RU73567U1

RU73567U1 - VIBRATION CIRCUIT

Info

Publication number: RU73567U1
Application number: RU2007148707/22U
Authority: RU
Inventors: Денис Анатольевич Ковальков; Александр Станиславович Людоговский; Александр Иванович Косяк; Дмитрий Александрович Чистопрудов; Федор Геннадьевич Кирдяшов; Роман Николаевич Хрусталев; Алексей Алексеевич Васильченко
Original assignee: Серпуховской военный институт ракетных войск (СВИ РВ)
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2008-05-20

Abstract

Полезная модель относится к области радио и электротехники и может быть использована в резонансных контурах радиоэлектронной аппаратуры. За счет подключения источников 1 и 18 постоянного тока с заземленной нейтралью, конденсатора 3, резистора 5, катушки индуктивности с сердечником из магнитного материала 4, диодов 11...14, однополярных усилителей 15 и 16, инвертора 17, катушки индуктивности без сердечника 6 и двух тиристоров 7 и 8 повышается добротность колебательного контура.The utility model relates to the field of radio and electrical engineering and can be used in the resonant circuits of electronic equipment. By connecting DC sources 1 and 18 with a grounded neutral, a capacitor 3, a resistor 5, an inductor with a core of magnetic material 4, diodes 11 ... 14, unipolar amplifiers 15 and 16, an inverter 17, an inductor without a core 6 and two thyristors 7 and 8 increases the quality factor of the oscillatory circuit.

Description

Полезная модель относится к области радио и электротехники и может быть использована в резонансных контурах радиоэлектронной аппаратуры.The utility model relates to the field of radio and electrical engineering and can be used in the resonant circuits of electronic equipment.

Известен колебательный контур, содержащий замкнутую электрическую цепь, составленную из последовательно соединенных между собой конденсатора, резистора и катушки индуктивности без сердечника [1]. Недостаток известного колебательного контура заключается в его крайне низкой добротности из-за малой индуктивности катушки.Known oscillatory circuit containing a closed electrical circuit composed of series-connected capacitor, resistor and inductor without a core [1]. A disadvantage of the known oscillatory circuit is its extremely low quality factor due to the low inductance of the coil.

Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является колебательный контур, содержащий первый и второй источники постоянного тока с заземленной нейтралью, ключ, конденсатор, резистор и первую катушку индуктивности с сердечником из магнитного материала, соединенные между собой в замкнутый контур, одна клемма первого источника постоянного тока с заземленной нейтралью подключена к одной обкладке конденсатора непосредственно, а другая клемма - к другой обкладке конденсатора через ключ [2]. При размыкании ключа в колебательном контуре возникают затухающие колебания. Продлить время затухания колебаний и увеличить тем самым добротность колебательного контура удается с помощью сердечника из магнитного материала, который размещают внутри катушки индуктивности.Closest to the proposed utility model is an oscillatory circuit containing the first and second direct current sources with a grounded neutral, a key, a capacitor, a resistor and a first inductance coil with a core of magnetic material connected to each other in a closed loop, one terminal of the first direct current source with grounded neutral is connected to one capacitor plate directly, and the other terminal to the other capacitor plate through a key [2]. When the key is opened, damped oscillations occur in the oscillatory circuit. It is possible to extend the decay time of the oscillations and thereby increase the quality factor of the oscillatory circuit using a core of magnetic material, which is placed inside the inductance coil.

Недостаток прототипа состоит в низкой добротности колебательного контура из-за наличия нежелательного эффекта магнитного насыщения сердечника катушки индуктивности.The disadvantage of the prototype is the low quality factor of the oscillatory circuit due to the presence of an undesirable effect of magnetic saturation of the core of the inductor.

Целью полезной модели является повышение добротности колебательного контура за счет электронной компенсации эффекта магнитного насыщения сердечника катушки индуктивности с помощью дополнительной катушки индуктивности без магнитного сердечника.The purpose of the utility model is to increase the quality factor of the oscillatory circuit due to electronic compensation of the effect of magnetic saturation of the core of the inductor using an additional inductor without a magnetic core.

