Формирователь зондирующих импульсов

по делам изобретений н открытий(54) ФОРМИРОВАТЕ 11 Ь ЗОНДИРУЮЩИХ И 111 УЛЬСОВ Изобретение относится к приборостроению, а именно к акустическим уровнемерам эхо-локационного типа, и может найти применение в металлургической, химической и других отраслях промьппленности для измерения уровня сыпучих и кусковых материалов в емкостях.Известен формирователь зондирующих импульсов, содержащий выходной; усилитель с трансформатором, вторичная обмотка которого совместно с емкостью электроакустического преобразователя, подключенного к этой обмотке, образует колебательный контур, резонансная частота которого соответствует частоте наполнения зондирующих импульсовНедостатком этого формирователя является то, что колебательный кон- тур является частотноизбирательным элементом для принятого преобразователем отраженного акустического сигнала, что обуславливает большую длительность переходного процесса ввиде свободных затухающих колебанийпосле окончаниязондирующего импульса. Этн свободные колебания не даютвозможности выделить полезный отраженный импульс, особенно с малых расстояний. В конечном счете увеличениедобротности или избирательности контура приводит к недопустимому увеличению зоны нечувствительности формирователя в начале периода повторения зондирующего сигнала,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является формирователь импульсов, содержащий выходной усилитель с источником питанияэлектронными ключами .и колебательнымконтуром на выходе 12.Недостатком этого формирователя 20является то, что посредством электронных ключей колебательный контурпосле окончания импульса отключаетсяот усилителя и закорачивается, что иадает возможности использовать колеба5974 5101520 50о 3 85тельный контур в промежутках междузондирующими импульсами в качествечастотноизбирательного элемента дляпринятого электроакустическим преобразователем отраженного акустического импульса,Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей за счетсовмещения Функций излучения зондирующего сигнала и приема отраженного сигнала в одном устройстве.Поставленная цель достигается тем,что в Формирователь зондирующих импульсов, содержащий усилитель с источником питания и колебательным контуром на выходе, введен нелинейныйэлемент, последовательно включенныйв колебатепьный контур, транзисторУэмиттер и коллектор которого под-,ключен к выводам нелинейного элемента, а база подключена через резистор к источнику питания, ипоследовательно соединенные конденсатор и резистор, включенные междубазой транзистора и одним из выводов источника питания,Нелинейный элемент, включенныйпоследовательно в колебательный контур, обеспечивает отсечку колебанийв колебательном контуре по нижнемууровню, поэтому, когда амплитудаколебаний в контуре после окончаниязондирующего импульса становится мень.шей порога нелинейного элемента, егосопротивление резко возрастает исвободные колебания в колебательномконтуре прекращаются, Длительностьсвободных колебаний контура, такимобразом, тем меньше, чем больше сопротивление нелинейного элемента взакрытом состоянии,Транзистор, подключенный своимэмиттером и коллектором к нелинейному элементу, а базой через резистор - к источнику питания, в началь"ной части Формируемого радиоимпульсанаходится в открытом состоянии и шунтирует нелинейный элемент, к концурадиоимнульса запирается за счет заряда конденсатора, подключенного к егбазе, и тем самым обеспечивает срывколебаний в колебательном контурепосредством нелинейного элемента одновременно с окончанием радиоимпульса.В то же время благодаря конденсатору и резистору, включенным между базой транзистора и источником питания,после окончания зондирующего импульса транзистор плавно открывается, увеличивая добротность колебательного контура, а следовательно и избирательность для принятого отраженного акустического импульса.Таким образом, Формирователь обеспечивает подавление свободных колебаний в контуре после окончания зондирующего импульса и в то же время обеспечивает необходимую избирательность колебательного контура Формирователя в промежутках между зондирующими импульсами, что в конечном итоге уменьшает зону нечувствительности акустического уровнемера увеличивает его помехоустойчивость и надежность измерений,На чертеже показана принципиальная схема Формирователя зондирующих импульсов. Формирователь содержит выходной усилителЬ 1 с источником 2 питания, колебательный контур 3, образованный вторичной обмоткой выходного трансФорматора усилителя 1 и емкостью злектроакустического преобразователя 4, нелинейный элемент 5, включенный последовательно в колебательный контур 3, транзистор б, подключенный эмиттером и коллектором параллельно нелинейному элементу 5 резисторы 7 и 8 и конденсатор 9, включенные в цепь базы транзистора б.