SU921063A1

SU921063A1 - Current bipolar pulse shaper

Info

Publication number: SU921063A1
Application number: SU802953057A
Authority: SU
Inventors: Лев Симонович Файб; Базархан Алиханович Шабденов; Аркен Ажимханович Илиев; Нуржан Галимович Омаров
Original assignee: Институт металлургии и обогащения АН КазССР
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1980-07-03
Publication date: 1982-04-15

Description

(5) ФОРМИРОВАТЕЛЬ БИПОЛЯРНЫХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА(5) FORMER OF BIPOLAR CURRENT PULSES

. . I ; Изобретение отноритс к импульС ной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике , технике св зи, радиолокации, а также металлургии химии и Др. област х . В металлургии и химии, в час ности, оно может быть ;использоваНО в измерител х электросопротивлени расплавов с малым удельным сопротивлением . Известен преобразователь однопол рных импульсов в бипол рные, содержащий однопол гмый формирователь импульсов, транзистбрный усилительный каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером, линию задержки, первый и второй переходные конденсаторы и резистор св зи, причем выход линии задержки, согласованный по вхо ду и выходу через резистор св зи, со единен с базой транзисторного усили- тельного каскада, а вход линии задержки через первый переходной конденсатор соединен с эмиттером транзисторного усилительного каскада и через второй переходной транзистор с входом преобразовател III. Недостатками данного преобразовател вл ютс сложность устройства и настройки, недостаточно хороша симметричность импульсов обоих пол рностей и, в силу этого, невозможность использовани в измерител х электросопротивлени , расплавов, ввиду того, что такой рабочий ток, содержащий посто нную составл ющую, пропускаемый через расплав с ионной проводимостью , вызывает пол ризацию электродов и электролиз расплава и, тем самым , приводит к большой погрешности измерени . Кроме того, он не позвол ет преобразовывать в бипол рные импульсы иной формы, кроме пр моугольной , а пр моугольные, не измен их длительности. Известен формирователь разнопол рных импульсов тока, содержа1ций опера39 ционные усилители с двум разноименными входами каждый, объединенные по входам канала суммировани , в пер вый из которых включено два, а во второй - один усилитель, два последо вательно соединенных входных усилител , выход последнего из которых по ключен к объединенным входам канала суммировани , при этом усилители соединены между собой .последовательно через резисторы по одноименным входам , а один из входов первого входного усилител подключен к общей шине , два разнопол рных источника смещени и два резистивных делител напр жени - С23. Недостатками данного формировател бипол рных импульсов вл ютс сло . . I; The invention relates to a pulse technique and can be used in automation, computing, communication, radar, and metallurgy of chemistry and others. region x. In metallurgy and chemistry, in particular, it can be used in electrical resistivity meters for melts with low resistivity. A known converter of unipolar pulses into bipolar pulses, containing a unipolar pulse former, a transistor amplifying cascade, made according to a common emitter circuit, a delay line, first and second transition capacitors, and a communication resistor, and the output of the delay line matched in input and output through a communication resistor, connected to the base of the transistor amplifier stage, and the input of the delay line through the first transition capacitor is connected to the emitter of the transistor amplifier stage and through the second terminal transistor with converter input III. The disadvantages of this converter are the complexity of the device and the settings, the symmetry of the pulses of both polarities is not good enough and, because of this, the inability to use melts in the electrical resistivity meters, due to the fact that such an operating current containing a constant component ionic conductivity, causes polarization of the electrodes and electrolysis of the melt and, thus, leads to a large measurement error. In addition, it does not allow converting into bipolar pulses of a shape other than rectangular, and rectangular, without changing their duration. A shaper of current-carrying current pulses is known, containing operational amplifiers with two opposite inputs each, combined at the inputs of the summation channel, the first of which includes two, and the second - one amplifier, two consecutively connected input amplifiers, the output of the latter connected to the combined inputs of the summation channel, while the amplifiers are interconnected. successively through resistors on the same inputs, and one of the inputs of the first input amplifier is connected to the common bus, two of bi-polar bias sources and two resistive voltage divisors — C23. The disadvantages of this bipolar pulse former are layer

ность устройства и настройки и недостаточно хороша симметричность импульсов , что также делает его непригодным дл изйерител электросопротивлени расплавов.the device and the settings and the impulse symmetry are not good enough, which also makes it unsuitable for the resistivity of the melts.

