SU1370724A1 - Устройство автоматического согласовани выходного сопротивлени генератора с нагрузкой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и м.б. использовано в установках дл  высокочастотного индукционного и диэл. нагрева, дл  возбуждени  низкотемпературной плазмы. Цель изобретени  - повышение быстро

Description

§ (Л

действи  и точности согласовани  при увеличении диапазона уровней мощности сигнала отраженной волны, Устр-во содержит блоки 1 и 8 ввода данных, блоки 2 и 9 сравнени , исполнительный эл-т 3, генератор 4 сигналов ВЧ, рефлектометр 5, блок 6 согласовани , нагрузку 7, блок 10 исполнительных эл-тов. Вновь введены эл-т ИЛИ 11,

формирователь 12 управл ющих сигналов , преобразователь 13 напр жение - частота. По п.2 ф-лы блок 1 содержит последовательно соединенные шину, селектор-мультиплексор, дешифратор и управл ющий источник питани , управл ющие входы к-рого подключены к выходам дешифратора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в установках дл  высокочастотного индукционного и диэлектрического нагрева , а также дл  возбуждени  низкотемпературной плазмы, например, при ион но-плазменной и плазмохимической обработке деталей и узлов электронной техники.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и повышение точности согласовани  при увеличении диапазона уровней мощности сигнала отраженной волны.

На фиг.1 изображена структурна  электрическа  схема устройства автоматического согласовани  выходного сопротивлени  генератора с нагрузкой на фиг.2 - структурна  электрическа  схема устройства с раскрытием блоков первого блока ввода данных, первого блока сравнени , второго блока сравнени , блока исполнительных элементов и формировател  управл ющих сиг- налош и их функциональных взаимосв зей . I .

Устройство автоматического согласовани  выходного сопротивлени  генератора с нагрузкой содержит последовательно соединенные первый блок 1 ввода данных, первый блок 2 сравнени , исполнительный элемент 3, генератор 4 сигналов высокой частоты, рефлектометр 5, блок 6 согласовани  и нагрузку 7, последовательно соединенные второй блок 8 ввода данных, второй блок 9 сравнени  и блок 10 исполнительных элементов, который через элемент ИЛИ 11 соединен с формирователем 12 управл ющих сигналов.

0

f0

5

0

5

0

к второму входу которого подключен преобразователь 13.напр жение - частота , входы сигналов отраженной волны первого и второго блоков сравнени  объединены и подключены к выходу сигнала отраженной волны рефлектометра 5, входы сигнала падающей волны первого и второго блоков сравнени  объединены и подключены к выходу сигнала падающей волны рефлектометра, выход блока 10 исполнительных элементов соединен с входом управлени  блока 6 согласовани , вход преобразовател  13 соединен с выходом сигнала отраженной волны рефлектометра, первый и второй установочные выходы и вход блока 10 исполнительных элементов , который через элемент ИЛИ 11 соединен с формирователем 12 управл ющих сигналов, к второму входу которого подключен преобразователь 13 напр жение - частота. Входы сигналов отраженной волны первого и второго блоков сравнени  объединены и подключены к выходу сигнала отраженной волны рефлектометра 5, входы сигнала падающей волны первого и второго блоков сравнени  объединены и подключены к выходу сигнала падающей волны рефлектометра , выход блока 10 исполнительных элементов соединен с входом управлени  блока 6 согласовани , вход преобразовател  13 соединен с выходом сигнала отраженной волны рефлектометра , первый и второй установочные выходы и вход блока 10 исполнительных элементов соединены соответственно с первым и вторым входами и выходом элемента ИЛИ 11, управл ющие входы формировател  12 управл ющих сигна- л ов подключены к соответствующим

1370 исполнительсчетным входам блока 10 ных элементов.

