CS266543B1 - Earth magnetic field compensator control unit - Google Patents
Earth magnetic field compensator control unit Download PDFInfo
- Publication number
- CS266543B1 CS266543B1 CS879295A CS929587A CS266543B1 CS 266543 B1 CS266543 B1 CS 266543B1 CS 879295 A CS879295 A CS 879295A CS 929587 A CS929587 A CS 929587A CS 266543 B1 CS266543 B1 CS 266543B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- resistor
- input
- analog
- circuit
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Řídicí jednotka kompenzátoru magnetického pole, sestávající ze tří paralelně zapojených digitálně analogových řídicích bloků, každý z nichž má analogový vstup, ke kterému je připojena jedna ze tří skupin Helmholtzových cívek. Očelem řešení je spojitě zjišťovat a ukládat do paměti v digitální formě hodnoty výstupního kompenzačního proudu a v návaznosti na ně automaticky generovat kompenzační vektor magnetického pole podle kontinuálně měřené velikosti a směru vektoru zemského magnetického pole. Účelu se dosahuje tím, že v každém digitálně analogovém řídicím bloku je příslušný analogový vstup spojen s analogově digitálním rozhodovacím obvodem, který je zapojen na vstup centrálního synchronního řídicího obvodu spojeného s frekvenční základnou a časovacím obvodem. Centrální synchronní řídicí obvod řídí pomocí paměťového obvodu velmi přesný digitálně analogový převodník, k jehož výstupu je připojen koncový stupeň. Řešeni je využitelné v oboru geofyziky při paleomagnetickém vyšetřování horninových vzorků a v oboru lékařské elektroniky, v tomografii a při biomagnetických měřeních.Magnetic field compensator control unit, consisting of three parallel-connected digital-analog control blocks, each of which has an analog input to which one of the three groups of Helmholtz coils is connected. The purpose of the solution is to continuously detect and store in memory in digital form the values of the output compensation current and, in connection with them, to automatically generate the magnetic field compensation vector according to the continuously measured magnitude and direction of the Earth's magnetic field vector. The purpose is achieved by the fact that in each digital-analog control block, the relevant analog input is connected to an analog-digital decision circuit, which is connected to the input of a central synchronous control circuit connected to a frequency base and a timing circuit. The central synchronous control circuit controls, using a memory circuit, a very precise digital-analog converter, to whose output an output stage is connected. The solution can be used in the field of geophysics for paleomagnetic examination of rock samples and in the field of medical electronics, tomography and biomagnetic measurements.
Description
Vynález se týká řídicí jednotky kompenzátoru zemského magnetického pole, sestávající ze tří paralelně zapojených digitálně analogových řídicích bloku, každý z nichž má analogový vstup, ke kterému je připojena jedna ze tří skupin Helmholtzových cívek. Účelem vynálezu je spojitě zajišťovat a ukládat do paměti v digitální formě hodnoty výstupního kompenzačního proudu a v návaznosti na ně automaticky generovat kompenzační vektor magnetického pole podle kontinuálně měřené velikosti a směru vektoru zemského magnetického pole.The invention relates to a control unit for a terrestrial magnetic field compensator, consisting of three digitally analog control blocks connected in parallel, each of which has an analog input to which one of the three groups of Helmholtz coils is connected. The purpose of the invention is to continuously secure and store in digital form the values of the output compensation current and, in connection with them, to automatically generate a magnetic field compensation vector according to the continuously measured size and direction of the earth's magnetic field vector.
Řídicí jednotka reguluje proud vstupující do kompenzátoru zemského magnetického pole, který tvoří tři ortogonálně uspořádané skupiny Helmholtzových cívek, vymezující v prostoru polygon. Uvnitř polygonu je zemské magnetické pole kompenzováno na hodnotu zvoleného magnetického vektoru, popřípadě na hodnotu magnetického vakua, kde vektor zemského magnetického pole má ve všech ortogonálách hodnotu velmi blízkou nule. Zvolený magnetický vektor nebo magnetické vakuum musí být v kompenzátoru udržováno dlouhodobě a při jakýchkoliv variacích zemského magnetického pole, jak se to vyžaduje při paleomagnetickém zkoumání horninových vzorků, spojeném s jejich demagnetizací.The control unit regulates the current entering the earth's magnetic field compensator, which consists of three orthogonally arranged groups of Helmholtz coils, defining a polygon in space. Inside the polygon, the Earth's magnetic field is compensated for the value of the selected magnetic vector, or for the value of the magnetic vacuum, where the vector of the Earth's magnetic field has a value very close to zero in all orthogonals. The selected magnetic vector or magnetic vacuum must be maintained in the compensator for a long time and with any variations in the Earth's magnetic field, as required in the paleomagnetic examination of rock samples associated with their demagnetization.
Je známá řídicí jednotka kompenzátoru zemského magnetického pole, v níž je zapojen na každý výkonový blok skupiny Helmholtzových cívek řídicí blok s komparátory a s referenčním napěťovým zdrojem ovládaným přes číslicově analogový převodník elektronickými obvody variometrů (čs. autorské osvědčení č. 256 879).A control unit of a terrestrial magnetic field compensator is known, in which a control unit with comparators and a reference voltage source controlled via a digital-to-analog converter by electronic variometer circuits is connected to each power block of the Helmholtz coil group (Czechoslovak author's certificate no. 256 879).
Nevýhodou známé řídicí jednotky je nemožnost nastavení libovolné hodnoty výstupního proudu v celém pracovním rozsahu bez zásahu do diskrétních prvků obvodů řídicí jednotky. Nelze u ní měnit výstupní veličiny proudu dálkovým řízením. Každé její uvedení do provozu vyžaduje individuální nastavení a ladění řídicích obvodů, k nimž je třeba použít složitých laboratorních přístrojů. Známá řídicí jednotka neumožňuje automatický start kompenzátoru zemského magnetického pole, neboť vyžaduje před každým startem individuální předvolbu. Obsluha kompenzátoru se tím značně komplikuje. Tamtéž neumožňuje využít kompenzátoru pro generování vektoru magnetického o definované velikosti.The disadvantage of the known control unit is the impossibility of setting any value of the output current in the entire working range without interfering with the discrete elements of the control unit circuits. It is not possible to change the current output values by remote control. Each commissioning requires individual adjustment and tuning of control circuits, for which complex laboratory instruments must be used. The known control unit does not allow the automatic start of the earth's magnetic field compensator, as it requires an individual preselection before each start. This greatly complicates the operation of the compensator. There, it does not allow the use of a compensator to generate a magnetic vector of defined size.
