Фазовый преобразователь

О П И С А Н И Е (1)826842ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнх Социалистических Республик(51) М. Кл Государстаеиныи комите СССР(088.8) по делам изобретений и открытий(54) ФАЗОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ вано в ехнике, лектрого является низкии и и узкий динами тоисточниа накалирева нитивремени. Изобретение может быть использоизмерительной и счетно-решающей традиотехнических устройствах и эавтоматике.Известен фазовый преобразователь, содержащий коммутирующую цепь, выполненную в виде моста, в каждое плечо которого включены по два встречно соединенных диода, и источник коммутирующего напряжения 1. 10Недостатком е коэффициент передач ческийдиапазон,Известен также фазовый преобразователь, коммутируемая цепь которого выполнена по мостовой схеме и построенный нарезисторных оптронах, Этот преобразователь вследствие большой инерционности нити накала светоисточника оптрона способенработать только на промышленных частотах, т. е. на частотах в несколько десятковгерц. Кроме того, сопротивление фоторезисторов исчисляется килоомами, что не позволяет достигчуть высокого коэффициента передачи при использовании микросхемвследствие их низкого выходного напряжения 21,Цель изобретения заключается в уменьшении внутреннего сопротивления преобразователя, повышении выходной мощности,улучшении линейности и симметричности вольтамперной характеристики при прямой и обратной фазах входного сигнала.Поставленная цель в предлагаемом устройстве достигается тем, что в фазовом преобразователе, содержащем коммутируемую цепь, выполненную по мостовой схеме, элементы каждого плеча которой соединены встречно, и элементы, коммутрующие противоположные плечи мостовой схемы, соединенные последовательно и подключенные к источнику коммутирующего напряжения встречно, в каждое плечо мостовой схемы включены параллельно по два фото- триода оптронов.Это дало возможность значительно повысить коэффициент передачи преобразователя и получить повышение симметричности плеч моста, так как фототриоды каждого плеча включены встречно-параллельно, чем достигается равенство проводимостей плеча моста в прямом и обратном направлениях и равенство плеч моста и симметричность самого моста. В несколько раз расширен диапазон преобразуемых частот по следующим причинам.В резисторных оптронах свеком, как правило, является лампвания, постоянной времени разогкоторой определяется постоянная5 1 О 15 3Быстродействие устройств, построенных на таких оптронах, не удается вывести за предел промышленной частоты.Сам по себе фоторезистор не способен иметь малую постоянную времени, Способность триодных оптронов по частоте уходит в МГц.На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 - эпюры для случая, когда преобразователь работает в качестве модулятора.Предлагаемый фазовый преобразователь (фиг. 1) выполнен на восьми оптронах типа 249 КП 1 ТТ 0.343.000 ТУ. Он может быть построен также на оптронах типа 2 КЭ 491 электрическая схема 1 Х 3,438.000 ХЗ, 262 КП 1 и триодных оптронах других типов. Коммутируемая цепь преобразователя построена по мостовой схеме. Ы каждое плечо моста включено два оптрона 1, 2; 3, 4;5, б; 7, 8 соответственно, содержащих фото- триоды, включенные встречно-параллельно.С целью стабилизации режима работы фото- триодов оптронов их эмиттеры соединены с базами через резисторы 9 - 16, любая диагональ моста (выводы 17, 18 и 19, 20) может быть входом или выходом, Светодиоды каждых двух оптронов 1, 2; 3, 4; 5, б; 7, 8, фототриоды которых расположены в одном плече моста, соединены между собой согласно последовательно, причем фотодиоды оптронов 1, 2; 3, 4 и 5, б; 7, 8 противоположных плеч моста соединены также согласно-последовательно. А оба последовательные соединения оптронов к источнику коммутирующего напряжения (выводы 21, 22) присоединены встречно-параллельно.