RU2623636C1

RU2623636C1 - Residual resonance suppression device of resonant circuit

Info

Publication number: RU2623636C1
Application number: RU2016119812A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Новиков
Original assignee: Алексей Александрович Новиков
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-06-28

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: according to independent item 1, the residual resonance oscillation suppression device of the resonant circuit includes an oscillation generator connected to the resonance circuit, which is connected to the residual resonance oscillation suppression circuit and the resonance consumer, a synchronization circuit that is connected to the oscillation generator. In accordance with dependent item 2, the residual resonance oscillation suppression circuit of the device comprises a semiconductor device with a p-n junction, two key elements, a negative bias voltage generation circuit.

EFFECT: accelerating suppression of the resonant circuit residual oscillations, when it is disconnected, and increasing the degree of suppression of residual oscillations.

2 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в резонансных цепях, для подавления остаточных шумовых колебаний, увеличения скорости переключения между режимами приема и передачи, увеличения скорости обмена цифровыми данными, увеличения отношения сигнал/шум в приемопередатчиках, увеличения дальности связи. Практическое применение, например, в приемопередатчиках детекторов пассивных ответчиков/транспондеров, позволяет существенно увеличить дальность и вероятность обнаружения.The invention relates to the field of electronics and can be used in resonant circuits, to suppress residual noise fluctuations, increase the switching speed between reception and transmission modes, increase the speed of digital data exchange, increase the signal-to-noise ratio in transceivers, increase the communication range. Practical use, for example, in transceivers of detectors of passive transponders / transponders, can significantly increase the range and probability of detection.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известен патент США US 4059801, который относится к сложной, устаревшей и с 2010 г. не используемой радионавигационной системы наземного базирования Лоран-С, и нужен для предотвращения влияния внешних природных электромагнитных помех (например молнии) на контур антенны за счет снижения ее добротности в заданные моменты времени.The prior art is known to US patent US 4059801, which relates to a complex, outdated and not used since 2010 Laurent-C ground-based radionavigation system, and is needed to prevent the influence of external natural electromagnetic interference (such as lightning) on the antenna circuit by reducing it Q-factors at given times.

Известны изобретения по патентам SU 1709539 A1 (МПК H04B 1/10) "Устройство для подавления остаточных колебаний в резонансной цепи", его усовершенствованный вариант SU 1774461 (H03B 11/10), RU 1774461 "Устройство для подавления остаточных колебаний в резонансной цепи».Known inventions for patents SU 1709539 A1 (IPC H04B 1/10) "Device for suppressing residual vibrations in a resonant circuit", its improved version SU 1774461 (H03B 11/10), RU 1774461 "Device for suppressing residual vibrations in a resonant circuit".

Устройства используются для подавления помех за счет снижения добротности контура, в нужные периоды времени, что приводит к ускорению затухания резонансных колебаний.Devices are used to suppress noise by reducing the quality factor of the circuit, at the right time, which leads to an acceleration of the attenuation of resonant oscillations.

Устройство по патенту РФ №1774461 используется для формирования периодических радиоимпульсов, например в радиомаяках, которые можно пеленговать рамочной антенной для определения координат судна или самолета по нескольким маякам. Получаем именно радиоимпульсы (пачки импульсов), причем без затухающих промежуточных колебаний. На схему подается непрерывный синусоидальный сигнал, а антенна излучает периодические пачки импульсов, без «паразитных» затухающих колебаний, ухудшающих прием, все реализовано на простой пассивной и надежной элементной базе.The device according to the patent of the Russian Federation No. 1774461 is used to generate periodic radio pulses, for example, in beacons, which can be direction-finding with a frame antenna to determine the coordinates of a ship or aircraft by several beacons. We get exactly radio pulses (bursts of pulses), and without damping intermediate oscillations. A continuous sinusoidal signal is supplied to the circuit, and the antenna emits periodic bursts of pulses, without "spurious" damped oscillations that impair reception, everything is implemented on a simple passive and reliable element base.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство по патенту РФП 1774461.The closest in technical essence and the achieved result is the device according to the patent of the RFP 1774461.

Устройство для подавления остаточных колебаний в резонансной цепи содержит источник 1 сигнала, последовательный контур 2, балластный резистор 3, диодный мост 4, резистор 5, конденсатор 6, двухполюсник 7, имеющий S-образную вольт-амперную характеристику, первый и второй дополнительные резисторы 8, 9, дополнительный конденсатор 10, тиристор 11. Дополнительный конденсатор 10, заряжаясь через резистор 5, создает дополнительную задержку, что дает возможность двухполюснику 7 включаться позже и переводить в открытое состояние тиристор 11, что позволяет более надежно подавить остаточные колебания при отсутствии сигнала на выходе источника 1.A device for suppressing residual oscillations in the resonant circuit contains a signal source 1, a serial circuit 2, a ballast resistor 3, a diode bridge 4, a resistor 5, a capacitor 6, a two-terminal 7 having an S-shaped current-voltage characteristic, the first and second additional resistors 8, 9, an additional capacitor 10, a thyristor 11. An additional capacitor 10, charging through a resistor 5, creates an additional delay, which allows the two-terminal 7 to turn on later and put the thyristor 11 into open state, which allows Lee reliably suppress fluctuations in the absence of the residual signal at the output of the source 1.

К недостаткам известного устройства, взятого нами в качестве прототипа, является длительность подавления остаточных колебаний, судя по длительному пологому затухающему фронту огибающей. Для детектирования, например, пассивных транспондеров нужно более быстрое и глубокое подавление.The disadvantages of the known device, taken by us as a prototype, is the duration of the suppression of residual oscillations, judging by the long gently sloping decaying front of the envelope. To detect, for example, passive transponders, faster and deeper suppression is needed.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающее подавление остаточных колебаний резонансного контура цепи.The objective of the invention is to provide a device that provides suppression of residual oscillations of the resonant circuit.

Технический результат заключается в том, что подавление остаточных колебаний резонансной цепи происходит значительно быстрее и в большей степени по сравнению с прототипом. Затухающий фронт огибающей сигнала зондирующего импульса текущего изобретения резко вертикальный, по сравнению с пологим фронтом прототипа.The technical result consists in the fact that the suppression of residual oscillations of the resonant circuit occurs much faster and to a greater extent compared with the prototype. The decaying front of the envelope of the signal of the probe pulse of the current invention is sharply vertical, compared with the flat front of the prototype.

У разработанного изобретения добротность резонансной цепи, при подавлении остаточных резонансных колебаний, не меняется. После отключения генератора колебаний, в заданный момент времени производится замыкание полюсов резонансной цепи через несколько взаимозависимых и синхронизированных электронных цепей, включаемых и отключаемых последовательно.The developed invention, the quality factor of the resonant circuit, while suppressing residual resonant oscillations, does not change. After turning off the oscillation generator, at a given point in time, the poles of the resonant circuit are closed through several interdependent and synchronized electronic circuits, switched on and off in series.

Таким образом, энергия остаточных колебаний резонансной цепи рассеивается гораздо быстрее.Thus, the energy of the residual vibrations of the resonant circuit dissipates much faster.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство подавления остаточных колебаний резонансной цепи, включающее генератор колебаний, подключенный к резонансной цепи, которая связана со схемой подавления остаточных колебаний резонансной цепи и потребителем резонанса. К схеме подавления остаточных колебаний резонансной цепи подключена схема синхронизации, которая подключена также к генератору колебаний.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the device for suppressing residual vibrations of the resonant circuit, including an oscillator connected to the resonant circuit, which is associated with a circuit for suppressing residual vibrations of the resonant circuit and the consumer of the resonance. A synchronization circuit is connected to the residual vibration suppression circuit of the resonant circuit, which is also connected to the oscillation generator.

Схема подавления остаточных колебаний устройства характеризуется наличием полупроводникового прибора с pn переходом, который подключен к ключевому элементу, осуществляющему замыкание полюсов резонансной цепи через упомянутый полупроводниковый прибор с pn переходом и к ключевому элементу с подключенной схемой формирования отрицательного напряжения смещения, обеспечивающей формирование отрицательного напряжения, равного падению напряжения на pn переходе полупроводникового прибора. Упомянутые ключевые элементы связаны со схемой синхронизации.The residual oscillation suppression circuit of the device is characterized by the presence of a semiconductor device with a pn junction, which is connected to a key element that closes the poles of the resonant circuit through the aforementioned semiconductor device with a pn junction and to a key element with a connected negative bias voltage generating circuit, which ensures the formation of a negative voltage equal to the drop voltage at the pn junction of a semiconductor device. The key elements mentioned are related to the synchronization scheme.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства подавления остаточных колебаний резонансной цепи, где 1 - генератор колебаний, 2 - резонансная цепь, 3 - схема синхронизации, реализованная, например, на микроконтроллере, 4 - потребитель резонанса, 5 - схема подавления остаточных колебаний резонансной цепи.In FIG. 1 is a block diagram of a device for suppressing residual vibrations of a resonant circuit, where 1 is an oscillator, 2 is a resonant circuit, 3 is a synchronization circuit implemented, for example, on a microcontroller, 4 is a resonance consumer, 5 is a circuit for suppressing residual vibrations of a resonant circuit.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства подавления остаточных колебаний резонансной цепи, где представлены позиции, включенные в схему подавления остаточных колебаний резонансной цепи 5, где 6 - полупроводниковый прибор с pn переходом, блокирующий отрицательную полуволну напряжения резонансной цепи, 7 - ключевой элемент, к которому подключен полупроводниковый прибор с pn переходом 6. Ключевой элемент 7 осуществляет замыкание полюсов резонансной цепи через полупроводниковый прибор с pn переходом 6, 8 - ключевой элемент, к которому подключена схема формирования отрицательного напряжения смещения 9 и полупроводниковый прибор с pn переходом 6. Схема синхронизации 3 подключена к ключевым элементам 7 и 8, а также к генератору 1, 9 - схема обеспечивает формирование отрицательного напряжения смещения, равного падению напряжения на pn переходе полупроводникового прибора 6.In FIG. 2 is a block diagram of a device for suppressing residual vibrations of a resonant circuit, which shows the positions included in a scheme for suppressing residual vibrations of a resonant circuit 5, where 6 is a semiconductor device with a pn junction blocking the negative half-wave of a resonant circuit voltage, 7 is a key element to which it is connected a semiconductor device with a pn junction 6. The key element 7 closes the poles of the resonant circuit through a semiconductor device with a pn junction 6, 8 - the key element to which the circuits are connected forming a negative bias voltage 9 and a semiconductor device with a pn transition 6. The synchronization circuit 3 is connected to the core elements 7 and 8 and also to the generator 1, 9 - forming circuit provides the negative bias voltage equal to the voltage drop at the pn transition of the semiconductor device 6.

Фиг. 3 - график напряжения затухающих остаточных колебаний резонансной цепи с отключенным устройством подавления.FIG. 3 is a graph of the voltage of the damped residual oscillations of the resonant circuit with the suppression device turned off.

Фиг. 4 - график напряжения остаточных колебаний резонансной цепи последовательного резонансного контура с включенным устройством подавления.FIG. 4 is a graph of the voltage of the residual vibrations of the resonant circuit of a series resonant circuit with the suppression device turned on.

Как видно из приведенных графиков, устройство подавления остаточных колебаний резонансной цепи позволяет максимально быстро и глубоко подавить паразитные (шумовые) остаточные колебания резонансной цепи.As can be seen from the graphs, the device for suppressing residual vibrations of the resonant circuit allows you to quickly and deeply suppress spurious (noise) residual vibrations of the resonant circuit.

