CS218213B1

CS218213B1 - Measuring circuit of the power supply of the geoelectric transmitter

Info

Publication number: CS218213B1
Application number: CS926179A
Authority: CS
Inventors: Karel Prihoda
Original assignee: Karel Prihoda
Priority date: 1979-12-22
Filing date: 1979-12-22
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Předmětem vynálezu je měřicí obvod napájecího proudu geoelektrického vysílače. Týká se oboru geofyziky a řeší problém měření špičkové hodnoty napájecího proudu vysílače a způsob napájení měřicího operačního zesilovače. Podstatou vynálezu je zapojení vzorkovacího odporu a sériové kombinace paměťového kondenzátorů se vzorkovačem mezi napájecí zdroj a střední vývod transformátorového souměrného vinutí, z něhož je napájen i operační zesilovač. Využití vynálezu přichází v úvahu především při geoelektrickém průzkumu.The subject of the invention is a measuring circuit for the supply current of a geoelectric transmitter. It relates to the field of geophysics and solves the problem of measuring the peak value of the supply current of a transmitter and a method of supplying a measuring operational amplifier. The essence of the invention is the connection of a sampling resistor and a series combination of a storage capacitor with a sampler between the power supply and the middle terminal of the transformer symmetrical winding, from which the operational amplifier is also supplied. The use of the invention is considered primarily in geoelectrical exploration.

Description

' Vynález se týká měřicího obvodu napájecího proudu geoelektrického vysílače se stejnosměrným měničem opatřeným souměrným vinutím, zdrojem a budičem. Řeší problém měření špičkové hodnoty napájecího proudu geoelektrického vysílače a způsob napájení měřicího operačního zesilovače.The invention relates to a measuring circuit of a power supply of a geoelectric transmitter with a DC converter having a symmetrical winding, a source and an exciter. It solves the problem of measuring the peak value of the supply current of the geoelectric transmitter and the method of supplying the measuring operational amplifier.

Je známý měřicí obvod napájecího proudu geoelektrického vysílače, který měří střední hodnotu napájecího proudu pomocí bipolárního tranzistoru, zapojeného· bází a emitorem paralelně ke vzorkovacímu odporu v obvodu napájecího proudu. Hlavní nevýhodou známého měřicího obvodu je jeho výrazná nelinearita, způsobená napěťovým posunem přechodu báze—emitor. Tento posun nelze bez použití pomocného zdroje kompenzovat. Proto je známý měřicí obvod citlivý až pro signály s přibližnou úrovní vyšší než 400 mV, což má u geoelektrických vysílačů s velkým výkonem nevýhodu, projevující se značnou energetickou ztrátou na vzorkovacím odporu. Další jeho nevýhodou je měření střední hodnoty napájecího proudu, která zvláště u geoelektrického vysílače, opatřeného prostředky pro· řízení střídy buzení měniče, není veličinou reprezentující jeho skutečné zatížení. Nelze vyloučit přetěžování geoelektrického vysílače, které značně snižuje jeho· životnost.A current measuring circuit of a geoelectric transmitter is known which measures the mean value of the supply current by a bipolar transistor connected by a base and an emitter parallel to the sampling resistor in the supply current circuit. The main disadvantage of the known measuring circuit is its significant non-linearity caused by the voltage shift of the base-emitter transition. This offset cannot be compensated without using the auxiliary power supply. Therefore, the known measuring circuit is sensitive up to signals with an approximate level higher than 400 mV, which has the disadvantage of high power geoelectric transmitters, resulting in a significant energy loss on the sampling resistance. Another disadvantage is the measurement of the mean value of the supply current, which, especially in the case of a geoelectric transmitter provided with means for controlling the duty cycle of the converter, is not a quantity representing its actual load. Overloading of the geoelectric transmitter, which significantly reduces its service life, cannot be excluded.