Uvedené nevýhody odstraňuje řídicí jednotka podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v každém digitálně analogovém řídicím bloku řídicí jednotky jsou příslušné analogové vstupy zapojeny shodně jako první analogový vstup v prvním digitálně analogovém řídicím bloku, a to jednak přes druhý sumační odpor do sumačního uzlu, jednak přímo do analogově digitálního rozhodovacího obvodu, spojeného první signálovou sběrnicí s centrálním synchronním řídicím obvodem tlačítky, zapojeným na frekvenční základnu paralelně s časovacím obvodem, s nímž je spojen druhou signálovou sběrnicí a který je synchronním hradlovacím výstupem a řídicími výstupy zapojen do paměťového obvodu se zálohovým napájecím obvodem a se signalizačním vstupem, spojeného datovými sběrnicemi s velmi přesným digitálně analogovým převodníkem, k němuž je připojen referenčními výstupy přes paralelně řazené normálové odpory napěťový referenční obvod a který je přes sumační uzel, společně s proudovým zdrojem opatřeným skokovým tlačítkem zapojen do sumačně integračního obvodu v koncovém stupni spojeného odděleně přes jednopolaritní výkonový blok s první jednopolaritní výstupní svorkou a přes oboupolaritní výkonový blok s první oboupolaritní výstupní svorkou, přitom první zpětná výstupní svorka koncového stupně prvního digitálně analogového řídicího bloku je spojena společně s prvním vzorkovacím odporem přes první sumační odpor se sumačně integračním obvodem.These disadvantages are eliminated by the control unit according to the invention, the essence of which consists in that in each digital-analog control block of the control unit the respective analog inputs are connected identically as the first analog input in the first digital-analog control block. on the one hand directly to the analog-digital decision circuit connected by the first signal bus to the central synchronous control circuit by pushbuttons connected to the frequency base in parallel with the timing circuit to which the second signal bus is connected and which is connected to the memory circuit with the synchronous gate output a backup power supply circuit and a signaling input connected by data buses to a high-precision digital-to-analog converter, to which a voltage reference circuit is connected via reference outputs via parallel normal resistors and which is via a summing node, together with a current source provided with a step t connected to the summation integration circuit in the output stage connected separately via a single-polarity power block to the first single-polarity output terminal and via a bipolar power unit to the first bipolar output terminal, the first output output return terminal of the first digital analog control block being connected together with the first sampling resistor through the first summation resistor with the summation integration circuit.
Paměťový obvod a velmi přesný digitálně analogový převodník každého digitálně analogového řídicího bloku lze s ohledem na výrobní náklady výhodně realizovat tak, že v paměťovém obvodu jsou uspořádány paměťové vratné čítače, každý z nichž má sériově spojeny čítači vstupy přes analogový spínací obvod se synchronním hradlovacím výstupem centrálního synchronního řídicího obvodu, napájecí vstup se zálohovým napájecím obvodem, nastavovací řídicí vstup s nastavovacím řídicím výstupem centrálního synchronního řídicího obvodu a předvolbový řídicí vstup s předvolbovým řídicím výstupem centrálního synchronního řídicího obvodu, přitom první paměťový vratný čítač je zapojen první datovou sběrnicí a druhý paměťový vratný Čítač druhou datovou sběrnicí na dolnoúrovňovou sekci a třetí paměťový vratný čítač třetíThe memory circuit and the high-precision digital-to-analog converter of each digital-to-analog control block can be advantageously realized with regard to production costs by arranging memory return counters in the memory circuit, each of which has counter inputs connected in series via an analog switching circuit with synchronous gate output of the central synchronous control circuit, power supply input with backup power supply circuit, setting control input with setting control output of the central synchronous control circuit and preselection control input with preselection control output of the central synchronous control circuit, the first memory return counter being connected by the first data bus and the second memory return counter a second data bus to the low-level section and a third memory return counter a third
CS 266 543 Bl 3 datovou sběrnicí a Čtvrtý paměťový vratný čítač čtvrtou datovou sběrnicí na hornoúrovňovou sekci velmi přesného digitálně analogového převodníku, jehož dolnoúrovňová sekce, s prvním dolnoúrovňovým normálovým odporem na prvním referenčním vstupu a s druhým dolnoúrovňovým normálovým odporem na druhém referenčním-vstupu, je zapojena do sumačního uzlu shodně jako hornoúrovňová sekce s prvním hornoúrovňovým normálovým odporem na třetím referenčním vstupu a s druhým hornoúrovňovým normálovým odporem na čtvrtém referenčním vstupu.CS 266 543 B1 3 data bus and the fourth memory return counter by the fourth data bus to the high-level section of a high-precision digital-to-analog converter, whose low-level section, with a first low-level normal resistance at the first reference input and a second low-level normal resistance at the second reference input, is connected. to the summation node in the same way as the high-level section with the first high-level normal resistance at the third reference input and with the second high-level normal resistance at the fourth reference input.
V sumačně integračním obvodu koncového stupně je uspořádán operační zesilovač s prvním vstupním odporem a prvním sumačním odporem na neinvertujícím vstupu, jehož invertující vstup, zapojený do sumačního uzlu, je přes integrační kondenzátor a derivační odpor spojen s výstupem prvního operačního zesilovače a ten jednak přes druhý vstupní odpor s invertujícím vstupem druhého operačního zesilovače, uspořádaného v jednopolaritním výkonovém bloku, jednak přes třetí vstupní odpor s neinvertujícím vstupem třetího operačního zesilovače, uspořádaného v oboupolaritním výkonovém bloku. „An operational amplifier with a first input resistor and a first summing resistor at a non-inverting input is arranged in the summing integration circuit of the output stage, the inverting input connected to the summing node being connected to the output of the first operational amplifier via an integrating capacitor and a derivative resistor. a resistor with an inverting input of a second operational amplifier arranged in a single-polar power block, on the one hand via a third input resistor with a non-inverting input of a third operational amplifier arranged in a bipolar power block. "
V jednopolaritním výkonovém bloku koncového stupně je zařazen druhý operační ?· lovač, mající invertující vstup spojený kompenzačním kondenzátorem s výstupem a neinvertující vstup jednak s uzemněným prvním zpětnovazebním odporem, jednak přes druhý zpětnovazební odpor s první jednopolaritní výstupní svorkou, je zapojen přes první omezovači odpor na bázi invertujícího tranzistoru, v jehož emitoru je zařazen se zápornou napěťovou svorkou spojený první emitorový odpor a v kolektoru pracovní odpor spojený s první napájecí svorkou, přitom kolektor invertujícího tranzistoru je spojen jednak s bází prvního proudově zesilujícího tranzistoru, v jehož kolektoru je druhá napájecí svorka, jednak s katodou uzemněné diody a s kolektorem pojistkového tranzistoru, jehož emitor je zapojen na první jednopolaritní výstupní svorku a báze přes druhý omezovači odpor a uzavírací odpor s bází druhého proudově, zesilujícího tranzistoru, spojenou dále přes třetí omezovači odpor s emitorem prvního proudově zesilujícího tranzistoru, uzemněným přes druhý emitorový odpor, přitom druhý proudově zesilující tranzistor, kolektorem připojený na třetí napájecí svorku, je emitorem zapojený jedním vývodem mezi uzavírací odpor a druhý omezovači odpor a druhým vývodem přes ochranný odpor s první·jednopolaritní výstupní svorkou.A second operating circuit is included in the single-polar power block of the output stage, having an inverting input connected by a compensating capacitor to the output and a non-inverting input with a grounded first feedback resistor and a second feedback resistor with a first single-polar output terminal. the base of an inverting transistor, in the emitter of which a first emitter resistor connected to the negative voltage terminal is connected and a working resistor connected to the first supply terminal in the collector, the collector of the inverting transistor being connected to the base of the first current amplifying transistor; on the one hand with the cathode of the grounded diode and with the collector of the fuse transistor, the emitter of which is connected to the first single polarity output terminal and base via a second limiting resistor and a closing resistor with the base of the second current amplifying transistor connected further via a third limiting resistor to the emitter of the first current A second current-amplifying transistor connected by a collector to the third supply terminal is connected by an emitter with one terminal between the closing resistor and the second limiting resistor and the second terminal via a protective resistor with a first single-polarity output terminal.
