NO139190B - Koblingsanordning for avgivning av tidspulser for en prosjektil-tidstenner - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en koblingsanordning for avgivning av -tidspulsér for en prosjektil-tidstenner, som inneholder en ustabil multivibrator og en matekondensator for styring og mating av multivibratoren.

Det er på den ene side kjent koblingsanordninger av denne type som befinner seg i prosjektiler, som på grunn av si-ne små dimensjoner imidlertid ikke svarer til nøyaktighetskrave-ne som stilles til innkoblingen av en bestemt forsinkelsestid. På den annen side er stedsfaste koblingsanordninger for ildvåpen kjent, som svarer til nøyaktighetskravene, idet et batteri gir en konstant spenning og derved sikrer en konstant frekvens. Ufordelaktig ved denne kjente anordning er imidlertid at det er nødvendig med et batteri. Et slikt batteri trenger vesentlig mer plass enn det" "som står til rådighet i et prosjektil, og dessuten er det ikke sikret om batteriet i prosjektilet ved be-hov også i realiteten er oppladet (se U.S. patent nr. 3.788.228).

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveie-bringe en koblingsanordning ved hvilken det. ved minst mulig strømbehov avgis tidspulsér med mest mulig konstante interval-ler, dvs. med konstant frekvens, dvs. matespenningen til multivibratoren skal være mest mulig konstant, da ved konstant mate-spenning også tidsimpulsene tilveiebringes med konstant frekvens av multivibratoren.

Koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen er kjenneteg-net ved at den ustabile multivibrator har to invertere, hvorved hver inverter har to felteffekttransistorer, at det mellom multivibratoren og matekondensatoren er anordnet en motstand og parallelt dertil en avstemningskondensator for stabilisering av frekvensen til de nevnte tidspulsér.

Koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen har den for-del at den gjennomsnittlige svingningstid Tm - over en bestemt tid, f. eks. fra avfyring av et prosjektil til oppspalting, dvs. 5-10 sekunder - er konstant.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et skjematisk riss av hele innretningen for avgivning av tidspulsér,

fig. 2 et skjematisk riss av en multivibrator,

fig. 3 et diagram over forløpet av matespenningen i avhengighet av tiden,

fig. 4 et andre utførelseseksempel for multivibratoren i skjematisk fremstilling, og

fig. 5 et diagram over spenningsforløpet ved de

.enkelte steder av multivibratoren.

i

Ifølge fig. 1 er en multivibrator 10 med en utgang

>A^.=;.for avgivning av tidspulsér over et parallellkoblet RC-ledd, dvs. en motstand 13 og en kondensator 22, tilsluttet til en matekondensator 20, som ved hjelp av en strømdanner 9 kan opplades ved avfyring av prosjektilet. Betydningen til RC-leddet er forklart nedenfor. En slik strømdanner 9 er i og for seg kjent og har f. eks. en induksjonsspole, en permanentmagnet og en myk-jernkjerne. Ved avfyringsakselerasjonen skjer det en relativ-forskyvning mellom disse deler for tilveiebringelse av en induk-sjonsstrøm i induksjonsspolen. Ved hjelp av denne induksjons-strøm blir matekondensatoren 20 oppladet.

Innretningen 10 har ifølge fig. 2 fire felteffekttransistorer 51, 52, 53 og 54. Hver gang to av disse felteffekttransistorer 51, 52 og 53, 54 er koblet i serie og på

den ene side tilkoblet til strømforsyningen, dvs. over et RC-ledd 13, 22 til matekondensatoren 20, og på den annen side tilkoblet til masse. Basisen til disse transistorer 51 - 54 er over dioder 41, 43 tilkoblet til strømforsyningen og over dioder 42, 44 til masse. De to transistorer 51, 52 danner en første inverter A, og de to transistorer 53, 54 danner en andre inverter B. Utgangen 4 til inverteren A som samtidig er inn-gang for inverteren B, er over en motstand 11 og et knutepunkt 2 tilkoblet til en side på en kondensator 21. Utgangen 1 for