Поставленная цель достигается тем, что, кроме первого и второго источника постоянного тока с заземленной нейтралью, ключа, конденсатора, резистора и первой катушки индуктивности с сердечником из магнитного материала, соединенных между собой в замкнутый контур, одна клемма первого источника постоянного тока с заземленной нейтралью подключена к одной обкладке конденсатора непосредственно, а другая клемма - к другой обкладке конденсатора через ключ, предлагаемый колебательный контур содержит четыре диода, два из которых соединены последовательно, два однополярных усилителя, инвертор, вторую катушку индуктивности без сердечника и два тиристора, общая точка соединения диодов подключена к обкладке конденсатора, а крайние точки последовательно соединенных диодов подключены к соответствующим одним входам однополярных усилителей, другие входы которых подключены соответственно через первый и второй диод к разнополярным клеммам второго источника постоянного тока, выход одного однополярного усилителя соединен с управляющими входами тиристоров непосредственно, а выход другого однополярного усилителя подключен к управляющим входам тиристоров через инвертор, один вывод второй катушки индуктивности подключен к одному выводу второй катушки индуктивности непосредственно, а другой вывод второй катушки индуктивности подключен к другому выводу первой катушки индуктивности через тиристоры, соединенные между собой встречно и параллельно друг другу.This goal is achieved by the fact that, in addition to the first and second direct current source with a grounded neutral, a key, a capacitor, a resistor and the first inductance coil with a core of magnetic material connected to each other in a closed loop, one terminal of the first direct current source with a grounded neutral is connected directly to one capacitor plate, and the other terminal to another capacitor plate through a key, the proposed oscillatory circuit contains four diodes, two of which are connected Thus, two unipolar amplifiers, an inverter, a second coreless inductor and two thyristors, a common diode connection point is connected to the capacitor plate, and the extreme points of the diodes connected in series are connected to the corresponding one inputs of unipolar amplifiers, the other inputs of which are connected respectively through the first and second diodes to the bipolar terminals of the second DC source, the output of one unipolar amplifier is connected directly to the control inputs of the thyristors, and the output of the other This unipolar amplifier is connected to the control inputs of the thyristors through an inverter, one output of the second inductor is connected directly to one output of the second inductor, and the other output of the second inductor is connected to the other output of the first inductor via thyristors that are connected to each other in parallel and parallel to each other.

Новизна предложенного колебательного контура состоит в том, он содержит два последовательно соединенных диода, третий и четвертый диоды, два однополярных усилителя, инвертор, вторую катушку индуктивности без сердечника и два тиристора, общая точка соединения диодов подключена к обкладке конденсатора, а крайние точки последовательно соединенных диодов подключены к соответствующим одним входам однополярных усилителей, другие входы которых подключены The novelty of the proposed oscillatory circuit is that it contains two series-connected diodes, the third and fourth diodes, two unipolar amplifiers, an inverter, a second coreless inductor and two thyristors, a common connection point of the diodes is connected to the capacitor plate, and the extreme points of the series-connected diodes connected to the corresponding single inputs of unipolar amplifiers, the other inputs of which are connected

соответственно через первый и второй диод к разнополярным клеммам второго источника постоянного тока, выход одного однополярного усилителя соединен с управляющими входами тиристоров непосредственно, а выход другого однополярного усилителя подключен к управляющим входам тиристоров через инвертор, один вывод второй катушки индуктивности подключен к одному выводу второй катушки индуктивности непосредственно, а другой вывод второй катушки индуктивности подключен к другому выводу первой катушки индуктивности через тиристоры, соединенные между собой встречно и параллельно друг другу, за счет чего повышается добротность контура.respectively, through the first and second diodes to the bipolar terminals of the second DC source, the output of one unipolar amplifier is connected directly to the control inputs of the thyristors, and the output of the other unipolar amplifier is connected to the control inputs of the thyristors through an inverter, one output of the second inductor is connected to one output of the second inductor directly, and the other terminal of the second inductor connected to another terminal of the first inductor through the thyristors, connected they are opposite and parallel to each other, due to which the quality factor of the circuit increases.

