***"* t| l^iwij Int. Cl.2 H03K 5/156 Twórcy wynalazku: Ryszard Misiak, Zygmunt Sawicki Uprawniony z patentu: Instytut Maszyn Matematycznych, Warszawa (Polska) Przetwornik impulsów napieciowych na pradowe Przedmiotem wynalazku jest przetwornik im¬ pulsów napieciowych na pradowe, stosowany ja¬ ko stopien wyjsciowy zwlaszcza obcowzbudnych generatorów impulsów.Znane sa generatory impulsów, stosowane na przyklad w miernictwie lub w technice przetwa¬ rzania, zaopatrzone na wyjsqiu w przetworniki impulsów napieciowych na pradowe. Generatory te zasadniczo zawieraja jedno lub wielostopnio¬ wy przedwzmacniacz lub wzmacniacz zbudowany zwykle w ukladzie wtórnika, sterujacy jednym lub kilkoma, polaczonymi równolegle regulatora¬ mi pradu, do których jest dolaczone obciazenie.Zasadnicze wymagania stawiane tego rodzaju przetwornikom to wierne przenoszenie na wyjs¬ cie ksztaltu i amplitudy impulsów napieciowych doprowadzanych do wejscia i przetwarzanie ich na impulsy pradowe niezaleznie od zmian rezy¬ stancji obciazenia, wahan napiec zasilajacych, zmian temperatury oraz zmian pogrupowania i polaryzacji impulsów na wejsciu. Dla zapewnie¬ nia stalosci przetwarzanych impulsów, znane prze¬ tworniki wymagaja stosowania róznych, niekiedy zlozonych, stabilizowanych ukladów zasilajacych, jednakze za pomoca znanych ukladów przetwor¬ ników nie udaje sie uzyskac dokladnego odwzo¬ rowania na wyjsciu ksztaltu impulsów doprowa¬ dzanych do wejscia, zwlaszcza przy zmianach am¬ plitudy lub pogrupowania impulsów na wejsciu.Powodem tego jest zwykle napiecie progowe wzmacniacza w przetworniku oraz element sprze¬ gajacy zródlo impulsów z przetwornikiem, po¬ niewaz charakterystyka tego elementu uniemoz¬ liwia wierne przenoszenie impulsów w szerokim zakresie. Ponadto znane rozwiazania przetworni¬ ków wymagaja zwykle stosowania zlozonych za¬ bezpieczen od przeciazen pradowych, spowodowa¬ nych przerwa w obwodzie zewnetrznym obciaze¬ nia lub zbyt duzym wypelnieniem przetwarzanych impulsów, co równiez stanowi niedogodnosc tych rozwiazan.Istote wynalazku stanowi przetwornik umozli¬ wiajacy przetwarzanie impulsów napieciowych na pradowe, przy wiernym przenoszeniu ksztaltu i amplitudy impulsów doprowadzanych do wejscia, niezaleznie od pogrupowania impulsów, wahan re¬ zystancji obciazenia, wahan napiec zasilajacych i temperatury oraz pozwalajacy na automatyczne i cyfrowe zadawanie amplitudy. Przetwornik skla¬ da sie z wejsciowego dwójnika sprzegajacego i przedwzmacniacza dolaczonego do wejsc odpowie¬ dniej liczby pradowych regulatorów, których to wyjscia sa polaczone poprzez elektroniczne zwro¬ tnice pradowe do wspólnego obciazenia albo do masy ukladu. Wspomniane regulatory i przed¬ wzmacniacz zasilane sa z jednego zródla napie¬ cia za posrednictwem wspólnego stabilizujacego 30 dzielnika diodowo-rezystorowego. Zwrotnice pra- 10 15 20 25 110 424110 424 dowe tworza obwody, w których w jedno ramie, laczace wyjscie regulatora z masa, jest wlaczona szeregowo dioda wraz z kluczem tranzystorowym, irnr rimgin rnmifj laczace wyjscie regulatora z ilAiQfeediM,Ys5 Stoczone szeregowo dwie diody, przy czym napiecii przewodzenia diody dolaczo- hej do