Электроакустический преобразователь 4, например, электростатического типа, выполняет роль излучателя акустического зондирующего импульса, а также принимает отраженный акустический импульс и преобразует его в соответствующий электрический сигнал,Нелинейный элемент 5 представляет собой два последовательно встречно включенных стабилитрона или два параллельно встречно включенных динис- тора вФормирователь зондируюших импульсов работает следующим образом,Иа вход выходного усилителя 1 пос.тупает радиоимпульс от задающего генератора на чертеже не показан с заданной длительностью и частотой наполнения, соответствующей резонанс-. ной частоте колебательного контура 3. усиленный выходным усилитслем 1, радиоикчульс через вьг;,одной трансФорматор поступает на колебательный контур 3, образованный индуктинностью вторичной обмотки выходного трансФор 855974матора и емкостью электроакустического преобразователя 4.Амплитуда радиоимпульса на колебательном контуре 3 составляет, например 200-250 В, а уровень отсечки по нижнему уровню в нелинейном элементе 5 равен 5-6 В, поэтому нелинейный элемент 5, включенный последовательно в колебателькый контур 3, практически не искажает радиоимпульс, прикла О дываемый к электроакустическому преобразователю 4 и преобразуемый нм в зондирующий акустический имульс. Кроме того, к моменту начала рацио- импульса транзистор 6 открыт током, 15 протекающим по резистору 7 и базе транзистора 6,В момент появления радиоимпульса ка колебательном контуре 3 и ка нелинейном элементе 5 начинается заряд 20 конденсат,ра 9 отрицательными полу- периодами радиоимпульса по цепи: источник питания 2 - резистор 8 - переход коллектор база транзистор 6 - не линейный элемент 5. 25Постоянная времени цепи заряда выбрана таким образом, что к концу радио- импульса конденсатор 9 оказывается заряженным до напряжения запиракия транзистора б; ЭОТранзистор 6 перестает шунтировать нелинейный элемент 5 и после окончания радиоимпульса, когда амплитуда напряжения на колебательном контуре 3 уменьшается ниже порога ограничения з нелинейного элемента 5, колебания в колебательном контуре 3 срываются. В дальнейшем конденсатор 9 начинает разряжаться через резисторы 7 и 8 и транзистор 6 плавно открывается, Соп ротивление вносимое в колебательной контур 3 нелинейным элементом 5 с параллельно подключенным транзистором 6, по мере открывания транзистора 6 и уменьшения его сопротивления начинает 45 падать, В связи с этим добротность колебательного контура 3 постепекко увеличивается. Соответственно увеличивается и избирательность колебательного контура 3 для принятого электро акустическим преобразователем 4 отраженного акустического сигнала.Таким образом, формирователь вырабатывает зондирующие импульсы с малым временем затухания колебащ 1 й после 55 окончания радиоимпульса, при этом ко лебательный контур 3 формирователя имеет ка один в д порядка более высокую избирательность в промежутках времени между зондирующими импульсами, что поэвог.;ет использовать его в качестве приемного частоткоизбирательного элемента для выделения из помехотраженных акустических импульсов, принятых электроакустическим преобразователем 4. Прк этом резонансная частота колебательного контура 3 в режиме выделения отраженных импульсов соответствует частотс наполнения формируемых зондирующих импульсов,Избирательность колебательного контура формирователя определяется его добротностью при закороченном нелинейном злемекте 5, она .может быть повышена до необходимой величины эа счет уменьшения активных потерь в контуре, При этом время затухания колебаний после зондирующего импульса в устройстве остается неизменным и эона нечувствительности не увеличивается.Формирователь позволяет также упростить приемопередающий блок акустического уровкемера, увеличить его помехоустойчивость и надежность.Формула изобретенияФормирователь зондирующих импульсов, содержащий усилитель с источни-.ком питания и колебательным контуромна выходе, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет совмещения функций излучения зондирующего сигнала и приема отраженного сигнала в одном устройстве, в него введен нелинейный элемент, последовательно включенный в колебательиый контуртранзистор, змиттер к коллектор которого подключены к выводам нелинейного элемента, а база подключена через резистор к источнику питания, ипоследовательно соединенные конденсатор к резистор, включенные междубазой транзистора и одним цз вывоцовисточника литания,Источкики информациипринятые Бо вниь 1 ацке при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 474359, кл, В 06 В 1/06 13,02,73,2 е Ачторское свидетельство СССРу 655068, к:1, и 03 К 3780, 23.0677855974 0Составитель В. Казаков Редактор И, Касарда ТехредТ,Маточка. Корректор М. Коста Заказ Ь 9 б 4/85 Тираж 988 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва, ЖРарпская наб. д, 4/5Филиал 1 Н 1 П "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4