчика подключены к выходам фильтра нижних частот, входы которого подключены к эмиттеру и коллектору транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 382640, кл. G 08 С 15/10, 1970.

2 ° Синицин A.ß., Габитов Р.М., Скващинный прибор сцинтилляционного

1гамма-спектрометра.-Сб. "Геофизичес- кая аппаратура", вып ° 67,. 1979, с.7177 (прототип).