V oboupolaritním výkonovém bloku koncového stupně je zařazen třetí operační zesilovač, spojený výstupem s výkonovým operačním zesilovačem, je invertujícím vstupem spojen jednak s uzemněným čtvrtým zpětnovazebním odporem, jednak přes třetí zpětnovazební odpor s výstupem výkonového operačního zesilovače, připojeného k první oboupolaritní výstupní svorce.A third operational amplifier is connected in the bipolar power block of the output stage.
Výhody řídicí jednotky kompenzátoru zemského magnetického pole vyplývají z nového ’ hybridního digitálně analogového zapojení, které umožňuje určení a zapamatování hodnot výstupního proudu digitálním způsobem, takže vždy lze volit změnu výstupního proudu minimálně v jednom volicím kroku z celkového počtu 64 000 kroků. Uvnitř analogového intervalu jednoho volicího kroku je nadto umožněno jemné analogové řízení, jehož rozsah činí ekvivalent + 4 000 kroků. Převodní konstantu mezi volicím krokem a skutečnou hodnotou výstupního proudu, a tím i skutečnou hodnotou magnetického pole je možno při výrobě řídicí jednotky podle vynálezu libovolně volit, takže je lze přizpůsobit jakýmkoliv Helmholtzovým cívkám. Výhodná je konstanta, při níž jednomu volicímu kroku odpovídá změna magnetického pole o 1 nT. Řídicí jednotka podle vynálezu dále umožňuje řídit změny výstupních hodnot magnetického pole automaticky výstupními signály z magnetometru při zachování nadřazeného manuálního způsobu řízení pomocí tlačítek. Stlačením inkrementačních nebo dekrementačních tlačítek se po dobu prvních 15 sekund řídí změny výstupního proudu rychlostí dva kroky za sekundu. Pokud je tlačítko stisknuto déle než 15 sekund, zrychluje se krokování na 25 kroků za sekundu a následně opět po 15 sekundách na rychlost 250 kroků za sekundu. Tímto řídicí jednotka podle vynálezu umožňuje generovat rychle v rámci své celkové dynamiky jakékoliv magnetické pole. V případě výpadku napájecího napětí zůstávají ve všech digitálně analogových řídicích blocích zapamatovány posledně aktualizované hodnoty magnetického pole. Při obnovení napájecího napětí automaticky zajistí řídicí jednotka podle vynálezu hodnoty výstupního proudu odpovídající posledně aktualizované hodnotě magnetického pole. Jakmile se uzavře zpětnovazebníThe advantages of the Earth magnetic field compensator control unit stem from the new hybrid digital-analog connection, which allows the output current values to be determined and stored in a digital way, so that the output current change can always be selected in at least one selection step out of 64,000 steps. In addition, within the analog interval of one selection step, fine analog control is allowed, the range of which is equivalent to + 4,000 steps. The conversion constant between the selection step and the actual value of the output current, and thus also the actual value of the magnetic field, can be freely selected during the production of the control unit according to the invention, so that they can be adapted to any Helmholtz coils. A constant is preferred at which one selection step corresponds to a change in the magnetic field of 1 nT. The control unit according to the invention further makes it possible to control changes in the output values of the magnetic field automatically by the output signals from the magnetometer while maintaining a superior manual method of control by means of buttons. By pressing the increment or decrement buttons for the first 15 seconds, changes in output current are controlled at a rate of two steps per second. If the button is pressed for more than 15 seconds, the stepping speed is accelerated to 25 steps per second and then again after 15 seconds to a speed of 250 steps per second. In this way, the control unit according to the invention makes it possible to generate any magnetic field quickly within its overall dynamics. In the event of a supply voltage failure, the last updated values of the magnetic field remain stored in all digital-analog control blocks. When the supply voltage is restored, the control unit according to the invention automatically ensures the output current values corresponding to the last updated value of the magnetic field. Once the feedback is closed
CS 266 543 Bl smyčka s magnetometrem, řídicí jednotka zajistí generování kompenzačního magnetického pole ve třech ortogonálách s rychlým dynamickým rozsahem + 4 000 nT. V případě požadavku generování jiného než zapamatovaného pole, je toto pole bezprostředně určeno analogovými vstupy a digitální obvody nastaví paměť na střední hodnotu analogového intervalu + 4 000 nT. Jen v této poloze je zachována schopnost analogovým řízením plně kompenzovat rychlé variace zemského magnetického pole. V případě pomalých variací řídí se hodnoty výstupního proudu automaticky pouhým přestavováním paměti v celém rozsahu 64 000 nT. Vznikne-li požadavek generovat určitý vektor magnetického pole, nastaví se příslušné hodnoty na magnetometrech příslušných k jednotlivým skupinám Helmholtzových cívek a řídicí jednotka podle vynálezu podle analogových řídicích signálů magnetometrů tyto hodnoty nastaví v digitálně analogových řídicích blocích a dlouhodobě je s požadovanou přesností udržuje.CS 266 543 Bl loop with magnetometer, the control unit ensures the generation of the compensating magnetic field in three orthogonals with a fast dynamic range of + 4,000 nT. In the case of a request to generate a non-memorized field, this field is immediately determined by the analog inputs and the digital circuits set the memory to the mean value of the analog interval + 4,000 nT. Only in this position is the ability to fully compensate for rapid variations in the earth's magnetic field maintained by analog control. In the case of slow variations, the output current values are controlled automatically by simply adjusting the memory over the entire range of 64,000 nT. If it is desired to generate a certain magnetic field vector, the respective values are set on magnetometers belonging to individual groups of Helmholtz coils and the control unit according to the invention sets these values in digital analog control blocks according to analog control signals and maintains them with required accuracy for a long time.
Příklad zapojení řídicí jednotky kompenzátoru zemského magnetického pole je znázorněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je celkové blokové schéma řídicí jednotky, na obr. 2 je schéma zapojení prvního digitálně analogového řídicího bloku, na obr. 3 schéma zapojení velmi přesného digitálně analogového převodníku a řídicího paměťového obvodu a na obr. 4 je detailní schéma zapojení koncového stupně.An example of the connection of the control unit of the earth magnetic field compensator is shown in the accompanying drawings, where Fig. 1 is a general block diagram of the control unit, Fig. 2 is a circuit diagram of the first digital-analog control block, Fig. 3 is a circuit diagram of a high-precision digital-to-analog converter. and a control memory circuit, and Fig. 4 is a detailed circuit diagram of the output stage.