obciazenia lest zalezne od spadku napie- pia^j^^*c?5^i^P&"UVl WSP011111^113- dioda jest elemen¬ tem wapólnym dlaI wszystkich zwrotnic doprowa¬ dzajacych prad o tym samym zwrocie do obcia¬ zenia. Dzielnik diodowo-rezystorowy sklada sie z diody Zenera, szeregowo polaczonych diod kom¬ pensujacych, których liczba odpowiada ilosci zlacz emiterowych wystepujacych w przedwzmacniaczu i jednym z regulatorów oraz z potencjometru za- bocznikowanego dioda, a takze z rezystora, przy czym przedwzmacniacz jest zasilany z wyjscia diody Zenera, a regulatory sa zasilane ze slizga- cza potencjometru.Budowe przetwornika wyjasniono w przykladzie wykonania pokazanym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad przetwornika dla prze¬ miennych impulsów a fig. 2 bardziej szczególowo uklad przetwornika dla jednostronnych impul¬ sów.Zródlo impulsów jest dolaczone sprzegajacym dwójnikiem 1 pojemnosciowo-rezysterowym do przedwzmacniacza 2 zbudowanego na tranzystorze Tj w ukladzie OC. Wyjscie przedwzmacniacza 2 jest dolaczone do wejsc odpowiedniej liczby pra¬ dowych regulatorów 3 skladajacych sie ze steru¬ jacych wtórników tranzystorowych T2, których wyjscia emiterowe sa dolaczone rezystorami R do emiterów regulacyjnych tranzystorów T3 pracu¬ jacych w ukladzie OB. Kolektory tranzystorów T3 ^ dolaczone diodami Di równolegle do wspólne¬ go wyjsciowego wezla C, który wspólna dioda DW jest polaczony z obciazajacym rezystorem Ro, do¬ laczonym drugim koncem do masy ukladu. Poza tym kolektory tranzystorów Ty, diodami D2 i sterowanymi z zewnatrz kluczami tranzystorowy¬ mi T4 sa dolaczone do masy. Diody Di, D2, DW i tranzystor T4 tworza zwrotnice pradowa 4, przy czym dioda DW jest wspólna dla wszystkich zwrotnic 4 doprowadzajacych prad o tym samym zwrocie do obciazajacego rezystora Ro- Uklad jest zasilany z diodowo-rezystorowego -dzielnika 5 zbu¬ dowanego z diody Zenera Ds dolaczonej jednym koncem do zródla napiecia U zasilajacego, a dru¬ gim koncem dolaczonej dioda Dp do wejsciowego wezla A i szeregowo polaczonych diod Dn, któ¬ rych drugi koniec jest dolaczony do potencjome¬ tru Rj, zabocznikowanego dioda Dm. Drugi koniec potencjometru Rj jest dolaczony rezystorem R2 do masy, a jego slizgacz jest polaczony z wezlem B stanowiacym wspólny punkt polaczenia baz wszy¬ stkich tranzystorów T3. Liczba szeregowo pola¬ czonych diod Dn jest równa liczbie zlacz emitero¬ wych pomiedzy wezlami A i B wystepujacych w jednej galezi przetwornika. W omawianym przy-- kladzie wystepuja trzy zlacza tranzystorów Ti, T2, i T3. Na fig. 2 przedstawiono dwa pradowe re¬ gulatory 3 polaczone- równolegle, przy czym ich liczba odpowiada ^wymaganej wydajnosci prado- 10 11 20 25 30 40 45 10 55 wej przetwornika. Dwukierunkowy uklad prze¬ twornika przedstawiony na fig. 1 dla impulsów dodatnich i ujemnych jest zlozony z dwóch ukla¬ dów uwidocznionych na fig. 2 o przeciwnych kie¬ runkach przewodzenia diod i tranzystorów, przy czym tranzystorom typu p-n-p w jednej czesci u- kladu odpowiadaja tranzystory n-p-n w drugiej czesci oraz odwrotny zwrot napiecia zasilajacego.Dzialanie ukladu jest nastepujace. Napiecia sta¬ le w wezlach A i B sa tak dobrane, ze