SU970606A1 - Устройство автоматической подстройки частоты источника питани колебательной системы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть.использовано при разработке источников питани  резонансных колебательньох систем , например, магнитострикционных преобразователей или электрических колебательных контуров.

Известно устройство автоподстройки частоты источника питани , нагруженного на магнитострикционный преобразователь , содержащее задающий генератор, подключенный ко входу усилител  мощности (инвертора), выход которого подключен к магнитострикционному преобразователю, фазовый детектор , сравнивающий фазы частот сигналов инвертора и датчика акустической обратной св зи магнитострикционн.ого преобразовател  1.

Недостаток такого устройства необходимость установки на электромеханический преобразователь специального датчика колебаний, т.е. ус- ложнение конструкции, увеличение габаритов и веса,;а кроме того, така  установка не всегда выполнима. Датчики резонансного типа ПМС-15А18 имеют собственную резонайсную частоту, отличную от резонансной частоты преобразовател , что вносит погрешность

Известно устройство автоподстройки частоты источника питани , нагруженного -на электромеханический колебательный контур, включающее .задающий генератор, усили.тель мощности,, датчики напр жений на индуктивной и емкостной част х контура,, и устройство сравнени  2.

щ Недостатком данного устройства  вл етс  то, что оно применимо только дл  электрических колебательных контуров.

Известно также устройство автоподстройки частоты источника питани ,

нагруженного на электромеханический преобразователь, включающее задающий генератор релаксационного типа, усилитель мощности, схему выделени  сигнала обратной св зи, схему синх20 ронизации и нагрузку З.

Недостаток указанного устройства состоит в том, что из-за наличи  трансформатора с компенсационной обмоткой и компенсирующего элемента

25 сравнение фазы сигнала обратной св зи с фазой напр жени  питающего преобразователь осуществл етс  с невысокой точностью и быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому

30 по технической сущности  вл етс  устройство, предназначенно г дл  автоматической подстройки частоты источника питани  резонансной колеба тельной системы,включающее задающий генератор, выход которого подключен к одному входу первой логической схемы И и входу первого счетчика, выхвд первой схемы Н подключен к входу усилител  мощности, выход усилител  Г4ОЩНОСТИ подключен к вход резонансной колебательной системы и входу ограничител ,выход которого через делитель частоты подключен к первым входам второй и третьей логи ческих схем И, выход первого счетчик подключен через инвертирующую  чейку ко второму входу второй схемы И, выход которой подключен к входу второго счетчика, выходом подключенного ко второму входу третьей логической схемы И 4. Однако известное устройство харак теризуетс  невысоким быстродействием вследствие наличи  интегрируюЕцих,цепе необходимых в системе дл  выделени  среднего значени  сигнала рассогласовани . Кроме того, не учитываетс  вли ние переходных процессов при вве дении паузы в работу источника питани . Переходные процессы возникают в момент перехода колебательной .системы с вынужденной частоты на собственную, за счет чего форма первых периодов паузы может бить искажена . Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  автоматической подстройки частоты источника питани  резонансной колебательной системы и устранение вли ни  переходных процессов. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство автоматической подстройки частоты источника питани  колебательной системы, содержащее задающий генератор, подключенный к входу первого счетчика и одному из входов первого логического элемента И, выход которого подключен к входу усилител  мощности который выходом- подключен к входу ограничител , выходом соединенного с входом делител  частоты, выход которого подключен к одному из входов второго и третьего логических элементов И, причем выход последнего через второй счётчик подключен ко второму входу второго логического элемента И выход первого счетчика через инверто coejDtинeн со вторым входом третьего логического элемента И, причем выход усилител  мощности подключен к входу резонансной колебательной систег/и, в.ведены третий и четвертый счетчики узел совпадени , четвертый логический элемент И и генератор тактовых импульсов, который выходом подключен к третьему входу третьего логического элe 4eнтa И и первому входу четвертого логического элемента И, npi: этом второй вход последнего подключен к выходу первого счетчика, второму входу первого логического элемента И и входу установки в О третьего счетчика, выход задающего генератора подключен к входу устано ки в О счетчика, счетный вход которого подключен к выходу четвертого логического элемента Н, а счетный вход третьего счетчика - к выходу третьего логического элемента И, выходы третьего и четвертого счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам узла совпадени , выход которого соединен с синхронизующим входом задающего генерато ра. На фиг, 1 показана функциональна  схема устройства,- на фиг. 2 временные диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, подключенный к входу .первого счетчика 2 и одному из входов первого логического элемента Н 3, выход которого подключен к входу усилител  4 мощности, выходом подключенного к входу колебательной системы 5 и входу ограничител  6, выход которого через делитель 7 частоты подключен к входу второго логического элемента И 8 и входу третьего логического элемента И 9, второй вход которого через второй счетчик 10 подключен к выходу второго логического элемента, генератор 11 тактовых импульсов, соединенный с третьим входом третьего Логического элемента И 9 и входом четвертого логического элемента Н 12, выход которого подключен к счетному входу четвертого счетчика 13, выходом соединенного с одним из входов узла 14 совпадени , второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика 15, при этом второй вход второго логического элемента подключен к выходу инвертора 16, вход которого соединен с выходом первого счетчика 2, вторым входом логического элемента И 12, вторым входом логического элемента И 3 и входом установки в О третьего счетчика 15, счетнь м входом подключенного к выходу третьего логического элемента И 9, синхронизирующий вход задающего генератора 1 подключен к выходу узла 14 совпадени . Устройство работает следующим образом. Генератор тактовых импульсов II вырабатывает, высокочастотные импульсы посто нной частоты, которые через логические схемы И 9 и 12 подаютс  на счетчики тактовых импульсов 13 и 15. Режим работы устройства определ етс  состо нием счетчиков 10 , 2, 13 и 15,

