SU537372A1

SU537372A1 - Device for transmitting telemechanical information

Info

Publication number: SU537372A1
Application number: SU2138710A
Authority: SU
Inventors: Владислав Яковлевич Овласюк; Виктор Сергеевич Хальков
Priority date: 1975-05-26
Filing date: 1975-05-26
Publication date: 1976-11-30

Description

1one

Изобретение относитс к области телемеханики и может быть использовано на промышленных Пipeдпpи ти x, в энергетике, в городском хоз йстве, на транспорте.The invention relates to the field of telemechanics and can be used on industrial platforms x, in the power industry, in urban areas, and in transport.

Известны устройства дл передачи телемеханической информации, содержащие схемы iC-генераторов тональных частот 1.Devices are known for the transmission of telemechanical information containing iC-tone frequency generator 1 circuits.

Недостаток схем LC-генераторов - трудность получени достаточно высокой стабильности в широком диапазоне температур (-40- +60°С). Это объ сн етс тем, что магнитные материалы, примен емые дл сердечников катушек (альсиферы, ферриты), имеют высокий температурный коэффициент магнитной проницаемости. Большую температурную стабильность можно обеспечить в схемах С-генераторов.The disadvantage of LC-generator circuits is the difficulty of obtaining sufficiently high stability in a wide temperature range (-40- + 60 ° C). This is due to the fact that the magnetic materials used for the cores of the coils (alsifer, ferrite) have a high temperature coefficient of magnetic permeability. Greater temperature stability can be achieved in C-generator circuits.

Известны устройства дл передачи телемеханической информации с использованием схемы С-генератора с двойным Т-образным мостом 2. Стабильность таких генераторов зависит от стабильности параметров элементов (резисторов и конденсаторов), вход щих в двойной Т-образный мост, а также от входного и выходного сопротивлений усилител . Это приводит к необходимости примен ть специальные высокостабильные резисторы и конденсаторы . Даже в этом случае стабильность известного / С-генератора с двойным Т-образным мостом не достаточно высока. В диапазоне температур -60 +60°С уход частоты составл ет 1-3%.Devices are known for transmitting telemechanical information using the C-generator circuit with a double T-bridge 2. The stability of such generators depends on the stability of the parameters of the elements (resistors and capacitors) included in the double T-bridge, as well as on the input and output resistances booster. This leads to the need to use special highly stable resistors and capacitors. Even in this case, the stability of a well-known C-generator with a double T-bridge is not high enough. In the temperature range of -60 + 60 ° C, the frequency deviation is 1-3%.

Ближайшим по технической сущности к изобретению вл етс устройство, содержащееThe closest in technical essence to the invention is a device containing

инвертирующий усилитель, выход которогоinverting amplifier whose output

через первый интегратор подключен к входуthrough the first integrator is connected to the input

второго интегратора, и каналы отрицательнойsecond integrator, and channels negative

и положительной обратной св зи 3.and positive feedback 3.

Однако такое устройство не обладает высокой чувствительностью к изменени м параметров как активных, так и пассивных элементов схем.However, such a device is not highly sensitive to changes in the parameters of both active and passive circuit elements.

Известные устройства выполнены на электронных лампах, что ограничивает их применение в аппаратуре телемеханики, так как устройства на лампах имеют большие габариты и низкую надежность, дл их питани необходим сравнительно мощный источник питани высокого напр жени . При использоваНИИ известного устройства в виде генератора с усилител ми на транзисторах стабильность частоты на выходе устройства оказываетс недостаточно высокой. Уровень сигнала по напр жению в канале положительной обратнойThe known devices are made on electronic lamps, which limits their use in telemechanics equipment, since devices on lamps have large dimensions and low reliability, a relatively high-voltage power supply is required to power them. When using the known device in the form of a generator with transistor amplifiers, the frequency stability at the output of the device is not high enough. The signal level of the voltage in the channel is positive reverse