tranzy¬ story T3 sa na granicy przewodzenia. Taki stan uzyskuje , sie przez skompensowanie napiec pro¬ gowych przetwornika za pomoca dzielnika diodo¬ wo-rezystorowego 5 umozliwiajacego . wlaczenie miedzy wezly A i B diod Dn, których liczba za¬ pewnia skompensowanie spadków napiec w kie¬ runku przewodzenia we wszystkich zlaczach emi¬ terowych wlaczonych w szereg pomiedzy tymi wezlami, skutkiem czego róznica napiec pomiedzy wezlami A i B jest bliska zeru. Amplituda im¬ pulsów pradowych w obciazajacym rezystorze R0 moze byc zadawana zarówno analogowo jak i cy¬ frowo, przy czym czas narastania przetwarzanych impulsów nie zalezy od amplitudy impulsów ste¬ rujacych. Przy cyfrowym zadawaniu amplitudy impulsów, prad w obciazeniu jest suma sklado¬ wych pradów ustalonych przez pradowe regulato¬ ry 3, których wyjscia nie sa zwierane do masy.Zaleta cyfrowego zadawania jest mozliwosc zdalnego i automatycznego regulowania amplitu¬ dy, impulsów wyjsciowych, a jej wartosc nie za¬ lezy od pogrupowania impulsów doprowadzanych.Impulsy sterujace doprowadzone do wejscia prze¬ twornika, przenoszone na wyjscie wtórnika T2 wywoluja spadek napiecia na rezystorze R, w wy¬ niku czego w kolektorze tranzystora T3 plynie prad, którego wielkosc zalezy od amplitudy im¬ pulsu i od wartosci rezystora R. Przez przypo¬ rzadkowanie rezystorom R w róznych galeziach wartosci stanowiacych wielokrotnosc dwóch, uzy¬ skuje sie dogodne sumowanie pradów w obciaze¬ niu w systemie dwójkowym.Zastrzezenie patentowe 1. Przetwornik impulsów napieciowych na pra¬ dowe wyposazony w wejsciowy dwójnik sprzega¬ jacy oraz przedwzmacniacz dolaczony do wejsc odpowiedniej liczby pradowych regulatorów, zna¬ mienny tym, ze wyjscia pradowych regulatorów (3) sa polaczone poprzez elektroniczne zwrotnice pradowe (4) do wspólnego obciazenia masy ukladu, przy czym regulatory (3) i przed¬ wzmacniacz (2) zasilane sa z jednego zródla na¬ piecia i(U) za posrednictwem, wspólnego stabili¬ zujacego dzielnika (5) diodowo-rezystorowego, a zwrotnice pradowe (4) tworza obwody, w których w jedno ramie, laczace wyjscie regulatora (3) z masa, jest wlaczona szeregowo dioda (D2) wraz z kluczem tranzystorowym laczace wyjscie regulatora (3) z obciazeniem (Ro), sa wlaczone szeregowo dwie diody {Di, Dw), na¬ tomiast napiecie przewodzenia diody (Dw) dola-110 424 czonej do obciazenia (Ro) jest zalezne od spadku napiecia na obciazeniu (Ro), przy czym dioda (Dw) jest elementem wspólnym dla wszystkich zwrot¬ nic (4) doprowadzajacych prad o tym samym zwrocie do obciazenia (Ro). 2. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stabilizujacy dzielnik <5) diodowo-rezystorowy sklada sie z diody Zenera (Ds), szeregowo pola¬ czonych diod kompensujacych (Dn)} których licz¬ ba odpowiada ilosci zlacz emiterowych wystepu¬ jacych w przedwzmacniaczu <2) i jednym z. pra¬ dowych regulatorów (3) oraz z potencjometru (Ri) zbocznikowanego dioda (Dm), polaczonego rezysto¬ rem (R2) do masy, przy czym wezel wejsciowy (A) jest zasilany z wyjscia diody Zenera (Ds), a wezel (B)Jest zasilany ze slizgacza potencjometru (Ri). --n-LT [UhUi- Ib Dn l_ *2 l fg- / Ds Dn I ^h R2 nf—[--H=HuCIH' __TL. fig- 2 PL