Je také známý měřicí obvod napájecího proudu geoelektrického vysílače, který měří špičkovou hodnotu proudu pomocí Hallovy sondy a soustavy tří operačních zesilovačů. Řešení je složité a nákladné. Výstupní veličina má navíc velké zvlnění, které značně komplikuje sestavu návazných obvodů, zejména derivačních rychlostních ochran obsluhy vysílače.There is also a known current measuring circuit of a geoelectric transmitter that measures the peak current value using a Hall probe and a set of three operational amplifiers. The solution is complex and costly. In addition, the output variable has a large ripple which complicates the set of downstream circuits, especially the derivative velocity protections of the transmitter operator.

Uvedené nevýhody odstraňuje měřicí obvod napájecího proudu geoelektrického vysílače, jehož součástí je budič, připojený k prvému a druhému krajnímu vývodu transformátorového souměrného vinutí a k prvé zdrojové svorce napájecího zdroje, jehož druhá zdrojová svorka je spojena se středním vývodem transformátorového souměrného vinutí podle vynálezu, jehož podstatou je, že mezi druhou zdrojovou svorku napájecího zdroje a střední vývod transformátorového souměrného vinutí je zapojen vzorkovací odpor a sériová kombinace paměťového kondenzátorů se vzorkovačem, spřaženým s budičem, přitom paměťový kondenzátor je připojen mezi vstupní svorku a společnou svorku operačního zesilovače.These drawbacks are overcome by the current measuring circuit of a geoelectric transmitter comprising an exciter connected to the first and second extreme terminals of the transformer symmetrical winding and to the first power supply terminal of the power supply whose second power terminal is connected to the central terminal of the transformer symmetry winding. A sampling resistor and a series combination of the memory capacitors with the sampler coupled to the exciter are connected between the second power supply terminal of the transformer symmetrical winding, the memory capacitor being connected between the input terminal and the common operational amplifier terminal.

- Napájení operačního zesilovače lze podstatně zjednodušit, má-li operační zesilovač prvou napájecí větev připojenou přes filtr a prvý usměrňovač k prvému krajnímu vývodu transformátorového souměrného vinutí a druhou napájecí větev k prvé zdrojové svorce napájecího zdroje.- The power supply to the operational amplifier can be substantially simplified if the operational amplifier has a first power branch connected through a filter and a first rectifier to the first extreme terminal of the transformer symmetrical winding and a second power branch to the first power supply terminal of the power supply.

Vyšší spolehlivosti měřicího obvodu a menšího zvlnění napájecího proudu operačního zesilovače se dosáhne, když transformátorové souměrné vinutí je druhým kraj4 ním vývodem připojeno přes druhý usměrňovač k prvé napájecí větvi operačního zesilovače mezi prvý usměrňovač a filtr.Higher reliability of the measuring circuit and less ripple of the operational amplifier supply current is achieved when the transformer symmetrical winding is connected via the second rectifier to the first operational amplifier power branch between the first rectifier and the filter through the second edge.

'Výhodou měřicího obvodu napájecího¹ proudu geoelektrického vysílače podle vynálezu je linearita, vysoká citlivost a možnost měřit špičkovou hodnotu napájecího' proudu. Linearity měřicího obvodu lze s výhodou využít při indikaci náhlých změn napájecího proudu a realizovat tím ochranné Obvody působící v širokém rozmezí zatížení geoelektrického vysílače. Vlivem vysoké citlivosti měřicího obvodu lze snížit výkonové ztráty a rozměry vzorkovacího odporu. Měření špičkové hodnoty napájecího proudu umožňuje předejít přetížení geoelektrického vysílače jeho včasným ručním nebo automatickým vypnutím. Napájením operačního zesilovače ž krajních vývodů transformátorového· souměrného vinutí se ušetří jedno pomocné vinutí.An advantage of the power measuring circuit ¹ geoelectrical stream transmitter according to the invention are linearity, high sensitivity and ability to measure the peak value of power 'current. The linearity of the measuring circuit can be advantageously used to indicate a sudden change in the supply current and thereby realize protective circuits operating over a wide load range of the geoelectric transmitter. Due to the high sensitivity of the measuring circuit, the power losses and the sample resistor dimensions can be reduced. Measurement of the peak value of the supply current makes it possible to avoid overloading the geoelectric transmitter by timely manual or automatic switch-off. By supplying the operational amplifier to the outer terminals of the transformer symmetrical winding, one auxiliary winding is saved.