Řídicí jednotka kompenzátoru zemského magnetického pole podle vynálezu sestává ze tří digitálně analogových řídicích bloků 2' 2' Ji se shodným vnitřním zapojením, napájených přes hlavní vnitřní rozvodnou síť 30 z hlavního zdrojového bloku 2 nebo přes záložní vnitřní rozvodnou síť 31 ze záložního zdrojového bloku 5, obr. 1. První digitálně analogový řídicí blok 2' opatřený prvním inkrementačním tlačítkem 2/ prvním dekrementačním tlačítkem 7 a prvním skokovým tlačítkem 2, niá první analogový vstup 15 pro připojení prvního magnetometru, nezakreslen, uspořádaného v první skupině Helmholtzových cívek, nezakresleny, umožňujících kompenzaci vektoru magnetického pole kolmého k zemi a připojených na první jednopolaritní výstupní svorku 21, první oboupolaritní výstupní svorku 22 a první zpětnou výstupní svorku 23, na niž je také zapojen uzemněný první vzorkovací odpor 18. Druhý digitálně analogový řídicí blok £, opatřený druhým inkrementačním tlačítkem 2* druhým dekrementačním tlačítkem 10 a druhým skokovým tlačítkem 22' má druhý analogový vstup 16 pro připojení druhého magnetometru, nezakreslen, uspořádaného v druhé skupině Helmholtzových cívek, rovněž nezakresleny, umožňujících kompenzaci severojižního vektoru zemského magnetického pole a připojených na druhou jednopolaritní výstupní svorku 24.' druhou oboupolaritní výstupní svorku 25 a druhou zpětnou výstupní svorku 26, na niž je také zapojen uzemněný druhý vzorkovací odpor 22.· Třetí digitálně analogový řídicí blok 2' opatřený třetím inkrementačním tlačítkem 12, třetím dekrementačním tlačítkem 13 a třetím skokovým tlačítkem 14, třetí analogový vstup 17 pro připojení třetího magnetometru, nezakreslen, uspořádaného ve třetí skupině Helmholtzových cívek, rovněž nezakresleny, umožňujících kompenzaci východozápadního vektoru zemského magnetického pole a připojených na třetí jednopolaritní výstupní svorku 27, třetí oboupolaritní výstupní svorku 28 a třetí zpětnou výstupní svorku 29, na niž je také zapojen uzemněný třetí vzorkovací odpor 20.The control unit of the earth magnetic field compensator according to the invention consists of three digitally analog control blocks 2 '2' J1 with identical internal connection, supplied via the main internal distribution network 30 from the main source block 2 or via the backup internal distribution network 31 from the backup source block 5. Fig. 1. A first digital analog control block 2 'provided with a first increment button 2 / first decrement button 7 and a first jump button 2, has a first analog input 15 for connecting a first magnetometer, not shown, arranged in a first group of Helmholtz coils, not shown, allowing compensation magnetic field vector perpendicular to ground and connected to the first single-polarity output terminal 21, the first bipolar output terminal 22 and the first return output terminal 23, to which a grounded first sampling resistor 18 is also connected. * the second decrement button 10 and the second has a second analog input 16 for connecting a second magnetometer, not shown, arranged in a second group of Helmholtz coils, also not shown, allowing compensation of the north-south vector of the earth's magnetic field and connected to the second single-polar output terminal 24. a second bipolar output terminal 25 and a second return output terminal 26, to which a grounded second sampling resistor 22 is also connected. 17 for connecting a third magnetometer, not shown, arranged in a third group of Helmholtz coils, also not shown, allowing compensation of the east-west vector of the earth's magnetic field and connected to a third single polarity output terminal 27, a third bipolar output terminal 28 and a third return output terminal 29. a grounded third sampling resistor is connected 20.
V prvním digitálně analogovém řídicím bloku 2' shodně jako v dalších dvou digitálně analogových řídicích blocích 2, 2' 3e jemu příslušný první analogový vstup 15 zapojen jednak přes druhý sumační odpor 90 do sumačního uzlu 92» jednak přímo do analogově digitálního rozhodovacího obvodu 36, který je první signálovou sběrnicí 44 spojen s centrálním synchronním řídicím obvodem 32/ obr. 2. Druhou signálovou sběrnicí 45 je centrální řídicí obvod 38 spojen s časovacím obvodem 39 a oba obvody 38, 39 jsou paralelně zapojeny na frekvenční základnu 3 7. Centrální synchronní řídicí obvod 38 prvního digitálně analogového řídicího bloku 2 s prvním inkrementačním tlačítkem 2 a prvním dekrementačním tlačítkem 2 je synchronním hradlovacím výstupem 46, nastavovacím řídicím výstupem 47 a předvolbovým řídicím výstupem 92 spojen s paměťovým obvodem 22' zapojeným na zálohový napájecí obvod 34 a majícím signalizační vstup 88 pro informaci o výpadku sítě. Paměťový obvod 35 je dále spojen s velmi přesným digitálně analogovým převodníkem 22' k němuž je připojen napěťový referenční obvod 32. Přes sumační uzel 92' do něhož je zapojen i proudový zdroj 93 s prvním skokovým tlačítkem 2» je velmi přesný digitálně analogový převodník 33 spojen se sumačně integračním obvodemIn the first digital-control block 2 'similarly as in the other two digital to analogue control blocks 2, 2' 3 and its competent first analog input 15 connected secondly via a second summing resistor 90 to the summing node 92 »both directly to an analogue to digital decision circuit 36, which is connected by a first signal bus 44 to a central synchronous control circuit 32 / Fig. 2. The second signal bus 45 is a central control circuit 38 connected to a timing circuit 39 and both circuits 38, 39 are connected in parallel to a frequency base 37. the circuit 38 of the first digital analog control block 2 with the first increment button 2 and the first decrement button 2 is connected by a synchronous gate output 46, a setting control output 47 and a preselection control output 92 to a memory circuit 22 'connected to the backup power supply circuit 34 and having a signal input 88 for network outage information. The memory circuit 35 is further connected to a high-precision digital-to-analog converter 22 ', to which a voltage reference circuit 32 is connected. with summation integration circuit
CS 266 543 Bl 5 'CS 266 543 Bl 5 '