Известен также формирователь двухпол рных импульсов тока, содержащий ключевые формирователи положительных и отрицательных импульсов, два транзистора различного типа проводимости , коллекторы которых соединены с резистором нагрузки через полупровод никовые диоды, А кажда база подключена к общей шине через последовательно соединенные резистор и диод и стаби/мтрон, катод которого соединен через резистор с эмиттером р-п-р транзистора и через диод с базой п-р-п транзистора, а анод соединен через резистор с эмиттером п-р-п транзистора и через диод с базой р-п-р транзистора t33. Однако такой формирователь характеризуетс сложностью устройства и настройки, недостаточно хорошей симметричностью импульсов разной пол рности , обусловленной этим посто нной составл ющей выходного рабочего тока и невозможностью использовани , в силу этого в измерител х электросопротивлени расплавов. Известен также формирователь бипол рных импульсов тока - генератор переменного тока дл измерител элек росопротивлени жидких расплавов,содержащий источник переменного напр жени , включенный последовательно с ним запорный диодный мост, ограничитель посто нного тока, включенный своим управл емым входом в диагональ посто нного тока запорного моста Also known is a dual current pulse driver containing key positive and negative pulse shapers, two transistors of different conduction types, the collectors of which are connected to the load resistor through semiconductor diodes, And each base is connected to a common bus through series-connected resistor and diode and stability / mtron whose cathode is connected through a resistor to the emitter of the ppp transistor and through a diode to the base of the pnp transistor, and the anode is connected through a resistor to the emitter of the pnp transistor and Erez diode with the base p-n-p transistor t33. However, such a driver is characterized by the complexity of the device and settings, insufficiently symmetrical pulses of different polarity due to this constant component of the output operating current and the inability to use, therefore, in melt resistivity meters. Also known is a bipolar current pulse shaper — an alternator for a meter measuring the electrical resistance of liquid melts; it contains an alternating voltage source, a diode bridge connected in series with it, a DC limiter connected by a controlled input of a gate bridge.

ва, вызывающие увеличение погрешности измерени .VA, causing an increase in measurement error.

Цель изобретени - расширение диапазона скважности импульсов и расширение функциональных возможностей. Дл достижени указанной цели вThe purpose of the invention is to expand the range of the duty cycle of the pulses and expand the functionality. To achieve this goal in

25 формирователь бипол рных импульсов угока, содержащий источник пер,еменного рабочего напр жени , включенный последовательно в его цепь запорный диодный мост и ограничитель посто н3 В отличие от перечисленных данному устройству присущи простота конструкции и настройки и хороша сим- . метри бипол рных импульсов выходного тока. Недостатком данного формировател вл етс невозможность формировани бипол рных импульсов формы, отличной от пр моугольной и со скважностью более единицы. Последнее ограничивает нижний предел измерени электросопротивлени расплавов тем, что исключает возможность повышени амплитуды импульсов рабочего тока более 10 мА, так как при этом также, даже при хорошей симметричности импульсов, начинают сказыватьс влени пол ризации электродов и электролиза распланого тока, включенный управл емым ВХОДОМ в диагональ посто нного тока запорного диодного моста, дополнительно введены формирователь однопол рных импульсов тока и формирователь синхронизирующих импульсов, причем, выход формировател однопол рных импульсов тока подключен к управл ющему входу ограничител посто нного тока, а вход его - к выходу формировател синхронизирующих импульсов , вход которого подключен к источнику переменно.го рабочего напр жени . Кроме того, с целью снижени мощ-, ности и внутреннего импеданса источника переменного рабочего напр жени при. формировании бипол рных импульсов с большей скважностью, к его выходу подключен параллельный резонансный колебательный LC-контур. Введение в устройство формировател однопол рных импульсов тока, которые в общем случае могут иметь различную форму и длительность, дает возможность получить на выходе устройства бипол рные импульсы такой же формы и длительности, котора определ ет их скважность.25 shaper of bipolar pulses, containing a source of alternating operating voltage, a locking diode bridge connected in its circuit and a constant limiter n3 Unlike those listed above, this device is characterized by simplicity of design and setup and good sym-. metrics of bipolar output current pulses. The disadvantage of this former is that it is impossible to form bipolar pulses of a shape other than rectangular and with a duty cycle of more than one. The latter limits the lower limit of the measurement of the electrical resistance of melts by eliminating the possibility of increasing the amplitude of operating current pulses over 10 mA, since this also, even with good symmetry of the pulses, occurrences of polarization of the electrodes and electrolysis of the dissipated current included in the diagonal direct current of the locking diode bridge, the shaper of unipolar current pulses and the shaper of synchronizing pulses were additionally introduced; The unipolar current pulse generator is connected to the control input of the dc limiter, and its input is connected to the output of the clock generator, the input of which is connected to the alternating current source. In addition, in order to reduce the power and internal impedance of the source of alternating operating voltage at. the formation of bipolar pulses with a higher duty cycle; a parallel resonant oscillating LC circuit is connected to its output. Introduction of unipolar current pulses into the device, which in the general case may have different shapes and durations, makes it possible to obtain at the output of the device bipolar pulses of the same shape and duration, which determines their duty cycle.