inverteren B er. tilkoblet til den andre side av kondensatoren 21. Inngangen 3 til inverteren A er over en motstand 12 og

knutepunktet 2 tilkoblet til den første side av kondensatoren

21. Transistorene 51 og 53 er såkalte n-transistorer, og transistorene 52 og 54 er såkalte p-transistorer. Dette har til resultat at når det legges en spenning til inngangene 3, 4 de to invertere A og B sperrer n-transistorene 51 og 53, mens p-transistorene 52 og 54 er ledende. Synker derimot spenningen ved inngangen 3, 4 på de to invertere A og B til en bestemt

verdi, vender forholdene seg, dvs. n-transistorene 51 og 53 le-der og p-transistorene 52 og 54 sperrer.

Spenningsforløpet ved utgangene 1 og 4 til de to invertere B og A samt på inngangen 3 til inverteren A fremgår av fig. 5.

Virkemåten for innretningen 10, så langt den er be-skrevet ovenfor, er følgende:

Hvis det strømmer en strøm gjennom transistorene 52 og 53 og ingen strøm gjennom transistorene 51 og 54, råder det ved utgangen 1 til inverteren B og ved inngangen 3 til inverteren A en forsyningsspenning gf mens det på inngangen 4 ikke ligger noen spenning, slik det fremgår av fig. 5 ved begynnel-sen av svingetiden t-^. Utgangen 1 er over transistoren 53 for-bundet med strømforsyningen, og inngangen 4 er over transistoren 52 tilsluttet til masse. Da det ved utgangen 1 råder forsyningsspenningen , kan den ene side av' kondensatoren 21 opplades positivt til forsyningsspenningen Uforg. Over motstanden 11 og transistoren 52 kan den andre side av kondensatoren 21 utlade seg, hvorved spenningen på inngangen 3 synker ifølge E-kurven

hvorved U utgjør omkoblingsspenningen for inverterne A, B,

R svarer til motstandene 11 og 12, C til kondensatoren 21 og

t^tiden mellom to koblingsprosesser.

Såsnart spenningen ved inngangen 3 er sunket til om-koblingsspenning, blir de to invertere A og B koblet om. Gjennom transistorene 51 og 54 kan det nu flyte en strøm, mens det gjennom transistorene 52 og 53 ikke flyter noen strøm mer. Spenningen for utgangen 1 faller derfor til spenningen UQ. Den ene side av kondensatoren 21 kan utlades over transistoren 54, og den andre side av kondensatoren 21 kan opplades over transistoren 51 og motstanden 11. Ved inngangen 4 stiger spenningenøyeblikkelig til verdien Ufors«Ve^ inngangen 3 stiger spenningen ifølge kurven Da svingetiden T = t^ + t^ i fremkommer av ligningene (1) og (2)

Fra denne ligning fremgår det at svingetiden T er avhengig av forsyningsspenningen ^ fors- Når det for forsyningsspenningen IJfors er anordnet en kondensator, så kan det ikke unngås at spenningen Uforsi kondensatoren synker på grunn av .energiuttak og derved forandrer svingetiden T seg.

Den oppgave som skal løses ved hjelp av foreliggende oppfinnelse består nu i tilveiebringelsen av en koblingsanordning ved hvilken i hvert fall den gjennomsnittlige svingetid Tm, over et bestemt tidsforløp, f. eks. tiden fra avfyringen av et prosjektil til dets oppspalting, dvs. ca. 5-10 sekunder, skal være konstant. Derved skal det tas hensyn til at matekondensatoren 20 for strømforsyningen ikke bestandig kan opplades tilVden:-samme utgangsspenning. Et talleksempel skal tydeliggjøre problemet. Under den antagelse at spenningen Vforstil hvilken _ma.tekondensatoreji 20 opplades kan ha svingninger på 10 %, må det kreves at tiden til oppspalting av prosjektilet på f. eks. 5,3 sekunder skal opprettholdes med en nøyaktighet på 1 - 2 %.