40, který je součástí koncového stupně 50. Sumačně integrační obvod 40 je zapojen na jednopolaritní výkonový blok 41 s první jednopolaritní výstupní svorkou 21 a paralelně na oboupolaritní výkonový blok 42 s první obou polaritní výstupní svorkou 22. První zpětná výstupní svorka 23, k níž je připojen i uzemněný první vzorkovací odpor 18, 3e spojena se sumačně integračním obvodem 40 přes první sumační odpor 62.40, which is part of the output stage 50. The summing integration circuit 40 is connected to a single polarity power block 41 with a first single polarity output terminal 21 and in parallel to a bipolar power block 42 with a first two polarity output terminals 22. The first return output terminal 23 connected and grounded first sampling resistor 18, 3, and connected to a summing integration circuit 40 via a first summing resistor 62nd
V paměťovém obvodu 35 každého digitálně analogového řídicího bloku 2/ 2' 2 jsou uspořádány paměťové vratné čítače 21/ θ4,85, 86, obr. 3. Na napájecí vstup 113 prvního paměťového vratného čítače 23, jakož i na napájecí vstup 114 druhého paměťového vratného čítače 84, na napájecí vstup 115 třetího vratného čítače 85 a na napájecí vstup 116 čtvrtého paměťového vratného Čítače 86 je připojen zálohový napájecí obvod 34.· Nastavovací řídicí vstup 117 prvního paměťového vratného čítače 22/ jakož i nastavovací řídicí vstup 118 druhého paměťového vratného čítače 84, nastavovací řídicí vstup 119 třetího paměťového vratného čítače 85 a nastavovací řídicí vstup 120 čtvrtého paměťového vratného čítače 86 jsou spojeny s nastavovacím řídicím výstupem 47 centrálního synchronního řídicího obvodu 22· Předvolbový řídicí vstup 142 prvního paměťového vratného čítače 22/ jakož i předvolbový řídicí vstup 143 druhého paměťového vratného čítače 84, předvolbový řídicí vstup 144 třetího paměťového vratného čítače 85 a předvolbový řídicí vstup 145 čtvrtého paměťového vratného čítače 22 jsou připojeny na předvolbový řídicí výstup 92 centrálního synchronního řídicího obvodu 38. Na první čítači vstup 105 a druhý citací vstup 109 prvního paměťového vratného čítače 83, spojeného první datovou sběrnicí 101 s dolnoúrovňovou sekcí 81 velmi přesného digitálně analogového převodníku 22/ je připojen přes analogový spínací obvod 87, uspořádaný v napájecím výstupu centrálního synchronního řídicího obvodu 32· Na první čítači vstup 106 a.druhý Čítači vstup 110 druhého paměťového vratného čítače 84, spojeného druhou datovou sběrnicí 102 s dolnoúrovňovou sekci 81 velmi přesného digitálně analogového převodníku 22/ je připojen analogový spínací obvod 87 přes první paměťový vratný čítač 22· Na první citaci vstup 107 a druhý čítači vstup 111 třetího paměťového vratného čítače 22.» spojeného třetí datovou sběrnicí 103 s hornoúrovňovou sekcí 82 velmi přesného digitálně analogového^převodníku 33, je připojen analogový spínací obvod 87 přes paměťové vratné čítače 22/ 21.· Na první čítači vstup 108 a druhý čítači vstup 112 čtvrtého paměťového vratného čítače 22/ spojeného čtvrtou datovou sběrnicí 104 s hornoúrovňovou sekcí 82 velmi přesného digitálně analogového převodníku 22/ j® připojen analogový spínací obvod 87 přes paměťové vratné čítače 83, 84, 85. Dolnoúrovňová sekce 81 velmi přesného digitálně analogového převodníku 33 má k prvnímu referenčnímu vstupu 121 připojen přes první dolnoúrovňový normálový odpor 48 prvním referenčním výstupem 94 napětový referenční obvod 32 a k druhému referenčnímu vstupu 122 přes druhý dolnoúrovňový normálový odpor 96 druhý referenční výstup 95 téhož napěťového referenčního obvodu 32. Hornoúrovňová sekce 82 velmi přesného digitálně analogového převodníku 33 má připojen napěťový referenční obvod 32 k třetímu referenčnímu vstupu 123 přes první hornoúrovňový normálový odpor 49 prvním referenčním výstupem 94 a k čtvrtému referenčnímu vstupu 124, přes druhý hornoúrovňový normálový odpor 97 druhým referenčním výstupem 22· Výstupy obou sekcí 81, 22 velmi přesného digitálně analogového převodníku 33 jsou zapojeny do sumačního uzlu 91.Memory return counters 21 / θ4,85, 86, Fig. 3 are arranged in the memory circuit 35 of each digital-analog control block 2/2 '2. counter, a backup power supply circuit 34 is connected to the power input 115 of the third return counter 85 and to the power input 116 of the fourth memory return counter 86. The setting control input 117 of the first memory return counter 22 / as well as the setting control input 118 of the second memory return counter 84 , the setting control input 119 of the third memory return counter 85 and the setting control input 120 of the fourth memory return counter 86 are connected to the setting control output 47 of the central synchronous control circuit 22. memory return counter 84, preselection control input 144 of the third memory return counter e 85 and the preselection control input 145 of the fourth memory return counter 22 are connected to the preselection control output 92 of the central synchronous control circuit 38. On the first counter input 105 and the second citation input 109 of the first memory return counter 83 connected by the first data bus 101 to the lower level section 81. high precision digital to analogue convertor 22 / e j connected through the analog switch circuit 87, arranged in the power output of the central control circuit 32 of the synchronous · at the first count input 106 a.druhý counter input of the second memory 110 of the reversible counter 84 associated second data bus 102 to dolnoúrovňovou section 81, a very precise digital to analogue convertor 22 / j e connected to the analog switch circuit 87 via the first deflection memory counter 22 · at first counter input 107, and a second counter input 111 of the third memory of the reversible counter 22nd » connected by a third data bus 103 to the high-level section 82 of a high-precision digital-to-analog converter 33, an analog switching circuit 87 is connected via memory return counters 22/21. The data bus 104 with the high-level section 82 of the high-precision digital-to-analog converter 22 / j® is connected to the analog switching circuit 87 via memory return counters 83, 84, 85. The low-level section 81 of the high-precision digital-to-analog converter 33 is connected to the first reference input 121 via the first low-level normal resistor 48 by first reference output 94 voltage reference circuit 32 and to second reference input 122 via second low level normal resistor 96 second reference output 95 of same voltage reference circuit 32. High level section 82 of high precision digital analog converter 33 has voltage reference circuit 32 connected to third reference entry 123 BC The first high-level normal resistor 49 is the first reference output 94 and the fourth reference input 124, through the second high-level normal resistor 97 the second reference output 22.
