Преобразователь отношения двух электрических сигналов в частоту импульсов

О П И С АНИЕ,11)444322ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 11,10.72 1836599 2 кис присоединением з й комитет рае СССР бретений Государствен Совета Минна по делам ни откр 32) Приорите 3) УД 1.325 (088.8) убликовано 25.09.74.35 оллетень Дата опубликования описания 0 0.75 72) Авторы изобретения) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ЭЛЕК СИГНАЛОВ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ ЕСКИХ Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может найти применение в устройствах управления и регулирования мощных систем постоянного тока, а также при их сопряжении с вычислительными устройствами.По основному авт. св.354563 известны преобразователи отношения двух электрических сигналов в частоту импульсов, содержащие конденсатор, включенный в цепь одного из преобразуемых сигналов, и тиристор, который включен параллельно конденсатору через обмотку выходного трансформатора. Источник второго преобразуемого сигнала подключен к конденсатору через диод и управляющий переход тпристора.Однако в известных устройствах конденсатор включен непосредственно в цепь одного из входных сигналов, что снижает надежность преобразователей и вызывает пульсации напряжения в цепи входного сигнала.С целью повышения надежности и снижения пульсаций в цепи входного сигнала в предлагаемый преобразователь дополнительно введены трансформатор, два резистора, тиристор с диодами в цепи управляющего электрода, интегрирующий и коммутирующий конденсаторы и пусковая цепь; причем резисторы, коммутирующий конденсатор и тиристоры соединены по схеме триггера, подключенного к зажимам источника преобразуемого тока, интегрирующие конденсаторы включены в катодные цепи тиристоров и шунтированы вторичными обмотками трансформаторов, пер вичные обмотки которых соединены последовательно и включены в цепь входного сигнала, аноды диодов в цепях управляющих электродов тиристоров соединены с отрицательным зажимом источника другого сигнала, поло жительный зажим которого соединен с отрицательным зажимом источника входного сигнала, а управляющий электрод одного из тпристоров соединен с выходом пусковой цепи, подключенной к зажимам нагрузки.15 На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг, 2 - вариант схемы, прн котором вторым преобразуемым сигналом является напряжение питания нагрузки (источника преобразуемого 20 тока) .Здесь источник преобразуемого тока (клеммы 1, 2) соединен через выключатель 3 с нагрузкой 4 через первичные обмотки 5 и 6 трансформаторов 7 и 8. Вторичные обмотки 25 9 и 1 О этих трансформаторов соединены параллельно с интегрирующими конденсаторами 11 и 12 соответственно, которые включены в катодные цепи тиристоров 13 и 14. Тиристоры совместно с ограничительными резисторами 30 15 и 16, а также коммутирующим конденса3тором 17 образуют триггер, подключенный по цепям питания к общему источнику (клеммы 1 и 2), Тиристор 13 по управляющему входу подключен к выходной обмотке 18 трансформатора 19 пусковой цепи через вентиль 20 и резистор 21. Первичная обмотка 22 трансформатора 19 через конденсатор 23 подключена к выходу параметрического стабилизатора 24 и 25,Управляющие переходы тиристоров через диоды 26 и 27 соединены с отрицательным зажимом источника второго преобразуемого сигнала, положительный зажим которого соединен с отрицательным зажимом источника входного сигнала.Выходной сигнал преобразователя снимается с обмотки 30 трансформатора 7,Преобразователь работает следующим образом.В исходном состоянии, когда выключатель 3 разомкнут, сердечники трансформаторов 7 и 8 находятся в состоянии нулевого насыщения. При замыкании выключателя подается напряжение на первичную обмотку 22 пускового трансформатора 19, ток намагничивания которого протекает по цепи; клемма 1 - резистор 24 - обмотка 22 - конденсатор 23 - обмотки 5 и 6 клемма 2. При перемагццчивании сердечника этого трансформатора на его выходной обмотке 18 возникает импульс, который включает тцристор 13. В дальнейшем, после заряда конденсатора 23, благодаря наличию параметрического стабилизатора 24, 25 пусковая цепь на работу преобразователя це оказывает влияния. с -- 1,1СР, - емкость интегрирующего конденсатора 12;К - количество витков обмоток 6и 10 соответственно;- преобразуемый ток;- время заряда,ЯГ, и н Включение тирпстора 13 приводит к тому, что сердечник трансформатора 5 за счет ампервитков обмотки 9 удерживается в состоянии нулевого насыщения (в соответствии с обозначением начала и конца обмоток трансформаторов), а конденсатор 11 - в разряженном состоянии за счет шунтирования этой обмоткой. В это время трансформатор 8 перемагничивается в состояние единичного насыщения током нагрузки. Благодаря выключенному состоянию тиристора 14 конденсатор 12 оказывается изолированным от цепей питания триггера и подключенным лишь к обмотке 10 трансформатора 8. Током вторичной обмотки 10 осуществляется заряд конденсатора, При малой коэрцитивной силе сердечника этого трансформатора напряжение на конденсаторе 12 изменяется практически по линейному законуВ момент достижения напряжением конденсатора 12 уровня входного сигнала С, приложенного к клеммам 28 и 29, тирцстор 14 срабатывает ц заканчивается полупериод преобразования, который согласно выражению (1) удовлетворяет равенству(3) пропорциональна отношению преобразуемого тока к напряжению второго входного сигнала.