SU1429295A1 - Передающее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области геофизики и импульсной техники и ттред- назначено дл  использовани  при поисках сульфидных и магнетИтовых месторождений , а также дл  геоэлектрокар- тировани  хорошо провод щих горных пород методом переходных процессов. Цель изобретени  - повьтение надежности работы при уменьшении искажений . Передагацее устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, рас

Description

4 ГС

со. IND

со ел

1(1ределитель 2 и N каналов ключевого :|гсилени , каждый из которых состоит Из широтно-импульсЯого преобразова- teл  3, ключевого усилител  4, фильтра нижних частот 5, вычитающего устройства 6, логического коммутатора 7, формировател  импульсов 8, датчика 9 tOKa и цепи 10 обратной св зи. В предг j araeMOM устройстве реализована многоканальна  широтно-импульсна  моду- i л цин, при которой частота изменени  результирующего напр жени  в п раз

превосходит частоту переключений каждого из каналов ключевого усилени . Уменьшение частоты переключений позвол ет значительно улучшить энергетические характеристики устройства, обеспечение глубокой обратной св зи по выходному току каждого канала ключевого усилени  позвол ет повысить надежность работы за счет уменьшени  отклонени  выходных токов каналов ключевого усилени , от номинального значени . 4 ил.

-

Изобретение относитс  к геофизике

ik импульсной технике и предназначено ;|{л  использовани  при поисках сульфидных и магнетитовых месторождений, также дл  гeoзлeктpoкapт фoвiaни  Хорошо провод щих горных пород методом переходных процессов.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы при уменьше- Шш искажений.

На фиг, 1 приведена структурна  |:хема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональные схемы вычита- {Цего устройства, широтно-импульсно- fo преобразовател , логического ком- 1||утатора и формировател  импульсов i на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы Напр жений, по сн ющие работу устройства .

Передающее устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовьпс и пyль- Сов, распределитель 2 импульсов и N 1 аналов ключевого усилени , каждый из 1 оторых состоит из широтно-импульсно- преобразовател  (ШИП) 3, ключево- йо усилител  4, фильтр нижних частот (1ФНЧ) 5, вычитающего устройства 6, логического коммутатора 7, форьмрова- 8 импульсов, датчика 9 тока и це йи 10 обратной св зи.

На фиг. 3 приведены эпюры напр - «ений дл  одного канала ключевого уси на выходе вычитающего устрой- 6 - Ufe , на входе синхронизации тип 3 - Ua, на выходе ШИП 3 - U , на выходах логического коммутатора 7 и

t.1

Uj t на выходах формировател 

8 импульсов - Up и кл;ючевого усили0

5

0

5

0

5

тел  4 - и, а также временные диаграммы выходного тока ключевого усилител  41 и опорного пилообразного напр жени  U, формируемого в широт- но-импульсном преобразователе 3.

На фиг. 4 приведены эпюры напр жений в предлагаемом устройстве при выполнении его по четырехканальной схеме: опорные напр жени  в ШИП 1-4 входные сигналы ШИП 1-4 Ug , выходные напр жени  ключевых усилителей 4,1-4,4, , суммарное выходное напр жение U и выходной ток i устройства.

Распределитель 2 импульсов предназначен дл  формировани  N импульсных сигналов с периодом Т и временных сдвигов T/N. Распределитель 2 может быть выполнен на кольцевом счетчике.

ВБ1Читающее устройство 6 служит дл  формировани  напр жени , пропорционального разности входного сигнала и сигнала обратной св зи, величина которого соответствует величине выходного тока канала ключевого усилени . Вычитающее устройство 6 может быть вьтолнено на дифференциальном операционном усилителе (фкг. 3).

П{иротио-импульсный преобразователь 3 предназначен дл  формировани  широтно-импульсного сигнала, длительность импульсов которого определ етс  величиной напр жени  Ug, поступающего на вход ШИП 3, а фазовое положение определ етс  фа ой импульсной последовательности Ч, на его входе синхронизации (фиг. 3), ШИП 3 может

быть выполнен на интеграторе (операционный усилитель, охваченный цепью емкостной отрицательной обратной св зью ) и компараторе (фиг. 2),

Логический коммутатор 7 предназначен дл  формировани  двух импульсных сигналов Ur.5 и;.г(фиг.З), спад которых соответствует положению фронта и спада шир.отно-модулированной последовательности импульсов Uj. Логический коммутатор 7 может быть вьшолнен на элементах И-НЕ и ИЛИ (фиг, 2),

Формирователь 8 импульсов формирует широтно-импульсный сигнал Ug по импульсным сигналам П , период которого совпадает с периодом опорного напр жени  U независимо от ампли15 спорного напр жени  Uq . Этим устран - / етс  возможность режима ВЧ возбуждени , а также достигаетс  устойчивость усилител  синхронных помех. При этом глубина ООС в предлагаемом устройстве

туды ВЧ пульсаций на входе ПИП 3, Формирователь 8 вьтолн етс  на Б-9 триг- 20 бь1ть обеспечена более 20 дБ гере с инверсными входами,при сохранении его устойчивой работы/

Кпючевой усипитель 4 служит дп . В результате сравнени  разноствысокоэффективного усилени  широтно-ных сигналов (Uu.() с опорными

модулированного сигнала Ug и-формиру- напр жени ми (U -Un ), сдвинутыми ет на входе ФНЧ 5 разнопол рное им- 25 во времени на Т/4, дл  четырехканальной системы (фиг. 5) формируетс  четыре импульсных напр жени  (Ui-t-П),

пульсное напр жение U, (фиг. З) .Ключевой усилитель 4 может быть выполнен на полумостовом либо мостовом оконечном каскаде класса Д,

Датчик 9 тока канала усилени  может быть вьтолнен резистивным и предназначен дл  формировани  напр жени , пропорционального И)1ходному току ФНЧ 5, которое через резистивную цепь.10 обратной св зи поступает на вход вычитающего устройства.