V sumačně integračním obvodu 40 koncového stupně 50 prvního digitálně analogového řídicího bloku 1. je uspořádán první operační zesilovač 22/ obr. 4. Invertující vstup 137 pi*vního operačního zesilovače 21» spojený postupně přes integrační kondenzátor 60 a derivaČní odpor 61 s jeho výstupem, je zapojen do sumačního uzlu 22· V neinvertujícím vstupu 136 prvního operačního zesilovače 22» spojeném přes první sumační odpor 62 s první oboupolaritní výstupní svorkou 22, j® zařazen uzemněný první vstupní odpor 59. první operační zesilovač 51 je výstupem spojen jednak přes druhý vstupní odpor 63 s invertujícím vstupem 139 druhého operačního zesilovače 52 v jednopolaritním výkonovém bloku 41, jednak přes třetí vstupní odpor 64 s neinvertujícím vstupem 140 třetího operačního zesilovače 53 v oboupolaritním výkonovém bloku 42 na vstup výkonového operačního zesilovače 54. Invertující vstup 141 třetího operačního zesilovače 22» v je zařazen uzemněný čtvrtý zpětnovazební odpor 65, je spojen přes třetí zpětnovazební odpor 66 s výstupem výkonového operačního zesilovače 54 a společně s ním s první oboupolaritní výstupní svorkou 22· Invertující vstup 139 druhéIn the summing integration circuit 40 of the output stage 50 of the first digital-analog control block 1, a first operational amplifier 22 is arranged. FIG. is connected to the summing node 22 · the non-inverting input 136 of the first operational amplifier 22 »connected via a first summing resistor 62 to the first output terminal a signed 22 J® classified grounded first input resistor 59. the PRV 51 the operational amplifier output is connected both through a second inlet resistor 63 with inverting input 139 of second operational amplifier 52 in single polarity power block 41, through a third input resistor 64 with non-inverting input 140 of third operational amplifier 53 in bipolar power block 42 to input of power operational amplifier 54. Inverting input 141 of third operational amplifier 22 » a grounded fourth feedback resistor 65 is included, it is connected via a third feedback resistor 66 with the output of the power operational amplifier 54 and together with it with the first bipolar output terminal 22 · Inverting input 139 of the second
CS 266 543 Bl ho operačního zesilovače 52 je spojen přes kompenzační kondenzátor 68 s jeho výstupem a neinvertující vstup 138 toho zesilovače 52, v němž je zařazen uzemněný první zpětnovazební odpor 67, přes druhý zpětnovazební odpor 77 s první jednopolaritní výstupní svorkou 21. Druhý operační zesilovač 52 je dále výstupem zapojen přes první omezovači odpor 69 na bázi 43 invertujícího tranzistoru 55, jehož emitor 89 je připojen přes první emitorový odpor 70 k záporné napětové svorce 128. Kolektor 78 invertujícího tranzistoru 55 je spojen s bází 98 prvního proudově zesilujícího tranzistoru 56, s katodou 129 uzemněné diody 80 a přes první pracovní odpor 71 s první napájecí svorkou 125, kolektor 99 prvního proudově zesilujícího tranzistoru 56 je připojen k druhé napájecí svorce 126 a jeho emitor 100, uzemněný přes druhý emitorový odpor 72, k bázi 130 druhého proudově zesilujícího tranzistoru 57, a to přes třetí omezovači odpor 73. Báze 130 druhého proudově zesilujícího tranzistoru 57 je spojena přes sériově řazený uzavírací odpor 74 a druhý omezovači odpor 75 s bází 133 pojistkového tranzistoru 58, jehož emitor 134 je připojen na první jednopolaritní výstupní svorku 21 a kolektor 135 na katodu 129 diody 80. Kolektor 131 druhého proudově zesilujícího tranzistoru 57 je připojen k třetí napájecí svorce 127 a jeho emitor 132 jednak mezi uzavírací odpor 74 a druhý omezovači odpor 75, jednak přes ochranný odpor 76 k první jednopolaritní výstupní svorce 21.CS 266 543 B1 of the operational amplifier 52 is connected via a compensation capacitor 68 to its output and a non-inverting input 138 of the amplifier 52 in which the grounded first feedback resistor 67 is connected, via a second feedback resistor 77 to the first single polarity output terminal 21. Second operational amplifier 52 is further output connected via a first limiting resistor 69 based on 43 of the inverting transistor 55, the emitter 89 of which is connected via the first emitter resistor 70 to the negative voltage terminal 128. The collector 78 of the inverting transistor 55 is connected to the base 98 of the first current amplifying transistor 56; the cathode 129 of the grounded diode 80 and through the first working resistor 71 with the first supply terminal 125, the collector 99 of the first current amplifying transistor 56 is connected to the second supply terminal 126 and its emitter 100 grounded via the second emitter resistor 72 to the base 130 of the second current amplifying transistor 57, via a third limiting resistor 73. The base 130 of the second current amplifying transistor 57 is connected via a series terminating resistor 74 and a second limiting resistor 75 to the base 133 of a fuse transistor 58, the emitter 134 of which is connected to the first single polarity output terminal 21 and the collector 135 to the cathode 129 of the diode 80. the supply terminal 127 and its emitter 132 on the one hand between the closing resistor 74 and the second limiting resistor 75, on the other hand via a protective resistor 76 to the first single-polar output terminal 21.
Výstupní proud řídicí jednotky podle vynálezu, tekoucí jednopolaritními výstupními svorkami 21, 24, 27 nebo oboupolaritními výstupními svorkami 22, 25, 28, je hodnotově určen konverzní konstantou koncových stupňů 50 příslušných digitálně analogovým řídicím blokům 2' 2' 2 a součtem vstupních proudů do sumačně integračních obvodů 4^0, kde jej ovlivňuje především proud předvolený velmi přesným digitálně analogovým převodníkem 33, dále proud vyvolaný úbytkem napětí na vzorkovacích odporech 18, 19, 20 a proud závislý na analogových vstupních signálech na analogových vstupech 15, 22' 11· Velmi přesný digitálně analogový převodník 33 může určit požadavek výstupního proudu s rozlišovací schopností na 64 000 úrovní. V praxi se výhodně volí jeden krok ze 64 000, ekvivalentní zprostředkované intenzitě magnetického pole 1 nT. Analogový řídicí signál na analogových vstupech 15, 22, 17 má dynamický rozsah vlivu na výstupní magentické pole + 4 000 nZ. Hodnota určená velmi přesným digitálně analogovým převodníkem 33 je vymezena velikostí vstupního 16bitového slova, generovaného pamětovými vratnými čítači 83, 84, 22' 22 pamětového obvodu 22' zálohově napájeného ze zálohového napájecího obvodu 34 Činnost každého digitálně analogového řídicího bloku 2' li 2 řídí příslušný centrální synchronní řídicí obvod 22' který zpracovává signály jak manuálního ovládání, vyvolané pomocí inkrementačních tlačítek 2' 2' J-2' dekrementačních tlačítek 2' 22' 22 a skokových tlačítek 2' 22' 22' tak signály automatického ovládání, dekódované analogově digitálním rozhodovacím obvodem 36 z analogových řídicích signálů’na analogových vstupech 22' 22' 22· Podpůrné funkce pro činnost centrálního synchronního řídicího obvodu 38 v každém z digitálně analogových řídicích bloků 2' 2' 3 vytváří příslušný časovači obvod 39 spolu s frekvenční základnou 22- Je-li na prvním analogovém vstupu 15 analogový signál amplitudově menší než + 15 mV a není stisknuto první inkrementační tlačítko 2 ani první dekrementační tlačítko 2' paměňový obvod 35 zůstává nastaven na konstantní hodnotě a výstupní proud na první jednopolaritní výstupní svorce 21 nebo první oboupolaritní výstupní svorce 22 je určen touto konstantní hodnotou a v mezích + 5 nT analogovým signálem, působícím přímo na sumačně integrační obvod 40. Překročí-li velikost vstupního analogového signálu na prvním analogovém vstupu 15 hodnotu + 15 