Работа устройства.The operation of the device.

Генератор колебаний 1, управляемый схемой синхронизации (например, микроконтроллером с программным кодом) 3, формирует нужное состояние резонансной цепи 2, синхронно с прекращением работы генератора колебаний 1, в определенный момент времени, через схему 5 подавления остаточных колебаний резонансной цепи, включающую полупроводниковый прибор 6 с pn переходом (например, диод), замыкается положительная полуволна напряжения резонансной цепи ключевым элементом 7 на заданное время, после его размыкания замыкается ключевой элемент 8, осуществляющий подключение схемы формирования отрицательного напряжения смещения 9, которая дополнительно подавляет остаточные колебания резонансной цепи 2. После размыкания ключевого элемента 8 подавление остаточных колебаний произведено.Oscillator 1, controlled by a synchronization circuit (for example, a microcontroller with program code) 3, generates the desired state of the resonant circuit 2, synchronously with the cessation of the operation of oscillator 1, at a certain point in time, through the circuit 5 for suppressing residual vibrations of the resonant circuit, including a semiconductor device 6 with a pn junction (for example, a diode), the positive half-wave of the voltage of the resonant circuit is closed by the key element 7 for a given time, after its opening, the key element 8 is closed, performing connecting a circuit for generating a negative bias voltage 9, which additionally suppresses the residual vibrations of the resonant circuit 2. After opening the key element 8, the suppression of residual vibrations is performed.

Полупроводниковый прибор с pn переходом 6 защищает ключевые элементы 7 и 8 от отрицательного потенциала напряжения резонансной цепи 2.A semiconductor device with a pn junction 6 protects the key elements 7 and 8 from the negative voltage potential of the resonant circuit 2.

Замыкание ключевых элементов 7 и 8 синхронизировано с работой генератора 1 и их включение/выключение происходит в определенный момент времени, в определенной очередности на заданное время после прекращения работы генератора.The closure of the key elements 7 and 8 is synchronized with the operation of the generator 1 and their on / off occurs at a certain point in time, in a certain sequence for a given time after the generator stops working.

Схема 5 производит подавление остаточных резонансных колебаний в резонансной цепи 2, для достижения нужного технического результата.Scheme 5 suppresses the residual resonant oscillations in the resonant circuit 2, to achieve the desired technical result.

Непосредственно подавление остаточных колебаний в резонансной цепи производится путем извлечения энергии этих самых остаточных колебаний через замыкание полюсов резонансной цепи в определенный момент времени и на заданные интервалы времени. Таким образом, подавление остаточных колебаний резонансной цепи производится путем замыкания резонансной цепи.Directly suppressing residual vibrations in the resonant circuit is carried out by extracting the energy of these same residual vibrations through the closure of the poles of the resonant circuit at a certain point in time and at specified time intervals. Thus, the suppression of residual oscillations of the resonant circuit is made by closing the resonant circuit.

Claims

1. The device for suppressing residual vibrations of the resonant circuit, characterized by the presence of an oscillator connected to the resonant circuit, which is connected to the circuit for residual oscillation of the resonant circuit and the resonance consumer, the mentioned circuit for suppressing residual vibrations of the resonant circuit is associated with a synchronization circuit that is connected to the oscillator.

2. The device for suppressing residual oscillations of the resonant circuit according to claim 1, characterized in that the circuit for suppressing residual oscillations of the resonant circuit is characterized by the presence of a semiconductor device with a pn junction, which is connected to a key element that closes the poles of the resonant circuit through the said semiconductor device with a pn junction, and to a key element with a connected negative bias voltage generating circuit providing a negative voltage equal to the voltage drop Nia pn transition at the semiconductor device, wherein said key elements are connected with a synchronization circuit connected to the oscillator.