Konkrétní příklad zapojení měřicího obvodu napájecího proudu geoelektrického vysílače podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, kde je nakresleno jeho základní blokové schéma.A specific example of a circuit of the supply current measuring circuit of a geoelectric transmitter according to the invention is shown in the attached drawing where its basic block diagram is drawn.

Součástí měřicího obvodu napájecího proudu geoelektrického vysílače podle vynálezu je budič 1, připojený jednak k prvému krajnímu vývodu Sak druhému krajnímu vývodu 6 transformátorového souměrného vinutí 15, jednak k prvé zdrojové svorce 16 napájecího zdroje 2, jehož druhá zdrojová svorka 17 je spojena přes vzorkovací odpor 3 se středním vývodem 4 transformátorového souměrného vinutí 15. Paralelně ke vzorkovacímu odporu 3 je připojena sériová kombinace vzorkovače 10, elektricky spřaženého s budičem 1, a paměťového kondenzátoru 11, který je zapojen mezi vstupní svorku 18 a společnou svorku 19 operačního zesilovače 12. Prvá napájecí větev 13 operačního zesilovače 12 je spojena přes filtr 9 a prvý usměrňovač 7 s prvným krajním vývodem 5 transformátorového souměrného vinutí 15 a přes tentýž filtr 9 a druhý usměrňovač 8 s druhým krajním vývodem 6 transformátorového souměrného vinutí 15. Druhá napájecí větev 14 'Operačního zesilovače 12 je zapojena na prvou zdrojovou svorku 16 napájecího zdroje 2.The measuring circuit of the power supply of the geoelectric transmitter according to the invention comprises an exciter 1 connected both to the first outer terminal Sak of the second outer terminal 6 of the transformer symmetrical winding 15 and to the first source terminal 16 of the power supply 2. A series combination of a sampler 10, electrically coupled to the exciter 1, and a memory capacitor 11, which is connected between the input terminal 18 and the common terminal 19 of the operational amplifier 12, are connected in parallel to the sampling resistor 3. 13 of the operational amplifier 12 is connected via the filter 9 and the first rectifier 7 to the first extreme terminal 5 of the transformer symmetrical winding 15 and through the same filter 9 and the second rectifier 8 to the second extreme terminal 6 of the transformer symmetrical winding 15. the power branch 14 'of the operational amplifier 12 is connected to the first power supply terminal 16 of the power supply 2.