Первый блок 1 ввода данных содержит последовательно соединенные шину 14, селектор-мультиплексор 15, дешиф- .ратор 16 и управл емый источник 17

подключены к выходам дешифратора. Первый блок 2 сравнени  содержит последовательно соединенные компаратор 18 и элeмeнt ИЛИ-НЕ 19. Первый вход компаратора 18 подключен к выходу управл емого источника 17 питани , а вторые входы компаратора 18 и элемента ИЛИ-НЕ 19 соединены с выходами сигналов соответственно отраженной и падающей волн рефлектометра. Выход элемента 19 подключен к входу исполнительного элемента 3.

Второй блок 9 сравнени  содержит усилители 20 и 21, первые входы которых подключены к выходам соответственно отраженной и падающей волн ре(}шектометра. Второй вход усилител  20 соединен с вькодом второго блока 8 ввода данных, а второй вход усилител  21 - с источником опорных напр жений (не показан). Выходы усилителей 20 и 21 подключены к соответ ствующим входам компаратора 22,

Блок 10 содержит элементы И 23 и 24, счетчики 25 и 26, блок 27 сравнени  кодов, генератор 28 коротких импульсов, триггеры 29 и 30, а также элемент 31 задержки.

Формирователь 12 содержит последовательно соединенные элемент И-НЕ 32, счетчик 33 и дешифратор 34.

Управл ющие выходы дешифратора 34 соединены с первыми входами соответствующих элементов 23 и 24, а вторые входы элементов 23 и 24 соединен между собой и подключены к выходу генератора 28, Выходы элементов 23 и

24через счетчики 25 и 26 соответственно подключены к входам блока 27, установочный вход которого соединен с выходом элемента 22 в блоке 9, Выход блока 27 соединен с S-вхо- дом триггера 29. Пр мой выход последнего подключен к второму входу согласующего устройства 6. Кроме того, выход триггера 29 соединен с первым входом элемента ИЛИ 11, второй вход которого подключен к пр мому выходу триггера 30, а выход через элемент

31 - к установочным входам счетчиков

25и 26, к первому входу формирова

0724

0

0

25

Q

тел  12, т.е. к первому входу элемен- та И-НЕ 32 и к R-входу триггера 30, Второй вход элемента 32 соединен с выходом преобразовател  13 напр жение - частота.

Устройство автоматического согласовани  выходного сопротивлени  генератора с нагрузкой работает следующим образом.

Генератор 4 вырабатывает электрические колебани  высокой частоты, которые через последовательно соединенные рефлектометр 5 и блок 6 поступа- 15 ют в нагрузку 7, Сигнал управлени , устанавливающий уровень выходной мощности генератора 4, формируетс  первым блоком 2 сравнени , на входы которого поступают сигналы с вьпсода первого блока 1 ввода данных и с выходов сигналов отраженной и падающей волн рефлектометра 5. Управление генератором 4 производитс  посредством исполнительного элемента 3, Управление блоком 6 согласовани  производитс  с помощью блока 10 исполнительных элементов, на который поступают сигналы с выхода второго блока 9 сравнени  и формировател  12,

Выходной сигнал второго блока 9 сравнени  формируетс  в соответствии с поступающими на него сигналами с выхода второго блока 8 ввода данных и с выходов сигналов отраженной и па- 36 дающей волн рефлектометра 5.

Сигнал отраженной волны с рефлектометра 5 поступает через преобразователь 13 на формирователь 12, на который через элемент ИЛИ 11 поступают сигналы с выходов блока 10, С выходов формировател  12 сигналы подаютс  на счетные входы блока 10 и также используютс  дл  формировани  сигналов управлени  блоком 6,

В исходном состо нии счетчики 25, 26 и 33 обнулены, триггеры 29 и 30 наход тс  в нулевом состо нии, а уровень мощности генератора 4 задаетс  значением выходного напр жени  управл емого источника 17, Это напр жение измен етс  с помощью дешифратора 16, на входы которого подаютс  соответствующие сигналы с выходов селектора мультиплексора 15, При включении генератора 4 на неизвестную нагрузку регулируема  величина, т.е. отраженна  мощность, в общем случае отличаетс  от заданной, а направление изменени  этой.величины  вл етс  про40

45

50

55

иэвольным. Сигнал рассогласовани , который вырабатываетс  компаратором 18, поступает в элемент 19, на который подаетс  также сигнал падающей волны рефлектометра 5. При достаточном уровне последнего, что свидетельствует об установлении режима генератора , сигнал рассогласовани  поступает в исполнительный элемент 3.

В усилителе 20 сигнал отраженной волны сравниваетс  с выходным сигналом второго блока 8 ввода данных, а сигнал падающей волны сравниваетс  в усилителе 21 с сигналом источника опорного напр жени  (не показан). В компараторе 22 определ етс  соответствие уровней сигналов отраженной и падающей волн заданным значени м. При наличии такого соответстви  с выхода компаратора 22 на блок 10 подаетс  сигнал, разрещающий работу блока 10, который поступает на управл ющий вход блока 27.

Импульсный сигнал, пропорциональный отраженной мощности, поступает с выхода преобразовател  13 на вход формировател  12 и при отсутствии второго сигнала на элементе 32 совпадени  проходит через счетчик 33 на соответствующий выход дещифратора 34. Первый импульс поступает на выход элемента 23, разреша  прохождение коротких импульсов с генератора 28 на вход счетчика 25 и на первый вход блока 27 в течение периода времени между первым и вторым импульсами с выхода преобразовател  13.

В течение времени между вторым и третьим импульсами аналогичным образом короткие импульсы проход т через элемент 24 на второй вход схемы 27. Если количество импульсов на первом входе блока 27 меньще, чем на втором, что соответствует увеличению отраженной мощности, на его выходе возникает импульс, который, поступа  на S- вход триггера 29, вызывает его переброс в единичное состо ние и, соответственно , - реверс управл ющего воздействи  в блоке 6. В противном случае реверса не происходит, т.е. изменение осуществл етс  в сторону уменьшени  отраженной мощности.

Сброс счетчиков и триггера 30 осуществл етс  следующим образом: в первом случае - после по влени  выходного импульса блока 27 на входе элемента 11, во втором - после по влени 

0

5

0

5

0

5

0

В

0

5

третьего импульса на S-входе триггера 30. В обоих случа х задержанный элементом 31 выходной сигнал элемента 11 обнул ет указанные элементы и запрещает прохождение импульсов с преобразовател  13 на врем  действи  импульса сброса. Таким образом, согласование осуществл етс  при минимуме отраженной мощности.

Claims (2)

1. Устройство автоматического согласовани  выходного сопротивлени  генератора с нагрузкой, содержащее последовательно соединенные первый блок ввода данных, первый блок сравнени , исполнительный элемент, генератор сигналов высокой частоты, рефлектометр , блок согласовани  и нагрузку , последовательно соединенные второй блок ввода данных, второй блок сравнени  и блок исполнительных элементов, при этом входы сигналов отраженной волны первого и второго блоков сравнени  объединены и подключены к выходу сигнала отраженной волны рефлектометра, входы сигнала падающей волны первого и второго блоков сравнени  объединены и подключены к выходу сигнала падающей волны рефлектометра , выход блока исполнительных элементов соединен с входом управлени  блока согласовани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и повышени  точности согласовани  при увеличении диапазона уровней мощности сигнала отраженной волны, введены последовательно соединенные преобразователь напр жение - частота и формирователь управл ющих сигналов, к другому входу которого подключен выход введенного элемента ИЛИ, вход преобразовател  напр жение - частота соединен с выходом сигнала отраженной волны рефлектометра, первый и второй установочные выходы и вход блока исполнительных элементов соединены соответственно с первым и вторым входами и выходом элемента ИЛИ, управл ющие выходы формировател  управл ющих сигналов подключены к соответствующим счетным входам блока исполнительных элементов.

2. Устройство по П.1, о т л и ч го щ е е с   тем, что первый блок

а7137072А8

ввода данных содержит последователь- тор-мультиплексор, дешифратор и уп- но соединенные шину данных, селек- равл емый источник питани .

7

- I

I Ч I зл I |и

Гирг,,

фиг. 2