Устройство работает следующим образом .

Входной сигнал поступает на входы

30

35

которые через ВНЧ 5 и датчики .9 тока поступают в нагрузку.

Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуетс , многоканальна  ШИМ, при которой частота f изменени  результирующего напр жени  U в N раз превосходит частоту переключений fn каждого из каналовхключевого уси- лени . В частности, дл  четырехка- нальной системы f,4ff, . В предлагаемом устройстве уменьшение частоты переключений позвол ет

вычитающего устройства 6, где сравни- 40 значительно улучшить его энергетнчес- ваетс  с напр жением обратной св зи, кие характеристики. пропорциональным выходному току ка- При. зтом обеспечение глубокой нала. Разностный сигнал Uб (фиг.З) обратной св зи (более 20 дБ) по выходному току каждого канала усилени  45 позвол ет значительно, в результате сравнени  опорных напр жений (U поступает на вход ШИП 3, где сравниваетс  с опорным напр жением, формируемым в результате интегрировани  .выходного напр жени  U распределител  2 импульсов, которое через разделительный конденсато р поступает на вход интегратора (фиг. 2). В результате ШИП 3 формирует импульсное напр жение

Us U4o l-bsign(Ue-U)j/2,

где Ujo - амплитуда импульсов.

При большой глубинно-отрицательной обратной св зи (ООС) (более 10 дБ) скорость изменени  ВЧ составл ющих f сигнал а. Ug может превьпаать скоUp ) в ШИП 3 каждого из каналов уси лени , формируемых по выходным сигналам распределител  2 импульсов с 50 временным сдвигом T/N, уменьшить отклонение их выходных токов от номинального значени  и тем самым су- щественно повысить надежность работы.

eg Кроме того, обеспечение глубокой ООС по выходному току отдельных каналов позвол ет значительно уменьпгить накопление суммарного выходного тока устройства, обусловленное неидерость спада либо нарастани  (см. последний период импульсного сигнааа на фиг. 4) опорного напр жени  U,, . В частно сти, при такой глубине ООС в известном устройстве имеет место ВЧ возбуждени  ключевого усилител .

В предлагаемом устройстве выходные сигналы ШИП 3 Uj и распределител  2

и поступают на логический коммутатор , которьй формирует сигналы Uy и , соответствующие фронту и спаду сигнала с llttiM U , только, во врем  соответственно спада и нарастани 

спорного напр жени  Uq . Этим устран - / етс  возможность режима ВЧ возбуждени , а также достигаетс  устойчивость усилител  синхронных помех. При этом глубина ООС в предлагаемом устройстве

бь1ть обеспечена более 20 дБ при сохранении его устойчивой работы/

30

35

которые через ВНЧ 5 и датчики .9 тока поступают в нагрузку.

Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуетс , многоканальна  ШИМ, при которой частота f изменени  результирующего напр жени  U в N раз превосходит частоту переключений fn каждого из каналовхключевого уси- лени . В частности, дл  четырехка- нальной системы f,4ff, . В предлагаемом устройстве уменьшение частоты переключений позвол ет

начительно улучшить его энергетнчес- кие характеристики. При. зтом обеспечение глубокой обратной св зи (более 20 дБ) по выходному току каждого канала усилени  позвол ет значительно, в результате сравнени  опорных напр жений (U Up ) в ШИП 3 каждого из каналов уси лени , формируемых по выходным сигналам распределител  2 импульсов с временным сдвигом T/N, уменьшить отклонение их выходных токов от номинального значени  и тем самым су- щественно повысить надежность работы.

Кроме того, обеспечение глубокой ООС по выходному току отдельных каналов позвол ет значительно уменьпгить накопление суммарного выходного тока устройства, обусловленное неидеBjfod

Ри.г,2

V,

7.1

и.

в

fff Vn

4 j Ч

Vi.i

/X.

4 (4j

t{r

V л ,

V V V V

LJl.lJnjnj nj T LJLJlJlJ ir lJ-r- tJL fUlJ lJ irirTA .A:i

Claims (1)

1. Формула изобретения Передающее устройство, содержащее N каналов ключевого усиления, включённых параллельно между входной и выходной шинами устройства, каждый из которых содержит последовательно соединенные широтно-импульсный преобразователь, ключевой усилитель и фильтр нижних частот, входы синхронизации Ϊ ротно-импульсных преобразователей дключены|/к соответствующим выходам распределителя импульсов, к входу которого подключен выход генератора тактовых импульсов, отличаюie е с я тем, что, с целью повышея надежности работы при уменьшении кажений выходного сигнала, в состав каждого канала ключевого усиления введены вычитающее устройство,логический коммутатор, формирователь импульсов, цепь обратной связи и датчик тока, включенный между выходом фильтра нижних частот и выходной шиной устройства и подключенный выходом через цепь обратной связи к первому входу вычитающего устройства, другой вход и выход которого включены между входной шиной устройства и входом широтно-импульсного преобразователя, выход которого подключен к первому входу логического коммутатора, второй вход которого соединен с входом синхронизации широтно-импульсного преобразователя, а первый и второй выходьгс первым и вторым входом формирователя импульсов, подключенного выходом к входу ключевого усилителя.

   Фиг. 2

   1ГЧР= ^L_n_n_nJ4FAJ^ *tLJLJirU~T~n jgWwg чирттг