CS222856B1 - Zdroj pilovitého napatia so stabilizovanou amplitúdou - Google Patents

Description

2228S6

Vynález sa týká zdroja pilovitého napá-tia so stabilizovanou amplitúdou, v ktoromsa rieši stabilizácia amplitudy pilovitého na-pátia pri zmene opakovacej periody syn-chronizačných impulzov.

Doposial' známe zdroje pilovitého napá-tia s vakuovými súčiastkami alebo polovo-dičovými súčiastkami v diskrétnej aj inte-grovanej formě pracujú buď s konštantnoustrmosťou nábežnej 'hrany pily, ktorej dlž-ka sa prispůsobuje opakovacej perióde pi-ly, alebo pracujú s konštantnou strmosťounábežnej hrany pily a s konštantnou ampli-tudou pily, alebo pracujú s proměnlivoustrimiolsifou nábíežhej hrany pily a s kon-štantnou amplitúdou pily. V prviom rpí-pade dlžka nábežnej- hrany pily je na-příklad úměrná opakovacej perióde pily avtedy pri zmene opakovacej periody pily po-mocou riadiaceho napátia, či vonkajšíchsynchronizačných impulzov sa mění aj jejamplitúda. V druhom případe je dlžka pilykonštantná a neprisposobuje sa opakova-cej perióde pily. V poslednom případe sadlžka nábežnej hrany pily může prispůso-bioívať opakovacej perióde pily, ale zdroj pi-lovitého napátia sa nedá synchronizovat navonkajšie synchronizačně impulzy. Dopo-sial' známe zdroje pilovitého napátia majúteda tú nevýhodu, že nemožno pri synchro-nizácii na vonkajšie impulzy s premenli-vou opakovacou periodou stabilizovat am-plitúdu pily pri súčasnej podmienke, abysa dlžka nábežnej hrany pily prispósobo-vala jej opakovacej perióde.

Vyššie uvedený nedostatok je odstraně-ný zdrojom pilovitého napátia so stabilizo-vanou amplitúdou podlá vynálezu, ktoréhopodstata je v tom, že vstupná svorka je při-pojená jednak na nestabilizovaný zdroj pi-lovitého napátia, jednak na vzorkovací člena jednak cez nulovací obvod, cez pamáťovýčlen, cez diferenciálny zosilňovač, cez vzor-kovací člen, cez integrátor na nestabilizo-vaný zdroj pilovitého napátia, ktorý je da-lej připojený na výstupnú svorku a na pa-máťový člen, pričom na diferenciálny zo-silňovač je připojený jednosměrný zdroj.Podstata je v stabilizácii amplitúdy pilovi-tého napátia amplitúdovonestabilizovanéhozdroja pily, v ktorom nábežná hrana pilymá strmost danú hodnotou jednosměrné-ho napátia alebo prúdu pomocou automa-tickej regulacie v uzavretej regulačnej sluč-ke so vzorkováním regulačnej odchýlky.

Použitím automatickej regulácie amplitú-dy pily v uzavretej regulačnej slučke sadoeiahne nový účinok, pretože opakovaciuperiódu pily za súčasného ustafovania jejamplitúdy na konštantnej hodnotě možnoměnit aj pomocou vonkajších synchronizač-ných impulzov. Dlžka nábežnej hrany pi-ly sa přitom může vhodné prisposobovať o-pakovacej perióde pily. Vzorkováním am-plitúdy pilovitého napátia a použitím odtial'odvodeného signálu v slučke so zápornouspatnou vazbou sa dosiahne aj vylúčenie vplyvu váčšiny náhodných porúch na am-plitúdu pilovitého napátia.

Na připojených výkresoch je na obr. 1znázorněná bloková schéma zapojenia pi-lovitého napátia so stabilizovanou ampli-túdou podťa vynálezu, na obr. 2 je postupspracovania signálov v zdroji pilovitého na-pátia so stabilizovanou amplitúdou podláobr. 1 a na obr. 3 podrobná schéma zapoje-nia konkrétného prevedenia zdroja pilovi-tého napátia so stabilizovanou amplitúdoupodl'a vynálezu.