При размыкании выключателя 3 схема автоматически устанавливается в исходное состояние, В этот момент один из тиристоров обязательно открыт, а другой - закрыт, Напряжение на коммутирующем конденсаторе 1 (вне зависимости от его полярности) создает ток, протекающий по цепи: одна из обкладок этого конденсатора - открытый тиристор 14 или 13 - обмотка 9 или 10 - обмотки 6 и 5 - заряженный конденсатор 23 - обмотка 22 - резистор 24 - резистор 15 или 16 - вторая обкладка конденсатора 17. Благодаря тому, что ток разряда конденсаторов 17 и 23 втекает в концы обмоток 6, 5 и 22 сердечники всех трех трансформаторов (7, 8 и 19) устанавливаются в исходное нулевое состояние. Ток разряда конденсаторов может протекать также и через нагрузку, если это является возможным и допустимым, а также может обес 60 65 Включение тиристора 14 сопровождается выключением тиристора 13 за счет энергии коммутирующего конденсатора, при этом процессы включения и выключения тиристоров не отличаются от процессов в обычном триггере.При выключении тиристора 13 начинается перемагццчиваппе сердечника трансформатора 7 ц заряд конденсатора 11 в течение второго полупериода. В это время сработавший тиристор 14 подключает обмотку 10 к источнику питания, поэтому сердечник трансформатора 8 перемагничивается в состояние нулевого цасьпцеция и удерживается в этом состоянии до момента выключения тиристора 14, Конденсатор 12 разряжается через обмотку 10 после перемагцичпвация трансформ атор а 8.По истечении второго полупериода конденсатор 11 зарядится до напряжения Ь, тири- стор 13 включается, тирпстор 14 выключается, сердечник трансформатора 7 устанавливается в нулевое состояние цасьццения, конденсатор 11 разряжается, а сердечник трансформатора 8 начинает перемагцичиваться в состояние единичного насыщения током нагрузки. В дальнейшем цикл работы преобразователя повторяется.В симметричном преобразователе полу- периоды равны. Как следует из выражения (2), частота колебанийт 2 Си Рг вИЛИ ЬО= У,Р печиваться лишь конденсатором 23, если в момент выключения напряжение на конденсаторе 17 равно нулю.Амплитуда пульсаций напряжения ЛУ на нагрузке определяется колебанием напряжения на обмотках 5 и 6вхР, Р т. е. уменьшена в К/ф РазТоки, протекающие через интегрирующие конденсаторы и тиристоры, могут также отличаться в десятки и сотни раз по сравнению с током в цепи обмоток 5 и 6, так как ток во вторичной цепи трансформаторов 7 и 8 меньше первичного в такое же количество раз (У,/К). Это позволяет использовать облегченные режимы тиристоров и конденсаторов и, следовательно, повысить надежцост:, преобразователя,На схеме, приведенной на фиг. 2, дополнительно использован делитель входного напряжения на резисторах 31 и 32. Падение напряжения на резисторе 31 является питающим для триггера, а напряжение не резисторе 32 использовано для сравнения с напряжением на конденсаторах 11 и 12.Работоспособность преобразователей сохраняется до тех пор, пока полное время 1 О 15 20 25 зо перемагничивания сердечников трансформаторов 7 и 8 из нулевого в единичное состояние насыщения превышает время заряда конденсаторов 11 и 12 до напряжения У Предмет изобретения Преобразователь отношения двух электрических сигналов в частоту импульсов по авт. св.354563, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы и снижения пульсаций в цепи входного сигнала, в него дополнительно введены трансформатор, два резистора, тиристор с диодом в цепи управляющего электрода, интегрирующий и коммутирующий конденсаторы и пусковая цепь, причем резисторы, коммутирующий конденсатор и тир исторы соединены по схеме триггера, подключенного к зажимам источника преобразуемого тока, интегрирующие конденсаторы включены в катодные цепи тпрпсторов и шунтпрованы вторичными обмотками трансформаторов, первичные обмотки которых соединены последовательно и включены в цепь входного сигнала, аноды диодов в цепях управляющих электродов тиристоров соединены с отрицательным зажимом источника другого сигнала, положительный зажим которого соединен с отрицательны м зажимом источника входного сигнала, а управляюндпй электрод одного из тирпсторов соединен с выходом пусковой цепи, подключенной к зажимам нагрузки.444322 фиг 2 Составитель Н. ОлейникТехред Т, Миронова Корректор В. Брыксина Редактор Е. Гончар Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1721/3 Изд. ЛЪ 568 Тираж 811 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5