mV, vydá analogově digitální rozhodovací obvod 36 zprávu centrálnímu synchronnímu řídicímu obvodu 38 o existenci a směru regulační odchylky a ten uvede v činnost přestavování pamětového obvodu 35 rychlostí dva kroky za sekundu do doby poklesu amplitudy vstupního analogového signálu do intervalu + 15 mV, přitom řídicí jednotka podle vynálezu zajištuje zpětnovazební analogovou regulací v každém okamžiku nulové magnetické pole kompenzátoru. Tímto automatickým zásahem nabude výstupní signál z velmi přesného digitálně analogového převodníku 22 opět aktualizovanou hodnotu a řídicí jednotka podle vynálezu opět plynule a jemně reguluje zpětnovazebnou analogovou regulací požadované výstupní magnetické pole dokud signál regulační odchylky znovu nepřekročí hodnotu + 15 mV. V případě nutnosti rychlé kompenzace zemského magnetického pole má řídicí jednotka podle vynálezu vždy k dispozici celou anologovou ovládací dynamiku v rozsahu + 4 000 nT. Vznikne-li požadavek zásahu do regulačního procesu, stiskne obsluha podle záměru bu3 první inkrementační tlačítko 2' nebo první dekrementačníThe output current of the control unit according to the invention, flowing through the single-polarity output terminals 21, 24, 27 or bipolar output terminals 22, 25, 28, is determined by the conversion constant of the output stages 50 of the respective digital-to-analog control blocks 2 '2' 2 and the sum of the input currents to the sum integration circuits 40, where it is mainly affected by the current preselected by a very accurate digital-to-analog converter 33, the current caused by the voltage drop across the sampling resistors 18, 19, 20 and the current dependent on the analog input signals at the analog inputs 15, 22 '11. the digital-to-analog converter 33 can determine the output current requirement with a resolution of 64,000 levels. In practice, one step is preferably selected from 64,000, equivalent to the mediated magnetic field strength of 1 nT. The analog control signal at the analog inputs 15, 22, 17 has a dynamic range of influence on the output magnetic field of +4,000 nZ. The value determined by the high-precision digital-to-analog converter 33 is defined by the size of the 16-bit input word generated by the memory return counters 83, 84, 22 '22 of the memory circuit 22' backed up from the backup power supply circuit 34. synchronous control circuit 22 'which processes both manual control signals, triggered by increment buttons 2' 2 'J- 2 ', decrement buttons 2 '22' 22 and jump buttons 2 '22' 22 ', as well as automatic control signals decoded by an analog-to-digital decision circuit 36 of the analog control signals at the analog inputs 22 '22' 22 · Support functions for the operation of the central synchronous control circuit 38 in each of the digital analog control blocks 2 '2' 3 form a respective timing circuit 39 together with the frequency base 22 at the first analog input 15 an analog signal with an amplitude of less than + 15 mV and the first ink is not pressed mentation button 2 and not the first decrementation button 2 'the memory circuit 35 remains set to a constant value and the output current at the first single-polarity output terminal 21 or the first bipolar output terminal 22 is determined by this constant value and within + 5 nT by an analog signal acting directly on summation integration circuit 40. If the magnitude of the input analog signal at the first analog input 15 exceeds + 15 mV, the analog digital decision circuit 36 issues a message to the central synchronous control circuit 38 about the existence and direction of the control deviation and activates the memory circuit 35 to adjust the speed. two steps per second until the amplitude of the input analog signal drops to an interval of + 15 mV, the control unit according to the invention ensuring a zero magnetic field of the compensator at any time by the analog feedback control. By this automatic intervention, the output signal from the high-precision digital-to-analog converter 22 regains its updated value and the control unit according to the invention again continuously and gently regulates the desired output magnetic field by feedback analog control until the control deviation signal again exceeds + 15 mV. If it is necessary to quickly compensate for the earth's magnetic field, the control unit according to the invention always has the entire analog control dynamics in the range of +4,000 nT. If there is a request to intervene in the control process, the operator presses the first increment button 2 'or the first decrement button as intended.
CS 266 543 Bl 7 tlačítko 7. Centrální synchronní řídicí obvod 38 dává těmto ovládacím prvkům přednost a spustí krokování paměťového obvodu 35 zvoleným směrem tak, že po dobu 15 sekund nepřerušeného stisknutí jednoho z tlačítek 2» 7 krokuje s frekvencí dva kroky za sekundu. Po uplynutí této doby automaticky přepne na frekvenci 25 kroků za sekundu a po dalších 15 sekundách nepřerušeného stisku tlačítek 2, 2 zvolí krokovací rychlost 250 kroků za sekundu. Uvolněním a novým stlačením jednoho z tlačítek 6, 7 se sekvence zruší a krokování začíná opět rychlostí 2 kroky za sekundu. Tak je umožněno v krátké době projít celou paměť v rozsahu 64 000 kroků, což je nezbytné např. při generování definovaných magnetických polí.CS 266 543 B1 7 button 7. The central synchronous control circuit 38 prefers these controls and starts stepping the memory circuit 35 in the selected direction by stepping at a frequency of two steps per second for 15 seconds without continuously pressing one of the buttons 2, 7. After this time, it automatically switches to a frequency of 25 steps per second and after a further 15 seconds of pressing buttons 2, 2 continuously, selects a stepping speed of 250 steps per second. Releasing and pressing one of the buttons 6, 7 again cancels the sequence and the stepping starts again at a rate of 2 steps per second. This makes it possible to traverse the entire memory in a short time in the range of 64,000 steps, which is necessary, for example, when generating defined magnetic fields.
Sumačně integrační obvod 40 rozděluje svůj výstupní signál mezi druhý operační zesilovač 52 v jednopolaritním výkonovém bloku 41 a třetí operační zesilovač 53 v oboupolaritním výkonovém bloku 42. A poněvadž Helmholtzovy cívky, na obr. nezakresleny, jsou připojené mezi jednopolaritní výstupní svorky 21» 24, 27 a zpětné výstupní svorky 21» 26, 29 nebo mezi oboupolaritní výstupní svorky 22, 25, 28 a taktéž zpětné výstupní svorky 23, 21, 29, umožňují první z nich dosáhnout relativně velkého výstupního napětí a proudu, až + 50 V a 1 A, a druhé z nich, s parametry + 12 V a 0,1 A, jsou vhodné pro připojení inklinačního vinutí Helmholtzových cívek, jejich řídicí proud může podle variací zemského magnetického pole nabývat hodnotu obou polarit.The sum integration circuit 40 divides its output signal between the second operational amplifier 52 in the single polarity power block 41 and the third operational amplifier 53 in the double polarity power block 42. And since the Helmholtz coils, not shown in the figure, are connected between the single polarity output terminals 21, 24, 27 and return output terminals 21 »26, 29 or between bipolar output terminals 22, 25, 28 as well as return output terminals 23, 21, 29, the first of which make it possible to achieve a relatively large output voltage and current, up to + 50 V and 1 A, and the second of them, with parameters + 12 V and 0.1 A, are suitable for connecting the inclination winding of Helmholtz coils, their control current can take the value of both polarities according to the variations of the earth's magnetic field.