При подаче на выводы 21, 22 гармонического напряжения (фиг. 2, эпюра 1) и при положительном полупериоде на клемме 22 ток потечет через светодиоды оптронов 2, 1, 4, 3 (эпюра 2, фиг. 2). Светодиоды этих оптронов при прохождении через них тока излучают, и фототриоды указанных оптронов будут открыты для прохождения тока сигнала (коммутируемого постоянного напряжения, изображенного на эпюре 4), напряжение которого подается, например, положительной полярностью на вывод 17, а отрицательной - на вывод 18. Цепь тока при этом будет следующей: вывод 17, параллельное соединение коллекторно-эмиттерных цепей фототриодов 1,2, выводы 19, 20, к которым присоединяется нагрузка, параллельное соединение колекторно-эмиттерных цепей фототриодов оптронов 3, 4, клемма 18, на которую подается от источника сигнала постоянное напряжение отрицательной полярности. Следовательно, через нагрузку, присоединенную к выводам 18, 19, в рассматриваемый полупериод коммутирующего напряжения потечет ток положительного (условно) направления (эпюра 5, фиг. 2). о 25 зо 35 40 45 50 55 оо О 5 4Коллекторно-эмиттерные цепи фототриодов оптронов 5, 6 и , 8 ток пропускать не способны, так как их базы не освещены излучением соответствующих светодиодов (оптроны 5, 6 и 7, 8), поскольку последние включены встречно действующему в рассматриваемый полупериод коммутирующему напряжению и через пих нс протекает ток.В следующий полупериод коммутирующего напряжения картина изменится, и ток потечет через светодиоды оптронов 8,; 6, 5 (эпюра 3). Ток сигнала потечет от вывода 17 через встречно-параллельное соединение фототриодов оптронов 5, 6, клеммы 20, 19, к которым присоединена нагрузка (в этот полупериод ток через нагрузку течет в обратном - отрицательном - направлении, эпюра 5, фиг. 2), встречно-параллельное соединение коллекторно-эмиттерных цепей фототриодов оптронов 7, 8 к выводу 18 источника сигнала. Коллекторно-эмиттерные цепи фототриодов оптронов 1 - 4 в этот полупериод ток пропускать не будут.Встречно-параллельное включение коллекторно-эмиттерных цепей фототриодов позволяет повысить коэффициент передачи по цепи сигнала, так как в каждом плече моста включены параллельно коллекторноэмиттерные цепи двух фототриодов;поскольку коллекторпо-эмиттерные цепи включены встречно, постольку сопротивление плеча моста будет одинаковым для тока, проходящего в обоих направлениях при открытых триодах (также и закрытых), если триоды идентичны. Это позволяет получить симметричный мост.При изменении полярности на входных сигнальных выводах 17, 18 (эпюра 6) ток через нагрузку изменит фазу на 180 (эпюра 7).При отсутствии сигнала на входе остаточное напряжение на выходе будет определяться разностью фотоэдс (а не всей фотоэдс фототриода) и разностью начальных токов коллекторно-эмиттерных цепей фототриодов, включенных в противоположные плечи моста,Предлагаемый преобразователь обладает симметричностью выходного напряжения, повышенными коэффициентами передачи полезного сигнала и, что особенно важно, расширенным на несколько порядков диапазоном преобразуемых частот. Ф о р мул а изобретения Фазовый преобразователь, содержащий коммутируемую цепь, выполненную по мостовой схеме, элементы каждого плеча которой соединены встречно, и элементы, коммутирующие противоположные плечи мостовой схемы, соединенные последовательно и подключенные к источнику коммутирующего напряжения встречно, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения внутреннего сопротивления преобразователя, повышения выходной мощности, улучшения линейности и симметричности вольтамперной характеристики при прямой и обратной фазах входного сигнала, в каждое плечо мостовой схемы включены параллельно по два фототриода оптропов. 826842 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР5101822, б 01 К 25/00, 1975.2. Заявка2243086/21, 6 018 25/00,1978, по которой принято решение о выдачеавторского свидетельства (прототип).826842 2К 9 луеьие с Рр л 7 о РиаЖУ1-ЧФллуиение е 8 елос 7 сюсРюУЙ+У,Йт юерузфи 7, леЩуниСоставитель Н, Медведева Редактор О. филиппова Техред А, Камышникова Корректор А. Степанова Заказ 798/21 Изд,162 Тираж 719 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113036, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д, 415Типография, пр. Сапунова, Я