Nestabilizovaným zdrojom 1 pilovitéhonapátia — obr. 1, na jeho vstup zo vstup-nej svorky 8 prichádzajú synchronizačněimpulzy — prvý časový diagram na obr. 2,ktoré určujú dížku medzery s nulovým napá-tím v pilovitom napatí na výstupe nestabi-lizovaného zdroja 1 pilovitého napátia —třetí časový diagram na obr. 2. Nábežnáhrana pily začína tam, kde je tylo synchro-nizačných impulzov. Strmost nábežnej hra-ny pilovitého napátia je daná riadiacim na-pátím — posledný časový diagram na obr.2, ktoré sa počas trvania nábežnej hranypily nesmie meniť, aby sa udržala požado-vaná linearita pilovitého napátia. Piloviténapátie s výstupu nestabilizovaného zdroja 1 pilovitého napátia sa privádza do pamá-ťového člena 2. Vrcholová hodnota pilovité-ho napátia — amplitúda pilovitého napá-tia, sa v pamáťovom člene 2 uschovává po-čas „medzery“ s nulovým napátím v pilovi-tom napátí. Pamáťový signál z pamáťovéhočlena 2 sa privádza na invertujúci vstup di-ferenciálneho zosilňovača 3. Na jeho nein-vertujúci vstup sa z jednosměrného zdro-ja 4 privádza signál žiadanej amplitudy pi-ly — nepřerušovaná priamka na treťom aštvrtom časovom diagrame v obr. 2, ktorýurčuje požadovanú vrcholovú hodnotu —amplitúdu pilovitého napátia. Z diferenciál-neho zosilňovača 3 vystupuje rozdielovýsignál. Ciarkovanými vodorovnými úsečka-mi je v piatom časovom diagrame na obr. 2 obojstranne obmedzená jeho veíkosť. Kobmedzeniu rozdielového signálu dochádzavtedy, keď medzi signálom žiadanej ampli-túdy pily a pamáťovým signálom- je váčšírozdiel, než aký je vyznačený ciarkovanýmiúsečkami súmerne rozmiestnenými okolosignálu žiadanej amplitúdy pily. Rozdielo-vý signál vstupuje do vzorkovacieho- člena S. Z něho vystupujú vzorkovacie impulzy —predposledný časový diagram na obr. 2. Po-klať je skutočná amplitúda pilovitého na-pátia váčšia, než jej žiadaná hodnota vy-jádřená signálom žiadanej amplitúdy pily,bude vzorkovací impulz zápornej polaritya jeho velkost je úměrná rozdielu medzi am-plitúdou pilovitého napátia a jej žiadanouhodnotou. Naopak, keď je skutočná ampli-túda pilovitého napátia menšia ako je jejžiadaná hodnota, bude vzorkovací impulzkladný. Vzorkovacie impulzy vstupujú dointegrátora 6 — obr. 1 a spůsobujú bud po-kles riadiaceho napátia — posledný dia- s 6 222856 gram na obr. 2 na riadiacom vstupe nesta-bilizovaného zdroja 1 pilovitého napatia a-lebo jeho nárast podlá toho, či je příslušnývzorkovací impulz záporný alebo kladný.Oprava velkosti riadiaceho napatia sa dejezásadné v časovom intervale, kde je v pi-lovitom napatí medzera s nulovým napá-tím, Zabezpečujú to synchronizačně impul-zy, ktoré vstupujú aj do vzorkovacieho čle-na 5 a svojou dlžkou určujú dížku vzorkova-cích impulzov. Synchronizačně impulzyvstupujú aj do nulovacieho obvodu 7. Ten-to vyrába nulovacie impulzy — druhý časo-vý diagram na obr. 2, ktorých čelo je syn-chronizované na tylo synchronizačných im-pulzov. Nulovacie impulzy „nulujú“ pama-ťový člen 2.