Invertující vstup 137 prvního operačního zesilovače 51 je sumačním bodem výstupních proudů z velmi přesného digitálně analogového převodníku 33 a z proudového zdroje 93. Neinvertující vstup 136 prvního operačního zesilovače 51 je sumačním bodem analogového řídicího proudu tekoucího z prvního analogového vstupu 15 přes druhý sumační odpor 90 a vzorku výstupního proudu, jehož obraz je vytvořen na prvním vzorkovacím odporu 18 a prvním sumačním odporu 62. Druhý operační zesilovač spolu s invertujícím tranzistorem 55 a proudově zesilujícími tranzistory 56.» 57 vytváří samostatnou strukturu výkonového operačního zesilovače, nevyznačen, pro vyšší výstupní napětí a proud, jehož zisk je určen poměrem zpětnovazebních odporů 67, ZZ· Protože druhý proudově zesilující tranzistor 57 je realizován jako kaskáda dvojic tranzistorů v Darlingtonové zapojení, způsobuje spolu s prvním proudově zesilujícím tranzistorem 56 v otevřeném stavu úbytek napětí asi 1,5 V. Z těchto důvodů a pro snížení regulačních ztrát i pro zvýšení maximálního dosažitelného napětí a z důvodů zamezení vlivu zvlněného napájecího napětí na kvalitu výstupního proudu je rozděleno napájecí napětí na výkonovou nižší složku na druhé napájecí svorce 126 a třetí napájecí svorce 127 a cca o 5 V vyšší, kvalitně filtrovanou složku na první napájecí svorce 125.· z první jednopolaritní výstupní svorky 21 je zavedena silná záporná zpětná vazba na neinvertující vstup 128 druhého operačního zesilovače 52, která velmi účinně potlačuje přenos zvlnění napájecího napětí jednopolaritního výkonového bloku 41, kde požadavek na výluku rušení síťovými frekvencemi je extrémně vysoký. Jednopolaritní výkonový blok 41 takto zapojený má navíc jednoznačně danou velikost zesílení, jejíž udržení je nutné pro zajištění konverzního faktoru analogového řízení, pro konstantní vztah napětí k hodnotě generovaného magnetického pole. Hodnota zesílení není v zapojení podle vynálezu závislá na teplotní změně diskrétních prvků koncového stupně 5j), což je zárukou neměnného tvaru frekvenční a fázové charakteristiky, potřebného pro správnou činnost zpětnovazební regulace.The inverting input 137 of the first operational amplifier 51 is the summing point of the output currents from the high precision digital-to-analog converter 33 and the current source 93. The non-inverting input 136 of the first operational amplifier 51 is the summing point of the analog control current flowing from the first analog input 15 through the second summing resistor 90 an output current, the image of which is formed on the first sampling resistor 18 and the first summing resistor 62. The second operational amplifier together with the inverting transistor 55 and the current amplifying transistors 56. 57 forms a separate structure of a power operational amplifier, not marked, for higher output voltage and current, the gain of which is determined by the ratio of feedback resistors 67, ZZ · Because the second current amplifying transistor 57 is implemented as a cascade transistor 56 in the open state voltage drop of about 1.5 V. For these reasons and to reduce control losses and to increase the maximum achievable voltage and to prevent the influence of wavy supply voltage on the output current quality, the supply voltage is divided into a lower power component on the second supply terminal 126 and the third supply terminal 127 and about 5 V higher, well-filtered component on the first supply terminal 125. From the first single-polar output terminal 21, a strong negative feedback is introduced to the non-inverting input 128 of the second operational amplifier 52, which very effectively suppresses ripple transmission. supply voltage of a single-polar power block to 41, where the demand for the exclusion of mains interference is extremely high. In addition, the single-polar power block 41 thus connected has a clearly defined amount of gain, the maintenance of which is necessary to ensure the conversion factor of the analog control, for a constant relationship of voltage to the value of the generated magnetic field. The value of the gain in the circuit according to the invention does not depend on the temperature change of the discrete elements of the output stage 5j), which guarantees the constant shape of the frequency and phase characteristics required for the correct operation of the feedback control.
Řídicí jednotka kompenzátoru zemského magnetického pole podle vynálezu je využitelná v oboru geofyziky pro generování nulového magnetického pole, tzv. magnetického vakua nebo přesně definovaného vektoru magnetického pole, požadovaných při paleomagnetických měřeních vzorků hornin. Dále je využitelná v oboru lékařské elektroniky při generování aktivně stíněného magnetického prostředí pro biomagnetické měření a tomografii.The control unit of the Earth's magnetic field compensator according to the invention can be used in the field of geophysics to generate a zero magnetic field, the so-called magnetic vacuum or a precisely defined magnetic field vector, required in paleomagnetic measurements of rock samples. It can also be used in the field of medical electronics in the generation of actively shielded magnetic media for biomagnetic measurements and tomography.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS879295A CS266543B1 (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Earth magnetic field compensator control unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS879295A CS266543B1 (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Earth magnetic field compensator control unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS929587A1 CS929587A1 (en) | 1989-04-14 |
| CS266543B1 true CS266543B1 (en) | 1990-01-12 |
Family
ID=5443781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS879295A CS266543B1 (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Earth magnetic field compensator control unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS266543B1 (en) |
-
1987
- 1987-12-16 CS CS879295A patent/CS266543B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS929587A1 (en) | 1989-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0118178B1 (en) | Offset balancing method and apparatus for a dc amplifier | |
| US5237277A (en) | Apparatus for indirect measurement and control of a magnetic gradient field in a nuclear magnetic resonance imaging system | |
| US3069545A (en) | Method and apparatus for determining the state of a nuclear reactor | |
| US6262670B1 (en) | Source measure unit having secondary feedback for eliminating transients during range changing | |
| EP1138118B1 (en) | Method and device for measuring the damping of a lc-oscillating circuit | |
| CS266543B1 (en) | Earth magnetic field compensator control unit | |
| Franco et al. | Autocalibrating quasistatic M‐H hysteresis loop tracer with negligible drift | |
| US4902940A (en) | Current control circuit | |
| Burroughs et al. | Programmable 1 V dc voltage standard | |
| US4965529A (en) | High current, very wide band transconductance amplifier | |
| Corney | Digital generator assisted impedance bridge | |
| US3142798A (en) | D. c. ammeter calibrator utilizing feedback control and regulation of calibrating current | |
| Brown et al. | The enhanced performance of the DCC current comparator using AccuBridge® technology | |
| US5861740A (en) | Load loss standard for calibrating power loss measurement systems | |
| US10429462B2 (en) | Output stage for the generation of variable square-wave currents in an inductive load with no high-voltage supply | |
| US3305768A (en) | A.-c. voltage calibrating apparatus | |
| Fernqvist et al. | Design and verification of a 24 kA calibration head for a DCCT test facility [LHC current control] | |
| Karpinsky et al. | Collider NICA Power Supply Magnet System | |
| Cabiati et al. | High-precision thermal EMF comparator for automatic AC-DC transfer measurements | |
| US4450924A (en) | Electronic weighing scale | |
| US3537004A (en) | Automatic meter range changer | |
| US3087337A (en) | Direct reading resistance thermometer | |
| Cornuet | Magnetic Measurements on the PS Magnet Unit U17 with Hall Probes | |
| Medley | Precision measurement equipment laboratory specialist (AFSC 32450) | |
| Schneider et al. | Independent current control in the coupled superconducting coils of a heavy-ion cyclotron magnet |