Budič 1 periodicky připojuje napájecí zdroj 2 k transformátorovému souměrnému vinutí 15 takovým způsobem, že během prvního intervalu spojí prvý krajní vývod 5 s prvou zdrojovou svorkou 16, během druhého intervalu jej odpojí, v třetím intervalu spojí druhý krajní vývod 6 s prvou zdrojovou svorkou 16 a během čtvrtého intervalu jej odpojí. Sekvence čtyř intervalů se periodicky opakuje, takže na vzorkovacím odporu 3 vzniká periodický sled pulsů napětí téže polarity, jejichž amplituda je úměrná napájecímu proudu, protékajícímu z napájecího zdroje 2 přes vzorkovací odpor 3 do Itransformíátorcvého souměrného vinutí 15. Během prvního a třetího intervalu je vzor218 kováč 10 sepnut, během druhého a čtvrtého intervalu je rozpojen. Na paměťovém kondenzátoru 11 se ustálí napětí úměrné špičkové hodnotě napájecího proudu. Toto napětí se zesiluje pomocí operačního zesilovače 12, čímž se dosáhne linearity a vysoké citlivosti měřicího obvodu podle vynálezu. Transformátorové souměrné vinutí 15 působí při periodické činnosti budiče 1 jako autotransformátor. Vlivem toho n,a prvním krajním vývodu 5 během třetího intervalu a na druhém krajním vývodu 6 během prvního intervalu vzniká napětí definované proti první zdrojové svorce 16, jehožThe exciter 1 periodically connects the power supply 2 to the transformer symmetrical winding 15 in such a way that during the first interval it connects the first extreme terminal 5 with the first source terminal 16, disconnects it during the second interval, connects the second extreme terminal 6 with the first source terminal 16 disconnects it during the fourth interval. The sequence of four intervals is periodically repeated, so that on the sampling resistor 3 a periodic sequence of pulses of voltage of the same polarity arises whose amplitude is proportional to the supply current flowing from the power supply 2 through the sampling resistor 3 to the transformer coil 15. 10 closed, disconnected during the second and fourth intervals. Voltage proportional to the peak current of the supply current is established on the memory capacitor 11. This voltage is amplified by means of an operational amplifier 12, thereby achieving a linearity and a high sensitivity of the measuring circuit according to the invention. The transformer symmetrical winding 15 acts as an auto-transformer during the periodic operation of the exciter 1. Due to this n, and the first extreme terminal 5 during the third interval and the second extreme terminal 6 during the first interval, a voltage is defined against the first source terminal 16, whose

213 velikost je dvojnásobkem napětí napájecího zdroje 2. Toto napětí napájí přes prvý a druhý usměrňovač 7, 8 a filtr 9 prvou napájecí větví 13 operační zesilovač 12.The magnitude is twice the voltage of the power supply 2. This voltage supplies the first and second rectifiers 7, 8 and the filter 9 through the first power branch 13 of the operational amplifier 12.

Pro jednoduchá geofyzikální měření je možno vyrábět geoelektrický vysílač se stejnosměrným měničem, obsahujícím proti přiloženému obrázku navíc sekundární vinutí s usměrňovačem a měřidlem sekundárního proudu. Takový geoelektrický vysílač má na výstup operačního zesilovače 12 připojeno buď měřidlo pro odečet špičkové hodnoty napájecího proudu, nebo samočinnou pojistku.For simple geophysical measurements, it is possible to produce a geoelectric transmitter with a DC converter, comprising, in addition to the attached figure, a secondary winding with a rectifier and a secondary current meter. Such a geoelectric transmitter has either a meter for reading the peak value of the supply current or an automatic fuse at the output of the operational amplifier 12.

Claims

SUBJECT

A measuring current supply circuit of a geoelectric transmitter comprising an exciter connected to the first and second extreme terminals of the transformer symmetrical winding and to the first power supply terminal of the power supply, the second power terminal of which is connected to the central terminal of the transformer symmetry winding; the source terminal (17) of the power supply unit (2) and the center terminal (4) of the transformer symmetrical winding (15) is connected to a sampling resistor (3) and a serial memory capacitor (11) combination with a sampler (10) coupled to the exciter (1); the memory capacitor (11) being connected between the input terminal (18) and the inventive terminal (19) of the operational amplifier (12).

2. The measuring circuit according to claim 1, wherein the operational amplifier (12) has a first power branch (13) connected via a filter (9) and a first rectifier (7) to the first extreme terminal (5) of the transformer symmetrical winding (15). and supplying a second power branch (14) to the first power terminal (16)(2).

3. The measuring circuit according to claim 1, wherein the transformer symmetrical winding (15) is connected via a second rectifier (6) via a second rectifier (8) to a first power branch (13) of an operational amplifier (12) between the first rectifier. (7) and filter (9).

1 sheet of drawings