св зи в этой схеме не может быть меньше величины падени напр жени на диодах, которые предусмотрены дл ограничени уровн сигнала обратной св зи и включены параллельно входу инвертирующего усилител . ПриThe connection in this circuit cannot be less than the magnitude of the voltage drop across the diodes, which are provided to limit the level of the feedback signal and are connected in parallel with the input of the inverting amplifier. With

изменении температуры окружающей средыambient temperature change

порог ограничени сигнала измен етс вследствие изменени величины падени напр жени на диодах. Это изменение величины положительной обратной св зи вл етс основной причиной нестабильности частоты передаваемого сигнала. Особенно сильный уход частоты наблюдаетс в том случае, если транзисторы усилителей в устройстве из-за недостаточного ограничени уровн положительной обратной св зи начинают работать в режиме, близком к насыщению. Нестабильность частоты в определенных услови х приводит к потере передаваемой информации.the threshold for limiting the signal varies due to the change in the magnitude of the voltage drop across the diodes. This change in the magnitude of the positive feedback is the main cause of the instability of the frequency of the transmitted signal. A particularly strong frequency drift is observed if the transistors of the amplifiers in the device, due to insufficient limitation of the positive feedback level, begin to operate in a mode close to saturation. Frequency instability under certain conditions leads to a loss of transmitted information.

Другое обсто тельство, ограничивающее возможность применени известных устройств в системах передачи телемеханической информации , - сложность манипул ции частоты передаваемого сигнала. Дл осуществлени манипул ции частоты в известном генераторе необходимо изменить на определенную величину сопротивлени двух частотнозадающих резисторов . С этой целью обычно последовательно с частотнозадающими включают дополнительные резисторы, которые включают или вывод т из работы путем шунтировани выходными транзисторами управл ющих устройств .Another circumstance limiting the possibility of using known devices in telemechanical information transmission systems is the difficulty of manipulating the frequency of the transmitted signal. In order to carry out frequency manipulation in a known generator, it is necessary to change the resistance of two frequency setting resistors by a certain amount. For this purpose, usually additional resistors are included in series with frequency assignments, which include or are removed from operation by bridging the output transistors of control devices.

В случае необходимости при манипул ции измен ть частоту в сторону больших и в сторону меньших значений от заданной величины и управл ть одновременно сопротивлением двух цепей в известном генераторе устройство дл манипул ции частоты получаетс сложным и, следовательно, недостаточно надежным . Это приводит к снижению надежности передачи телемеханической информации.If necessary, when manipulating, change the frequency in the direction of large and in the direction of smaller values from a given value and control simultaneously the resistance of two circuits in a known generator, the device for frequency manipulation is difficult and, therefore, not reliable enough. This leads to a decrease in the reliability of the transmission of telemechanical information.

Цель изобретени - упрощение устройства и повышение надежности передачи телемеханической информации.The purpose of the invention is to simplify the device and increase the reliability of the transmission of telemechanical information.

Это достигаетс тем, что в устройстве каналы отрицательной к положительной обратной св зи содержат транзисторы, резисторы, диоды и конденсаторы. Первый канал отрицательной обратной св зи вынолнен в виде последовательно соединенных первого и второго резисторов , одни концы которых подключены соответственно к входу и выходу инвертирующего усилител , а другие объединены и через третий резистор соединены с коллектором первого транзистора, эмиттер которого подключен к положительной клемме источника питаний. Второй канал отрицательной обратной св зи имеет последовательно соединенные четвертый И п тый резисторы, одни концы которых подключены соответственно к входу инвертирующего усилител и выходу второго интегр.атора, а другие концы объединены и через шестой резистор соединены с коллектором второго транзистора , эмиттер которого подключен к положительной клемме источника питани . Канал положительной обратной св зи выполнен в виде двух конденсаторов, одни обкладки которых соединены соответственно через резистор с входом инвертирующего усилител и непосредственно с выходом первого интегратора, This is achieved in that the channels negative to positive feedback in the device contain transistors, resistors, diodes and capacitors. The first negative feedback channel is made in the form of serially connected first and second resistors, one ends of which are connected respectively to the input and output of the inverting amplifier, while others are connected through the third resistor to the collector of the first transistor, the emitter of which is connected to the positive terminal of the power supply. The second negative feedback channel has series-connected fourth and fifth resistors, one ends of which are connected respectively to the input of the inverting amplifier and the output of the second integrator, and the other ends are combined and through the sixth resistor are connected to the collector of the second transistor, the emitter of which is connected to positive power supply terminal. The positive feedback channel is made in the form of two capacitors, some plates of which are connected respectively through a resistor to the input of an inverting amplifier and directly to the output of the first integrator,

