SU1109879A1

SU1109879A1 - Device for transforming impedance

Info

Publication number: SU1109879A1
Application number: SU823428613A
Authority: SU
Inventors: Арминас Валерийенович Рагаускас; Романас Романович Хомскис
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1984-08-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПЕДАНСА, преимущественно реактивного импеданса, в отрицательный импеданс того же характера, содержащее последовательно соединенные первый трехполюсный преобразователь, пассивный элемент с преобразуемым импедансом, второй трехполюсный преобразователь и нагрузочный элемент, а также синхронизатор, отличаю-; щ е е с тем, что, с целью увеличени точности преобразовани , повьшени термостабильности и расширени амплитудного динамического диапазона, в него введены третий, четвертый и п тьш трехполюсные преобразователи, причем входы синхронизатора, первого, третьего и четвертого трехполюсных преобразователей объединены и вл ютс входом устройства, а п тый трехполюсный преобразователь включен между выходом первого трехполюсного преобразовател и нагрузочным .элементом , управл ющие входы первого и второго трехполюсных преобразователей и управл ющие входы третьего, четвертого и п того трехполюсных преобразо (Л вателей объединены и подключены к первому и второму выходам синхронизатора соответственно, при этом трехполюсные преобразователи выполнены в виде уп§ равл емых ключей. со 00 sj соA DEVICE FOR CONVERSION OF IMPEDANCE, mainly reactive impedance, into negative impedance of the same nature, containing in series the first three-pole converter, the passive element with the transformed impedance, the second three-pole converter and the load element, as well as the synchronizer, differ; Now, in order to increase the accuracy of the conversion, increase thermal stability and expand the amplitude dynamic range, it introduces third, fourth, and five three-pole converters, and the inputs of the synchronizer, the first, third, and fourth three-pole converters are combined and are the input devices, and a fifth three-pole converter is connected between the output of the first three-pole converter and a load cell, the control inputs of the first and second three-pole converters s and control inputs of the third, fourth and fifth three-pole transformation (A ers are combined and connected to first and second outputs of the synchroniser, respectively, wherein the three-pole converters are in the form up§ ravl proxy keys. from 00 to sj