Формирователь синхронизирующих импульсов согласовывает частоту и фазу импульсов формировател однопол рных импульсов тока с частотой и фазой источника переменного рабочего напр жени , обеспечива наиболее рациональное Совмещение формируемых импульсов с полупериодами источника переменного рабочего напр жени , / Параллельный колебательный LC-кон тур, настроенный на частоту источника переменного рабочего напр жени , выполн ет функцию трансформатора мощ ности, накаплива энергию в течение полупериода источника переменного рабочего нап жени и отдава ее в нагрузку в течение короткого импульса тока. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого формировател . Формирователь бипол рных импульсов тока содержит источник 1 перемен ного рабочего напр жени , подключенный параллельно к его выходу колебательный ,jC-KOHTyp 2, запорный диодны мбст 3, включенный последовате/ibHO в цепь источника 1 диагональю переменного тока, ограничитель k посто н ного тока, включенный управл емым входом в диагональ посто нного ток запорного моста 3, формирователь 5 однопол рных импульсов тока, подключенный выходом к управл ющему входу ограничител , формирователь 6 синх ронизирующих импульсов, подключенный выходом ко входу формировател 5 а входом к источнику 1 переменного рабочего напр жени . Формирователь работает следующим образом. От источника 1 переменное напр жение поступает на параллельный ко-, лебательный LC-контур 2, настроенный на частоту источника 1, и далее через запорный диодный мост 3 подаетс к выходу устройства, если управл емый вход ограничител Ц посто нного JTOKa не заперт. Пропускаемые запорным диодным мостом 3 к выходу преобразовател импульсы тока обоих пол рностей формируютс управл емым входом ограничител k посто нного то ка, повтор форму однопол рных импульсов тока, поступающих на управл ющий вход ограничител k посто нного тока с выхода формировател 5 однопол рных импульсов тока. Формирователь 6 синхронизирую14их импульсов формирует и подает на входThe synchronizing pulse shaper matches the frequency and phase of the pulses of the unipolar current pulse generator with the frequency and phase of the alternating operational voltage source, providing the most rational combination of the generated pulses with the half-cycles of the alternating operational voltage source tuned to the alternating source frequency operating voltage, performs the function of a power transformer, accumulates energy during a half-period of the source voltage of nap and giving it to the load during a short current pulse. The drawing shows the block diagram of the proposed shaper. The bipolar current pulse shaper contains an alternating operating voltage source 1 connected in parallel to its output oscillatory, jC-KOHTyp 2, shut-off diode mbst 3, connected in sequence to the source I by diagonal AC, limiter k DC, a controllable input to the diagonal of the DC current of the gate bridge 3, a driver of 5 unipolar current pulses connected by an output to the control input of the limiter, a driver of 6 synchronizing pulses connected by an output to the input shaper 5 and the input to the source 1 of the variable operating voltage. The shaper works as follows. From source 1, the alternating voltage goes to a parallel coherent LC circuit 2, tuned to the frequency of source 1, and then through the gate diode 3 is supplied to the device output, if the controlled input of the limiter C constant JTOKa is not locked. The current pulses of both polarities transmitted by the locking diode bridge 3 to the output of the converter are generated by a controlled input of a constant current limiter k, repeating the shape of unipolar current pulses fed to the control input of a direct current limiter k from the output of the driver 5 unipolar current pulses. Shaper 6 synchronizing pulses forms and supplies to the input

Claims

driver 5 unipolar current pulses triggering pulses at times when the voltage of source 1 of the alternating operating voltage is in a certain phase, depending on the shape and duration of the pulses generated by the converter. The source 1 of the alternating operating voltage can be applied with a different form of voltage (sinusoidal, rectangular, etc.) also depending on the shape, duration and order of the following phorp1 of bipolar bipolar pulses. For example, when short, alternating through one, bipolar pulses are formed, the voltage of source 1 can be sinusoidal, and the generator of 6 synchronizing pulses generates one triggering pulse in the middle of each half-period of the voltage of source 1, with a sinusoidal voltage of source 1 and formations of short , but with a large amplitude of current output pulses, it is advisable to use an oscillating LC circuit 2, which performs the function of a power transformer here. Thus, the use of unipolar current pulse generator and sync pulse generator favorably distinguishes the bipolar current pulse shaper from known devices, preserving the simplicity of the device and the settings and good symmetry of both polarity pulses, and acquiring the ability to convert bipolar most unipolar pulses of different form and duration. Claim 1, A shaper of bipolar current pulses, containing a source of alternating operating voltage, a diode bridge connected in series to its circuit and a DC limiter switched on by a controllable input to the diagonal of a DC gate diode, characterized in that the purpose of extending the range of the duty cycle of pulses and functionality, additionally contains a driver of unipolar current pulses and a generator of synchronizing pulses, and the output of the generator ate unipolar current pulses Con "4en to the control input of the limiter DC, and its input - to the output of the clock pulse input of which is connected to the source changes Nogo operating voltage. .2. The current driver according to claim 1, differs with and so that, in order to reduce the Power and the internal impedance of the source of alternating operating voltage during the formation of bipolar pulses with a high bore ratio, it additionally contains a vibrating UC circuit connected to the output of the variable operating voltage source. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR N 539370, class, N 03 K 5/00, 1975.

2. USSR Author's Certificate IP 4987, cl. H 03 K 5/01, 197.

3. USSR author's certificate W 320927, cl. H 03 K 5/01, 1970. k, Faib LS et al. Alternator for resistivity meter of metallurgical melts. - Integrated use of minerals. Alma-Ata, 1979, tf 10, p. 13.