другие обкладки каждого конденсатора через соответствующий диод подключены к коллектору третьего транзистора и через седьмой резистор к отрицательной клемме источника питани . Эмиттер третьего транзистора соединен с положительной клеммой источника питани и соответственно через восьмой и дев тый резистор подключен к анодам первого и второго диодов.The other plates of each capacitor are connected via a corresponding diode to the collector of the third transistor and through the seventh resistor to the negative terminal of the power source. The emitter of the third transistor is connected to the positive terminal of the power source and, respectively, through the eighth and ninth resistor is connected to the anodes of the first and second diodes.

Принципиальна схема устройства приведена на чертеже.A schematic diagram of the device is shown in the drawing.

Устройство состоит из инвертирующего усилител 1, к выходу которого подключен интегратор 2, а к выходу интегратора - другой интегратор 3. К входу инвертирующего усилител 1 подключены каналы отрицательной обратной св зи. Один из них соедин ет выход усилител 1 с его входом и выполнен в виде двух последовательно соединенных резисторов 4 и 5, к средней точке которых подключен резистор 6, соединенный с коллектором транзистора 7 и через резистор 8 с положительной клеммой источника питани . Другой канал отрицательной обратной св зи соедин ет выход интегратора 3 с входом усилител 1 и состоит из последовательно соединенных резисторов 9 и 10, к средней точке которых подключен резистор 11, соединенный с коллектором транзистора 12 и через резистор 13 с положительной клеммой источника питани . Канал нелинейной положительной обратной св зи содержит конденсатор 14, подключенный к выходу интегратора 2, который вл етс выходом устройства. К д-ругому выводу конденсатора подключен анод диода 15, катод которого соединен с катодом второго диода 16, с коллектором транзистора 17 и резистором 18. Другой вывод резистора 18 подключен к отрицательной клемме источника питани , а анод диода 16 через конденсатор 19 и резистор 20 - к входу инвертирующего усилител 1. Кроме того, аноды диодов 15 и 16 через резисторы 21 и 22 соединены с положительной клеммой источника нитани . Работает устройство следующим образом. В исходном состо нии транзистор 17 открыт, диоды 15 и 16 в канале положительной обратной св зи закрыты. Сигнал на выходе устройства отсутствует. При закрывании транзистора 17 диоды 15 и 16 открываютс , на вход усилител 1 поступает сигнал положительной обратной св зи, а на выходе устройства возникают незатухающие синусоидальные колебани . Изменением сопротивлени резистора 20 устанавливаетс необходимый уровень нелинейной положительной обратной св зи. Настройка частоты обеспечиваетс одновременным изменением посто нной времени интеграторов 2 и 3. Плавную настройку частоты можно- проводить изменением сопротивлени резисторов 5 и 10.The device consists of an inverting amplifier 1, to the output of which an integrator 2 is connected, and another integrator 3 to the output of the integrator. Negative feedback channels are connected to the input of the inverting amplifier 1. One of them connects the output of amplifier 1 to its input and is made in the form of two series-connected resistors 4 and 5, to the midpoint of which is connected a resistor 6 connected to the collector of transistor 7 and through a resistor 8 to the positive terminal of the power supply. Another negative feedback channel connects the output of integrator 3 to the input of amplifier 1 and consists of series-connected resistors 9 and 10, to the midpoint of which is connected a resistor 11 connected to the collector of transistor 12 and through a resistor 13 to the positive terminal of the power supply. The non-linear positive feedback channel contains a capacitor 14 connected to the output of integrator 2, which is the output of the device. The d-terminal of the capacitor is connected to the anode of the diode 15, the cathode of which is connected to the cathode of the second diode 16, to the collector of transistor 17 and resistor 18. Another terminal of resistor 18 is connected to the negative terminal of the power supply, and the anode of diode 16 through capacitor 19 and resistor 20 - to the input of the inverting amplifier 1. In addition, the anodes of the diodes 15 and 16 through the resistors 21 and 22 are connected to the positive terminal of the source of the thread. The device works as follows. In the initial state, the transistor 17 is open, the diodes 15 and 16 in the positive feedback channel are closed. There is no signal at the output of the device. When the transistor 17 is closed, the diodes 15 and 16 are opened, a positive feedback signal is received at the input of the amplifier 1, and undamped sinusoidal oscillations occur at the output of the device. By varying the resistance of the resistor 20, a desired level of non-linear positive feedback is established. The frequency setting is provided by simultaneously changing the time constant of the integrators 2 and 3. The frequency can be continuously tuned by changing the resistance of the resistors 5 and 10.