Электрическая схема колебательного контура изображена на чертеже, где обозначено: 1 - источник постоянного тока с заземленной нейтралью, напряжение которого равно U (первый источник тока); 2 - ключ; 3 - конденсатор; 4 - катушка индуктивности с сердечником из магнитного материала (первая катушка); 5 - резистор; 6 - катушка индуктивности без сердечника (вторая катушка); 7 и 8 - тиристоры; 9-14 - диоды; 15 и 16 - однополярные усилители; 17 - инвертор; 18 - источник постоянного тока с заземленной нейтралью, напряжение которого равно (2-ой источник тока).The electric circuit of the oscillatory circuit is shown in the drawing, where it is indicated: 1 - a constant current source with a grounded neutral, the voltage of which is U (first current source); 2 - key; 3 - capacitor; 4 - an inductor with a core of magnetic material (first coil); 5 - resistor; 6 - coreless inductor (second coil); 7 and 8 - thyristors; 9-14 - diodes; 15 and 16 - unipolar amplifiers; 17 - inverter; 18 - DC source with a grounded neutral voltage of (2nd current source).

В исходном положении разнополярные клеммы первого источника тока 1 подключены через ключ 2 к замкнутому колебательному контуру, составленному из конденсатора 3, первой катушки 4 и резистора 5. Один вывод второй катушки 6 подключен через параллельно соединенные между собой тиристоры 7 и 8 к одному выводу первой катушки 4, а другой вывод второй катушки 6 подключен к другому выводу первой катушки 4 непосредственно. Диоды 9 и 10 включены в обратные цепи, а диоды 11, 12 и 13, 14 включены в прямые цепи соответственно однополярных усилителей 15 и 16, выходы которых подключены к управляющим входам тиристоров 8 и 7 соответственно через инвертор 17 и непосредственно. In the initial position, the bipolar terminals of the first current source 1 are connected through a key 2 to a closed oscillatory circuit composed of a capacitor 3, a first coil 4 and a resistor 5. One output of the second coil 6 is connected via thyristors 7 and 8 connected in parallel to one output of the first coil 4, and the other terminal of the second coil 6 is connected directly to the other terminal of the first coil 4. Diodes 9 and 10 are included in the reverse circuits, and diodes 11, 12 and 13, 14 are included in the direct circuits of unipolar amplifiers 15 and 16, respectively, the outputs of which are connected to the control inputs of the thyristors 8 and 7, respectively, through the inverter 17 and directly.

Разнополярные клеммы «-» и «+» второго источника тока 18 подключены к катоду и аноду соответственно диодов 11 и 14, а общая точка соединения диодов 12 и 13 подключена к обкладке конденсатора 3. Тиристоры 7 и 8 закрыты и через них ток не протекает. Ключ 2 замкнут и напряжение U первого источника тока передано на обкладки конденсатора 3. Однополярные усилители 15 и 16 закрыты. Колебаний в контуре 3-4-5 нет.The bipolar terminals “-” and “+” of the second current source 18 are connected to the cathode and anode of the diodes 11 and 14, respectively, and the common connection point of the diodes 12 and 13 is connected to the capacitor plate 3. The thyristors 7 and 8 are closed and no current flows through them. The switch 2 is closed and the voltage U of the first current source is transferred to the capacitor plates 3. The unipolar amplifiers 15 and 16 are closed. There are no oscillations in the 3-4-5 circuit.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При размыкании ключа 2 в колебательном контуре 3-4-5 возникают электрические колебания. Энергия заряженного конденсатора (емкостная энергия) переходит в индуктивную энергию. В колебательном контуре 3-4-5 увеличивается ток, который вызывает эффект магнитного насыщения катушки индуктивности 4. В режиме магнитного насыщения индуктивная энергия колебаний терялась и высокой добротности колебательный контур в прототипе не удавалось получить.When the key 2 is opened in the oscillating circuit 3-4-5, electrical vibrations occur. The energy of a charged capacitor (capacitive energy) goes into inductive energy. In the oscillatory circuit 3-4-5, the current increases, which causes the effect of magnetic saturation of the inductor 4. In the mode of magnetic saturation, the inductive energy of the oscillations was lost and high-quality oscillation circuit in the prototype could not be obtained.

