Устройство для преобразования импеданса

879 1 1109Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в электрических фильтрах, корректирующих. цепях и устройствах электрического моделирования физических процессов. 5Известно устройство для преобразования импеданса, содержащее два трехполюсных конвертора импеданса, преобразуемое сопротивление и два зажима, один из которых является зави симым от общей шины устройства 111.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для преобразования импеданса, преимущественно реактивного импедан са, в отрицательный импеданс того же характера, содержащее последовательно соединенные первый трехполюсный преобразователь, пассивный элемент с преобразуемым импедансом, второй 20 трехполюсный преобразователь и нагрузочный элемент, а также синхронизатор 123.Однако известные устройства имеют25 ограниченный амплитудный динамический диапазон, низкую точность преобразования и чувствительность к температурным изменениям окружающей среды.Цель изобретения - увеличение точнести преобразования, повышение тер 30 мостабильнасти и расширение амплитудного динамического диапазона.Поставленная цель достигается темР .что в устройство для преобразования импеданса, преимущественно реактивного импеданса, в отрицательный импеданс того же характера, содержащее последовательно соединенные первый трехполюсный преобразователь, пассивный элемент с преобразуемым импе О дансом, второй трехполюсный преобразователь и нагруэочный элемент, а также синхронизатор, введены третий, четвертый и пятый трехполюсные преобразователи, причем входы синхрони затора, первого, третьего и четвертого трехполюсных преобразователей объединены и являются входом устрой" ства, а пятый трехполюсный преобразователь включен между выходом первого 50 трехполюсного преобразователя и нагруэочным элементом, управляющие входы первого и второго трехполюсных преобразователей и управляющие входы третьего, четвертого и пятого трех полюсных преобразователей объединены и подключены к первому и второму выходам синхронизатора соответственно,при этом трехполюсные преобразователи выполнены в виде управляемых ключей.На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики, поясняющие работу устройства для преобразования импеданса.Устройство для преобразования им- педанса содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый трехполюсные преобразователи, выполненные в виде управляемых ключей 1 - 5, пассивный элемент 6 с преобразуемым импедансом, нагрузочный элемент 7 и синхронизатор 8.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Источник 9 входного сигнала формирует линейно изменяющиеся напряжения Н (Фиг.2), а синхронизатор 8 формирует периодическую последовательность импульсов 01(1) на.первом выходе и периодическую последователь ность импульсов Б(С) на втором выходе. Период следования этих импульсов равен Т. Импульсами Оф (Ц на первом выходе синхронизатора 8 за. мыкаются первый и второй управляемые. ключи 1 и 2, а третий, четвертый и пятый управляемые ключи 3 - 5 одновременно размыкаются. При этом источник 9 входного сигнала подключается к пассивному элементу 6 со стороны клеммы 10, а со стороны клеммы 11 нагрузочный элемент 7. При этом напряжение на пассивном элементе 6 с преобразуемым импедансом, например конденсаторе, определяется выражением где ц(1) - заряд, до которого заряжается конденсатор С и ем-, костный элемент Ср нагру" зочного элемента 7, суммарная величина емкости которых равна 0(й) - напряжение на нелинейном резисторе К 4 нагрузочного элемента. При появлении импульсов 0 на втором выходе синхронизатора 8, третий, четвертый и пятый управляемые ключи 3 " 5 замыкаются, а первый и второй управляемые ключи 1 и 2 раэ311098 мыкаются, при этом источник 9 входного сигнала подключается через третий управляемый ключ 3 к клемме 11, а нагрузочный элемент 7 через пятый управляемый ключ 5 - к клемме 10,этимобеспечивается условно обратное включение пассивного элемента 6 с преобразуемым импедансом, в данном случае конденсатора С, входом устройства и нагрузочным элементом 7. При этом, . 1 О в начале каждого импульса Ьр (1) на выходе устройства 12 (О на фиг,2) действует разность напряжений на нагрузочном элементе 7 и пассивном элементе 6 с преобразуемымимпедансом; 5 которая при С = С равна напряжению на нелинейном резисторе К нагрузоч ного элемента 6. Это эквивалентно включению отрицательной емкости - С между входом устройства и нагрузочнымщо элементом 6. 79 4Таким образом, при условии, что длительность импульсов на втором выхо" де синхронизатора 8 Ь, где 7 в постоянное времени разряда конденсатора (пассивного элемента 6) через выходное сопротивление источника 9 входного сигнала, предложенное устрой ство обеспечивает периодическое преобразование емкостного импеданса конденсатора С в равный по абсолютной велиЭчине отрицательный импеданс в течение каждого текущего импульса Оо МТехнико-экономический эффект предложенного устройства заключается втом, что вместо активных трехполюсных преобразователей можно испольэовать управляемые ключи любой физической природы, т,е. и электромеханические ключи, имеющие большой динамический амплитудный диапазон и высокую термостабильность.