Na obr. 3 je konkrétna realizácia zdrojapilovitého napatia so stabilizovanou am-plitúdou pódia vynálezu. Na jeho vstup pri-chádzajú 'synchronizačně impulzy. Cez od-por 21 sa nimi zapína tranzistor 23, ktorýpripája na vinutie 26 transformátora napa-tie napájacieho zdroja. Na sekundárnom vi-nutí 28 vznikne napáťový Impulz, ktoréhodižka je určená dlžkou chynchronizačnýchimpulzov. Tranzistor 30 sa týmto impulzemuvedie do nasýteného stavu a vybije kon-denzátor 33 prakticky na nulové napátie.Po skončení synchronizačného impulzu zač-ne kondenzátore 33 napatí lineárně naras-tať, pretože na odpore 34 je konstantně na-patie a operačný zosilňovač 38 má konden-zátor 33 zapojený v zápornej spatnej vaz-bě. Na odpore 44 vzniká pilovité napatie,ktoré sa odoberá z výstupu zdroja pilovi-tého napatia so stabilizovanou amplitúdou.Súčasne cez odpor 45 sa pilovité napatieprivádza na invertujúci vstup operačnéhozosilňovača 49, ktorý spolu s tranzistormi58 a 59, kondenzátorom 62, diodou 61 aspatnovazobnými odpormi 56 a 57 vystu-pujú v úlohe pamáťového člena 2 — na obr.1. Pamaťový signál z kondenzátora 62 saprivádza cez odpor 63 na neinvertujúcivstup operačného zosilňovača 71, ktorý máfunkciu diferenciálneho zosilňovača — blok3 na obr. 1. Na jeho invertujúci vstup sacez odpor 68 privádza signál žiadanej am-plitúdy pily. Hoci je to konstantně napatiezo Zenerovej diody 70, jeho relativná vel-kost voči amplitúde pilovitého napatia sanemení, pretože sa pomocou potenciometra65 upravuje památový přenos pamaťovéhosignálu z kondenzátora 62. Zosilnenie di-ferenciálneho zosilňovača sa nastavuje po-mocou potenciometra 72 v spatnej v3z.beoperačného zosilňovača 71. Tranzistory 80,83, 86 spolu s pracovnými odpormi 77, 82 a85 vystupujú vo funkcii trojstupňového vzor-kovacieho člena — blok 5 na obr. 1. Dvo-jica Zenerových diod 78 a 79 obojstranneobmedzuje velkost napátia ihned’ v prvomstupni vzorkovacieho člena. Vzorkovacie impulzy vstupujú cez odpor 87 na invertu-júci vstup operačného zosilňovača 92, kto-rý Spolu š kondenzátorom 95 realizuje in-tegrátor· 6 na'obr. 1. Z výstupu integrátorasa odoberá riadiace napatie, ktoré cez od-por 34 prichádza na invertujúci vstup o-peračného zosilňovača 38. Z vinutia 27transformátora sa odoberájú záporné im-pulzy pre taktovanie vzorkovacieho člena.Počas přítomnosti týchto impulzov na od-pore 98 sú všetky tri MOS FET tranzistoryv nevodivom stave. Impulzy z vinutia 27prichádzajú čřalej cez derivačný obvod, kon-denzator 100 a odpory 99 a 101, na bázutranzistore 102. Pri tyle týchto zápornýchimpulzov, t. j. pri kladnom skoku napátia,sa cez kondenzátor 104 překlopí výkyvnýobvod, monostabilný klopný obvod, ktorýtvoria tranzistory 105 a 110. Počas relaxač-nej doby sa na odpore 111 vyrobí kladnýimpulz, ktorý cez kondenzátor 121 zabloku-je tranzistor 124. Tým sa uvedie do vodi-vého stavu tranzistor 127 a cez odpor 64sa vybije kondenzátor 62 pamaťového čle-na. Takýmto sposobom sa realizuje pomo-cou nulovacieho obvodu — blok 7 na obr.1 nulovanie pamaťového člena. Pomocoupotenciometra 109 sa nastavuje vhodná díž-ka nulovacích impulzov. Napájacie napátieintegrovaného obvodu, ktorý obsahuje tran-zistory 102, 105 a 110, je stabilizované Zene-rovými diodami 115 a 119 a filtrované kon-denzátormi 113, 114, 117 a 118. Pri každomoperačnom zosilňovači 38, 49, 71 a 92 súdvojice antiparalelne zapojených diod 36 a37, respektive 46 a 47, respektive 66 a 67,respektive 89 a 90, ktoré chránia vstupyoperačných zosilňovačov před ich napáťo-vým přetažením. Operačně zosilňovače má-jů dalej odpory a kondenzátory pre frek-venčnú kompenzáciu, 39, 40, 43, respektive50, 51, 53, respektive 73, 74, 75, respektive93, 94, 96, a kondenzátory pre vysokofrek-venčnú filtráciu příslušných napájacíchnapátí, 41, 42 respektive 52, 54, 55.

Zdroj pilového napátia so stabilizovanouamplitúdou podlá vynálezu možno použitna elektronické lineárně oneskorovanieimpulzov metódou porovnávania pilovitéhonapátia s riadiacim napátím. S výhodou homožno použit' tam, kde sa vyrábajú dve ale-bo viac postupností impulzov, ktoré majúbyť vzájomne oneskorené o· určitú časť o-pakovacej periody bez ohladu na změnuopakovacej periody. Je to základny problémnapříklad pri konštrukcii generátorov hrad-lových impulzov pre riešenie tyristorov roz-nych typov frekvenčných meničov, ktoré sapoužívajú predovšetkým v striedavých e-lektrických pohonech. Iná oblast použitiazdroja pilovitého napátia so stabilizovanouamplitúdou je v meracej technike, oscilo-skópia, číslicové meracie přístroje, testova-cí e signály a podobné.

Claims (2)

1. 2228S6 7' PRE.DMET Zdroj pilovitého napatia so stabilizovanouamplitúdou vyznačéný tým, že vstupná svor-ka (8] je připojená jednak na nestabilizo-vaný zdroj (1) pilovitého napatia, jednakna vzorkovací člen (5j a jednak cez nulo-vací obvod (7), cez pamáťový člen (2) cezdiferenciálny zosilňovač (3), cez vzorkovací VYNALEZU člen (5J, cez integrátor (6) na nestabilizo-vaný zdroj (lj pilovitého napatia, který jeďalej připojený na výstupná svorku (9j ana pamaťový člen (2j, pričom na diferen-ciálny zosilňovač (3) je připojený jedno-směrný zdroj (4).
2. 2 listy výkresov