Description

Изобретение относитс к радистехнике и может использоватьс в электр ческих фильтрах, корректирующих цеп и устройствах электрического моделировани физических процессов. Известно устройство дл преобразовани импеданса, содержащее два трехполюсных конвертора импеданса, преобразуемое сопротивление и два за жима, один из которых вл етс зависимым от общей ошны устройства СП. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому вл етс устрой ство дл преобразовани га педанса, преимущественно реактивного импеданса , в отрицательный импеданс того же характера, содержащее последовательно соединенные первый трехполюсный преобразователь, пассивный элемент с преобразуемым импедансом, второй трехполюсный преобразователь и нагру зочный элемент, а также синхронизатор С21. Однако известные устройства имеют ограниченный- амплитудный динамический диапазон, низкую точность преобразовани и чувствительность к темпе ратурным изменени м окружающей среды Цель изобретени - увеличение точ нвсти преобразовани , повьшение термостабильности и расюирение амплитудного динамического диапазона. Поставленна .цель достигаетс тем . что в устройство дл преобразовани импеданса, преимущественно реактивного импеданса, в отрицательный импеданс того же характера, содержащее последовательно соединенные первый трехполюсный преобразователь, пассивный элемент с преобразуемым импедансом , второй трехполюсный преобразователь и нагрузочный элемент, а также синхронизатор, введены третий, четвертый и п тый трехполюсные преобразователи , причем входы синхронизатора , первого, третьего и четверто го трехполюсных преобразователей объединены и вл ютс входом устройства , а п тый трехполюсный преобразо ватель включен между выходом первого трехполюсного преобразовател и нагрузочным элементом, управл н цие входы первого и второго трехполюсных преобразователей и управл кнцие входы третьего, четвертого и п того трехполюсных преобразователей объединены и подключены к первому и второму выходам синхронизатора соответственно. при этом трехполюсные преобразователи выполнены в виде управл емых ключей. На фиг.1 приведена структурна электрическа схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики, по сн ющие работу устройства дл преобразовани импеданса. Устройство дл преобразовани импеданса содержит первый, второй, третий, четвертый и п тьш трехполюсные преобразователи, выполненные в виде управл емых ключей 1-5, пассивный элемент 6 с преобразуемым импедансом , нагрузочный элемент 7 и синхронизатор 8. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Источник 9 входного сигнала формирует линейно измен ющиес напр жени Ug(t) (фиг.2), а синхронизатор 8 формирует периодическую последовательность импульсов UA(t) на первом выходе и периодическую последовательность импульсов Ua,(t) на втором выходе. Период следовани этих импульсов равен Т. Импульсами Сп (t) на первом выходе синхронизатора 8 замыкаютс первый и второй управл емые ключи 1 и 2, а третий, четвертый и п тый управл емые ключи 3-5 одновременно размыкаютс . При этом источник 9 входного сигнала подключаетс . к пассивному элементу 6 со стороны клеммы 10, а со стороны клеммы 11 агрузочный элемент 7. При этом нар жение на пассивном элементе 6 с реобразуемым импедансом, например онденсаторе, определ етс выражением u(t) аШ и (t). де q(t) - зар д, до которого зар жаетс конденсатор С и емг костный элемент С нагрузочного элемента 7, суммарна величина емкости которых равна С СС2„.; Со -н с U(j(t) - напр жение на нелинейном резисторе R нагрузочного элемента. При по влении импульсов ((t) на тором выходе синхронизатора 8, треий , четвертый и п тый управл емые лючи 3-5 замыкаютс , а первый и торой управл емые ключи 1 и 2 размыкаютс , при этом источник 9 входного сигнала, подключаетс через третий управл емый ключ 3 к клемме 11, а нагрузочньй элемент 7 через п тый управл емый ключ 5 - к клемме 10,этим j обеспечиваетс условно обратное включение пассивного элемента 6 с преобразуемым импедансом в данном случае конденсатора С, входом устройства и нагрузочным элементом 7. При этом, , ю в начале каждого импульса (t) на выходе устройства 12 (U на фиг,2) действует разность напр жений на нагрузочном элементе 7 и пассивном элементе 6 с преобразуемым импедансом; 15 котора при С С«5 равна напр жению на нелинейном резисторе RO нагрузочного элемента 6. Это эквивалентно включению отрицательной емкости - С . между входом устройства и нагрузочным2о элементом 6.The invention relates to radio technology and can be used in electrical filters, corrective circuits and devices for electrical modeling of physical processes. A device for impedance conversion is known, which contains two three-pole impedance converters, a transformable impedance and two receivers, one of which is dependent on the common path of the AC device. The closest technical solution to the present invention is a device for converting a gas of a pedant, preferably a reactive impedance, into a negative impedance of the same nature, comprising a first three-pole converter in series, a passive element with a convertible impedance, a second three-pole converter and a loading element, and also synchronizer C21. However, the known devices have a limited amplitude dynamic range, low conversion accuracy, and sensitivity to temperature changes in the environment. The purpose of the invention is to increase the conversion accuracy, increase thermal stability, and attenuate the amplitude dynamic range. The goal is achieved by those. that the device for converting impedance, mainly reactive impedance, to negative impedance of the same nature, containing serially connected first three-pole converter, passive element with convertible impedance, second three-pole converter and load element, as well as a synchronizer, entered the third, fourth and fifth three-pole the converters, the inputs of the synchronizer, the first, the third and the fourth three-pole converters are combined and are the input of the device, fifth tripolar transformation Vatel is connected between the output of the first three-pole transducer and a load element, n que control inputs of the first and second converters and three-pole kntsie control inputs of the third, fourth and fifth three-pole converters are combined and connected to first and second outputs of the synchroniser, respectively. at the same time, three-pole converters are made in the form of controlled keys. Figure 1 shows the structural electrical circuit of the device proposed; Fig. 2 shows graphs explaining the operation of the device for impedance conversion. The device for impedance conversion contains the first, second, third, fourth and five tripolar converters made in the form of controllable keys 1-5, passive element 6 with convertible impedance, load element 7 and synchronizer 8. The proposed device operates as follows. The input source 9 generates linearly varying voltages Ug (t) (Fig. 2), and the synchronizer 8 generates a periodic sequence of pulses UA (t) at the first output and a periodic sequence of pulses Ua, (t) at the second output. The period of these pulses is T. The pulses Cn (t) at the first output of the synchronizer 8 close the first and second control keys 1 and 2, and the third, fourth and fifth control keys 3-5 open at the same time. Here, the input source 9 is connected. To the passive element 6 from the side of the terminal 10, and from the side of the terminal 11, the load element 7. At that, the overlap on the passive element 6 with a reversible impedance, such as a capacitor, is defined by the expression u (t) аШ and (t). de q (t) is the charge up to which the capacitor C and capacitor cell C of the load cell 7 are charged, the total capacity of which is C CC2; Coin with U (j (t) is the voltage across the nonlinear resistor R of the load element. When pulses appear ((t) at the synchronizer output 8, three, fourth and fifth controllable keys 3-5 close, and the first and the second controllable keys 1 and 2 are opened, the input source 9 is connected via the third control key 3 to terminal 11, and the load element 7 via the fifth control key 5 to terminal 10, this j provides a reverse connection passive element 6 with the transformed impedance in this case, the capacitor C, the input is At the beginning of each pulse (t) at the output of the device 12 (U in FIG. 2), the voltage difference between the load element 7 and the passive element 6 with the transformed impedance; 15 which at С С “5 is equal to the voltage across the nonlinear resistor RO of the load cell 6. This is equivalent to the inclusion of a negative capacitance — C. Between the device input and the load cell 2.