В предлагаемом устройстве в режиме, близком к магнитному насыщению катушки индуктивности 4, нарушается баланс разнополярного напряжения на входах однополярных усилителей 15 и 16 и эти усилители поочередно открываются. Выходные сигналы однополярных усилителей 15 и 16 либо непосредственно, либо через инвертор 17 включают в работу соответствующие тиристоры 7 и 8. Поэтому в режиме максимального тока в колебательном контуре к первой катушке 4 подключается через один из тиристоров 7 или 8 вторая катушка 6 индуктивности без сердечника, что восстанавливает индуктивную энергию колебательного контура и увеличивало его добротность.In the proposed device in a mode close to the magnetic saturation of the inductor 4, the unbalanced voltage balance at the inputs of unipolar amplifiers 15 and 16 is violated and these amplifiers open one by one. The output signals of unipolar amplifiers 15 and 16, either directly or through an inverter 17, turn on the corresponding thyristors 7 and 8. Therefore, in the maximum current mode in the oscillatory circuit, a second coreless inductor 6 is connected through one of the thyristors 7 or 8 to a first coil 4, which restores the inductive energy of the oscillatory circuit and increases its quality factor.

Промышленная применимость предлагаемого колебательного контура достигается тем, что в нем использованы стандартные функциональные блоки и электрические элементы, рассмотренные в прототипе [2], по своему прямому функциональному назначению.Industrial applicability of the proposed oscillatory circuit is achieved by the fact that it uses standard functional blocks and electrical elements, discussed in the prototype [2], for its intended purpose.

Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что увеличивается на 43% добротность Q колебательного контура. Это подтверждается расчетом:The positive effect of using the utility model is that the Q factor of the oscillatory circuit increases by 43%. This is confirmed by the calculation:

Литература:Literature:

1. Справочник по элементам радиоэлектронных устройств, Под ред. В.Н.Дулина и М.С.Жука, М.: Энергия, 1977, с.260-265, с.101-120 (аналог)1. Reference on the elements of electronic devices, Ed. V.N.Dulina and M.S. Zhuka, M .: Energy, 1977, p. 260-265, p. 101-120 (analogue)

2. Колебательный контур, БЭС, М.: Советская энциклопедия, 1973, с.414, 415 (прототип).2. Oscillatory circuit, BES, M .: Soviet Encyclopedia, 1973, p. 414, 415 (prototype).

Claims

Oscillating circuit containing the first and second DC sources with a grounded neutral, a key, a capacitor, a resistor and a first inductor with a core of magnetic material connected to each other in a closed circuit, one terminal of the first DC source with a grounded neutral is connected to one capacitor plate directly, and the other terminal to another capacitor plate through a key, characterized in that it contains four diodes, two of which are connected in series, two unipolar amplifiers alternator, an inverter, a second coreless inductor and two thyristors, a common diode connection point is connected to the capacitor plate, and the extreme points of the diodes connected in series are connected to the corresponding one inputs of unipolar amplifiers, the other inputs of which are connected respectively through the first and second diodes to the bipolar terminals of the second DC source, the output of one unipolar amplifier is connected directly to the control inputs of the thyristors, and the output of another unipolar amplifier is It is connected to the control inputs of the thyristors through an inverter, one terminal of the second inductor is connected directly to one terminal of the second inductor, and the other terminal of the second inductor is connected to the other terminal of the first inductor through thyristors that are connected to each other in parallel and parallel to each other.