Til løsning av denne oppgave blir ifølge fig. 1 mellom multivibratoren 10 og matekondensatoren 20 anordnet en ohmsk motstand 13 og parallelt dertil en avstemmingskondensator 22. Virkningen til denne anordning fremgår av fig. 3. Forsy-aingsspenningen ufors vil synke under påvirkning av motstanden 13. Dette spenningsforløp bevirker en forandring av svingetiden ifølge kurven a. Avstemmingskondensatoren 22 fører til en korrektur ifølge kurven b. Av disse to kurver a og b fremkommer kurven c som.utgjør frekvensen og dermed svingetiden T for multivibratoren 10.

Avstemmingskondensatoren 22 blir tilpasset til den indre kapasitet for multivibratoren 10, som er vist stiplet som erstatningskondensator 23.

For bedre,forståelse av oppfinnelsen skal det dessuten vises til enkelte egenskaper ved multivibratoren 10. Svingetiden T er avhengig av forholdet mellom transistorene

51 - 54. Ved oppnåelsen av koblingsterskelen begynner transistorene 51 - 54 å lede og så lenge til den nødvendige kob-lingsstrøm ID er nådd. Denne koblingsstrøm IQ er gitt ved lig-ningen

I denne ligning er UG= basisspénning, UT = Threshold-spenning, UD = transistorspenning, Z og L = dimensjonene for transistoren og Cqx= kapasitet for transistoren.

Denne ligning for koblingsstrømmen fører til en dif-ferensialligning av hvilken fremgår avhengigheten for svingetiden T av forsyningsspenningen. Alt etter størrelse for avstemmingskondensatoren 22 og den indre kapasitet 23 kan svingetiden T eksponensielt øke eller avta med økende forsyningsspenning fors.

Etter omkoblingen av transistorene skjer den ekspo-nensielle utladning av kondensatoren 21. Denne utladningstid er kortere hvis ved høy forsyningsspenning omkoblingsspenningen er lavere oppladet og kondensatoren 21 mindre sterkt oppladet enn hvis ved lavere forsyningsspenning. og forholdsvis høy omkob-lingsspenning kondensatoren 21 er sterkere oppladet.

Ved egnet avstemming av kapasitetene 21 og 22 er en variasjon av frekvensen i avhengighet av forsyningsspenningen mulig på en slik måte at foruten egenskapene til den benyttede C-MOS-kobling også koblingsoppbyggingen kan korrigeres på en slik måte at det over bestemte mangedobbelte av grunnsvingnin-gene ved en kjent størrelse for matekondensatoren 20 er oppnåe-lig en høy tidskonstant.

Ifølge et annet på fig. 4 vist utførelseseksempel er det mellom de to transistorer 51, 52 på den ene side og 53, 54 på den annen side hver gang anordnet en ohmsk motstand 60, hvis virkningsmåte er analog til motstanden 13. Ved disse to mot-stander 60 kan imidlertid ikke bare deres størrelse velges, men også uttaket ved utgangen 1, henholdsvis 4.

Claims (2)

1. *'Koblingsanordning for avgivning av tidspulsér for en prosjektil-tidstenner, som inneholder en ustabil multivibrator og en matekondensator for styring og mating av multivibratoren,karakterisert vedat den ustabile multivibrator (10) har to invertere (A, B), hvorved hver inverter (A, B) har to felteffekttransistorer (51 - 54), samt at det mellom multivibratoren (10) og matekondensatoren (20) er anordnet en motstand (13) og parallelt dertil en avstemmingskondensator (22) for stabilisering av frekvensen til tidspulsene.

2. Koblingsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat det i tillegg til den nevnte motstand (13) -mellom -multivibratoren (10) og matekondensatoren (20) er anordnet hver gang én motstand (60) mellom hver gang to transistorer (51, 52 og 53, 54) til inverteren (A, B).