Таким образом, при условии, чтоThus, provided that

длительность импульсов на втором выхо де синхронизатора 8- u -Co , где Те посто нное времени разр да конденсатора (пассивного элемента 6) через выходное сопротивление источника 9 входного сигнала, предложенное устройство обеспечивает периодическое преобразование емкостного импеданса конденсатора С в ранный по абсолютной вели (чине отрицательный импеданс в течение -каждого текущего импульса Uqz.Ct)pulse duration at the second output of the synchronizer 8-u -Co, where Te is the time constant of the discharge of the capacitor (passive element 6) through the output impedance of the input source 9, the proposed device provides periodic conversion of the capacitive impedance of the capacitor C to the absolute value ( negative impedance during the - each current pulse Uqz.Ct)

Технико-экономический эффект предложенного устройства заключаетс в том, что вместо активных трехполюсных преобразователей можно использовать управл емые ключи любой физической природы, т.е. и электромеханические ключи, имеющие большой динамический амплитудный диапазон и высокую термостабильность.The technical and economic effect of the proposed device is that instead of active three-pole converters, you can use controlled keys of any physical nature, i.e. and electromechanical keys having a large dynamic amplitude range and high thermal stability.

и.and.

ЮYU

/4/four

«92"92

nmmmnmmnnnnmnmmmnmmnnnnm

.9 « :Vir V IT 1Г.9 ": Vir V IT 1G

1Г 1Г1Г1Г1Г1G 1G1G1G1G

Claims

DEVICE FOR CONVERTING IMPEDANCE, mainly of reactive impedance, into a negative impedance of the same nature, containing serially connected first — three-pole converter, passive element with convertible impedance, second three-pole converter and load element, as well as a synchronizer, distinguished by I mean that, in order to increase the accuracy of conversion, increase thermal stability and expand the amplitude dynamic range, the third, fourth and fifth triples are introduced into it converters, and the inputs of the synchronizer, the first, third and fourth three-pole converters are combined and are the input of the device, and the fifth three-pole converter is connected between the output of the first three-pole converter and the load element, the control inputs of the first and second three-pole converters and the control inputs of the third, fourth and the fifth three-pole converters are combined and connected to the first and second outputs of the synchronizer, respectively, while the three-pole converters ovateli made in the form of controllable switches.

SU <„1109879