Манипул ци частоты осуществл етс при подаче на один из входов устройства отрицательного сигнала. При этом открываютс транзисторы 7 и 12 соответственно. При открываНИИ транзистора 12 шунтируетс резистор 13 и на выходе устройства устанавливаетс частота /1 /о-А/. При открывании транзистора 7 шунтируетс резистор 8, частота на выходе устройства равна /2 /о+А/.Frequency manipulation occurs when a negative signal is applied to one of the device inputs. This opens transistors 7 and 12, respectively. When the transistor 12 is opened, the resistor 13 is bridged and the frequency / 1 / о-А / is set at the output of the device. When opening the transistor 7, the resistor 8 shunts, the frequency at the output of the device is / 2 / o + A /.

Устройство дает возможность передавать телемеханическую информацию на частоте, которую можно задавать от дес тых долей герца до дес тков килогерц. Вынолнение положительной обратной св зи с резкой отсечкой по максимуму в предлагаемом устройстве позволило значительно стабилизировать частоту передаваемого сигнала. Напр жение, которое поступает па вход усилител , определ етс ограничителем и не может быть больше заданного . В результате транзисторы усилител не могут войти в режим насыщени , что благопри тно сказываетс на стабильности частоты устройства.The device makes it possible to transmit telemechanical information at a frequency that can be set from tenths of a hertz to tens of kilohertz. Completion of positive feedback with a sharp cut-off on the maximum in the proposed device allowed us to significantly stabilize the frequency of the transmitted signal. The voltage that goes to the amplifier input pa is determined by the limiter and cannot be greater than the specified value. As a result, amplifier transistors cannot enter saturation mode, which favorably affects the frequency stability of the device.

В качестве инвертирующего усилител и в интеграторах устройства могут быть применены стандартные усилители на МОП-транзисторах , имеющих большое входное сопротивление , последовательно с которыми дл увеличени усилени включены усилительные каскады на бипол рном транзисторе. При испытани х устройства при температуре от +20 до +90°С уход частоты составил 0,1%. Простота манипул ции частоты и высока ее стабильность в предлагаемом устройстве обеспечивают высокую надежность передачи телемеханической информации.As an inverting amplifier and device integrators, standard amplifiers on MOS transistors with large input impedance can be used in series with which amplifying stages of a bipolar transistor are included to increase the gain. When testing the device at a temperature of +20 to + 90 ° C, the frequency drift was 0.1%. The simplicity of frequency manipulation and its high stability in the proposed device provide high reliability of the transmission of telemechanical information.

Claims

1. Beneshevich I.I. and others. Automation and telemechanization of power supply devices

electric railways. M., “Transport, 1968, p. 234, fig. 208.

2. Besheshevich I. I. et al. Automation and telemechanization of power supply devices for electric railways. M., “Transport, 1968, p. 235, fig. 209.

3. The measuring generator of infra-frequency frequencies of type 2Н4-1. Graduation certificate, technical description and operating instructions of the RSFSR Council of National Economy

Leningrad Economic Administrative Region. Radio industry management, 1959 (prototype).

„SanijcK ,: