CS207914B1 - Zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí - Google Patents

Abstract

Zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí. Vynález se týká zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí určeného pro napájeni detektorů radioaktivního záření, kde se řeší dosaženi vyěšího filtračního účinku pomoci aktivních polovodičových prvků napájených nízkým napětím. Zapojeni vyhlazovacího filtru spočivá v tom, že za sériový filtrační prvek je připojen první impedanční prvek, který je připojen na vstup invertujiciho zesilovače, na jehož výstup je připojen druhý impedanční prvek, který je rovněž připojen na výstup vyhlazovacího filtru do společného bodu sériového filtračního prvku a prvního impedančního prvku. Cílem uváděného zapojení je zvětšit činitel filtrace jednoho filtračního stupně a odstranit nebo podstatně zmenšit·nevýhody známých zapojeni vyhlazovacích filtrů.

Description

Zapojeni vyhlazovacího filtru vysokého napětí. Vynález se týká zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí určeného pro napájeni detektorů radioaktivního záření, kde se řeší dosaženi vyěšího filtračního účinku pomoci aktivních polovodičových prvků napájených nízkým napětím. Zapojeni vyhlazovacího filtru spočívá v tom, že za sériový filtrační prvek je připojen první impedanční prvek, který je připojen na vstup invertujícího zesilovače, na jehož výstup je připojen druhý impedanční prvek, který je rovněž připojen na výstup vyhlazovacího filtru do společného bodu sériového filtračního prvku a prvního impedančního prvku. Cílem uváděného zapojení je zvětšit činitel filtrace jednoho filtračního stupně a odstranit nebo podstatně zmenšit·nevýhody známých zapojeni vyhlazovacích filtrů.

£07

Vynález se týká zapojeni vyhlazovacího filtru vysokého napětí určeného pro napájení detektorů radioaktivního zářeni, kde se řeší dosažení vyššího filtračního účinku pomocí aktivních polovodičových prvků napájených nízkým napětím. Při využívání impulsních metod detekce a měření radioaktivního zářeni je nezbytné napájet detektory radioaktivního záření stabilním stejnosměrným vysokým napětím, jehož úroveň dosahuje až 5 kV. Přitom napěřová úroveň impulsního signálu na výstupu detektoru· je relativně nízká a bývá v okolí 1 mV, Stejnosměrné vysoké napětí se získává usměrněním a je nutné zbytkové střídavé napětí po usměrněni zmenšit filtrací tak, aby jeho úroveň byla zanedbatelná vzhledem k výstupnímu signálu detektoru = 1 mV. Činitel filtrace použitého filtru, což je poměr zbytkového napětí na vstupu filtru a zbytkového napětí na výstupu 8 9 filtru, dosahuje pro splnění výše uvedené podmínky hodnoty .10 až 10y. Tak vysokého činitele filtrace nelze prakticky dosáhnout na jednom filtračním stupni, proto se řadí několik filtračních stupňů za sebou. Cílem však je dosáhnout co největšího činitele filtrace na jeden stupen, U známých zapojení vyhlazovacích filtrů vysokého napětí se dosahuje velkého činitele filtrace na jeden filtrační stupeň použitím velkého sériového odporu, velké sériové indukčnosti a velké paralelní kapacity. Uvedené způsoby mají alespoň některou z následujících nevýhod :

Zvětšením sériového odporu filtru zvětšuje se i velikost vnitřního odporu zdroje vysokého napětí při změnách zatěžovacího proudu.

Zvětšením sériového odporu filtru zhoršuje se teplotní stabilita zdroje vysokého napětí, protože se více uplatňuje zbytkový proud vysokonapěřových filtračních kondenzátorů, po případě jiné proudy, které jsou závislé na teplotě.

Použití indukčnosti zvětšuje nároky na potřebný stavební prostor. Tato skutečnost je zde násobena faktem, že na všechny součásti filtru je připojeno vysoké napětí a v jeho okolí je třeba dodržet předepsané prostorové vzdálenosti od kostry a ostatních součásti s nulovým nebo nízkým napětím, Z hlediska snahy o miniaturizaci obvodových celků je toto řešeni nevhodné. Výroba indukčnosti je nákladná.

Použitím velké paralelní kapacity rostou nároky na potřebný stavební prostor, nebol; rozměry kondenzátorů rostou v závislosti na jejich provozním napětí.

Použitím velké paralelní kapacity se zhoršuje též teplotní stabilita zdroje vysokého napětí, protože zvětšením kapacity se zvětši i její zbytkový proud, který je teplotně nestabilní. Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí podle vynálezu, jehož podstatou je,že za sériový filtrační prvek je připojen první impedanční prvek, který je připojen na vstup invertujícího zesilovače, na jehož výstup je připojen druhý impedanční prvek, který je rovněž připojen na výstup vyhlazovacího filtru do společného bodu sériového filtračního prvku a prvního impedančního prvku.

Na přiloženém výkrese je na obr. 1 uvedeno zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí podle vynálezu a na obr,2 je uvedeno rovněž zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí podle vynálezu, které je rozšířeno o třetí impedanční prvek připojený nozi první a druhý impedanční prvek v zapojeni podle obr. 1.

Za sériový filtrační prvek 1, který tvoři bučí indukčnost a/nebo odpor, je připojen svorkou a první impedanční prvek 2, který tvoří bud kondenzátor nebo kombinace kondenzáte ru a odporu. První impedanční prvek 2 je svorkou b připojen na vstup £ invertujícího zesi lovače 4, na jehož výstup £ je svorkou jc připojen druhý impedanční prvek ť>, který je tvořen bud kondenzátorem nebo kombinaci kondenzátoru a odporu. Druhý impedanční prvek 6_ je svorkou d připojen na výstup vyhlazovacího filtru vysokého napětí do společného bodu sériového filtračního prvku í a svorky a prvního impedančního prvku 2, Třetí .impedanční prvek £, který je tvořen bud indukčností a/nebo odporem, je připojen mezi svorku a prvního impedančního prvku £ a svorku á druhého impedančního prvku 6^. Před sériový filtrační prvek 1 je přivedeno stejnosměrné vysoké napětí, které je po třeba filtrací zbavit nežádoucího zbytkového střídavého signálů. Zbytkový signál odebíraný za sériovým filtračním prvkem 1 se přivádí prvním impedančním prvkem 2 na vstup 2 ir_ vertujícího zesilovače 4. V zesilovači 4 se přivedený signál lineárně zesílí a obrátí se jeho fáze. Takto zpracovaný signál se využívá pouze pro paralelní zpětnou vazbu. Impedančním prvkem 6 se přivádí zpracovaný signál zpět do společného bodu sériového filtračního prvku 1 a svorky a prvního impedančního prvku 2, takže původní úroveň zbytkového signálu v tomto společném bodě se zmenší v závislosti na zesílení invertujícího zesilovače 4. Spo léčný bod sériového filtračního prvku 1 a svorky a prvního impedančního prvku 2 se pak je ví jako vstup zesilovače, do něhož je zavedena záporná zpětná vazba, která může výrazně zmenšit vstupní impedanci zesilovače.

Impedanční prvky 2 a Ř tvoří v zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí navíc napěíový dělič pro signály ve společném bodě sériového filtračního prvku 1 a svorky a prvního impedančního prvku £ a na výstupu 2 invertujícího zesilovače Jt, Signál na výstupu 2 invertujíoího zesilovače k vznikl lineárním zesílením zbytkového signálu v uvedeném společ ném bodě a má opačnou fázi. Lze tedy najít takový poměr impedančních prvků 6 a při kterém na výstupu vyhlazovacího filtru ve společném bodě třetího impedančního prvku 7 a svorky d druhého impedančního prvku 6, je zbytkový střídavý signál roven nule. Přitom velikost třetího impedančního prvku 7 vychází relativně malá. Je-li například zesílení invertujícíh zesilovače k rovno A, pak třetí impedanční prvek 2 je přibližně A krát menši než druhý impedanční prvek 6_.

Zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí podle vynálezu , jehož cílem je zvětšit činitel filtrace jednoho filtračního stupně, odstraňuje nebo podstatně zmenšuje nevýho dy uvedené u známých zapojení vyhlazovacích filtrů. Přitom stejnosměrné parametry zesilova če neohrožují vlastnosti zdroje vysokého napětí, protože jsou odděleny kapacitami - impedančními prvKy 2 a 6.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zapojení vyhlazovacího filtru vysokého napětí vyznačující se tím, že k sériovému filtračnímu prvku (1), tvořenému bud indukčnosti a/nebo odporem, je připojen svorkou (a) první impedanční prvek (2), tvořený bud kondenzátorem nebo kombinací kondenzátoru a odporu, který Je svorkou (b) připojen na vstup (3) invertujícího zesilovače (*»), na jehož výstup (3) je svorkou (o) připojen druhý impedanční prvek (6), tvořený bud kondenzátorem nebo kombinaci kondenzátoru a odporu, který je svorkou (d) připojen na výstup vyhlazovacího filtru do společného bodu sériového filtračního prvku (l) a svorky (a) prvního impedančního prvku (2),
2. 2. Zapojeni vyhlazovaoiho filtru vysokého napětí podle bodu 1 vyznačující se tím, že třetí impedanční prvek (7), tvořený bud Indukčnosti a/nebo odporem, je připojen mezi svorku (a) prvního impedančního prvku (2) a svorku (d) druhého impedančního prvku (6),

   VN -9*

   OBR.2

   VN NN 0