Пусть в начальный момент времени после пуска на выходе счетчика 10 находитс  низкий потенциал логического О, на выходе счетчика 2 импульсов управлени  - высокий потенциал логической 1, счетчики 13 И 15 установлены в О. В этом случае низкий потенциал логического О поступает на вход схемы И 9 и запрещает счет импульсов генератора 11 счетчиком 15, а высокий потенциал 1 поступает на вход схемы И 12 и счетчик 13 начинает заполн тьс  тактовыми импульсами. Поскольку счетчик 15 находитс  в нулевом состо нии схема 14 совпадени  не вырабатывает импульсов совпадени . Задающий генератор 1 работает без синхронизации и выдает импульсы с частотой, определ емой уставкой. Импульсы управлени  через схему И 3 поступают на вход усилител  4 мощности и. на вход установки О счетчика 13 тактовых импульсов. Кроме того, импульсы управлени  подаютс  на вход счетчика . 2. С выхода .усилител  мощности напр жение пит ни  поступает на магнитострикционный преобразователь 5. Устройство работает в режиме генерировани , частота напр жени  питани  может отличатьс  от резонансной частоты колебательной системы (диаграмма 17). Процесс пуска завершен. После того как счетчик импульсов управлени  2 отсчитает определ емое его коэффициентом пересчета количество входных импульсов, на его выходе по вл етс  импульс с низким потенциалом логического О (форма импульсов показана на диаграмме 20). Форма импульсов на выходе счетчика 2 показана на диаграмме 21. тим импульсом запираютс  логические схемы И 12 и 3, импульсы управлени  перестают поступать на усилитель 4 мощности, а тактовые импульсы - на вход счет чика 13. В работе усилител  мощности наступает пауза. На зажи .ах магнитострикционного преобразовател  по вл етс  ЭДС собственных к.олебаний Форма напр жени  на зажимах магнитострикционного преобразовател  показана на диаграмме 17. Эта ЭДС, сформированна  ограничителем 6 в виде импульсов, форма которых показана на диаграь;1ме 18, поступает на вход делител  на четыре, в частности, делител  7, с выхода которого импульсы , длительностью равные периоду собственных колебани  магнитострикционного преобразовател , поступают на входы логических схем И 9 и 8. Форма импульсов на выходе делител  7 показана на диаграмгда 19. С , выхода счетчика 2 импульсов управлени  через инвертирующую  чейку 16 импульсыпаузы поступают на вход схемы И 8, отпирают ее, разреша  счетчику 10 счет импульсов с выхода делител  7 частоты. После того,как счетчик 10 отсчитывает количество импульсов, определ емое его коэффициентом делени , на выходе его по вл етс  импульс с высоким потенциалом логической 1.Коэффициентом делени  счетчика 10 определ етс  длительность задержки. Форма импульса на выходе счетчика 10 показана на диаграмме 22.

5 Этот импульс поступает на вход схемы И 9 . Кроме того, на другой вход схемы И 9 поступает импульс с выхода делител  7 частоты, отпира  логическую схему И 9 на врем , равное длительности периода собственных колебаний магнитострикционного преобразовател  5. Тактовые импульсы генератора 11 начинают поступать на вход счетчика 15. Счетчик 15 запоминает количество тактовых импульсов, про5 шедшее за врем , равное длительности периода собственных колебаний. Форма напр жени  на входе счетчика 15 показана на диaгpa.1мe 23. С прекращением импульса измер емого периода собствен0 ных колебаний на выходе делител  7 частоты прекршцаетс  и пауза. Счетчик 2 импульсов управлени  и счетчик 10 устанавливаютс  в исходное состо ние . Тактовые импульсы начинают пос5 тупать через схему И 12 на вход счетчика 13. Формы напр жени  на входе счетчика 13 показаны на диаграмме 24. В момент совпадени  количество тактовых импульсов, запомненных

0 счетчиком 15, с кол-ичеством тактовьлх импульсов, приыедшик на вход счетчика 13, схема 14 совпадени  выдает, импульс на вход синхронизации задающего генератора 1 . Задающий генератор 1 через открытую схему И 3 выда5 ет импульс управлени  на усилитель 4 мощности и одновременно на вход счетчика 2 и на вход установки О счетчика тактовых импульсов 13. Отсчет тактовых импульсов счетчика 13 повв тор етс . Этот процесс повтор етс  до прихода следующего импульса паузы с выхода счетчика импульсов управлени  2. Во врем  следующей паузы информаци  о длительности перио5 да собственных колебаниР уточн етс . Устройство работает в генераторном режиме с частотой, равной резонансной частоте магнитострикционного преобразовател .

О

Claims (4)

1. Изобретение позвол ет повысить точность и быстродействие автоматической :подстройки частоты источника питани  резонансной колебатель-5 ,ной системы и устранить вли ние переходных процессов при введении паузы в работу источника питани . Формула изобретени  Устройство автоматической подстройки частоты источника питани  колебательной системы, содержащее задающий генератор/ подключенный к входу первого счетчика и одному из входов первого логического элемента И7 выход которого подключен к входу усилител  мощности, выходом подключенного к входу ограничител , выходом соединенного с входом делител  частоты/ выход которого под- ключен к одному из входов второг9 и третьего логических элементов И, причем выход последнего через второй счетчик Подключен ко второму входу второго логического элемента И, выход первого счетчика через инвертор соединен со вторым входом третьего логического элемента И, а выход усилител  мощности подключен ко входу резонансной колебательной системы, отличающеес  т что, с целью повышени  быстродействи , точности и устранени  вли ни  переходных процессов, введены -трети и четвертый счетчики, узел совпадени , четвертый логический элемент И и генератор тактовых импульсов, который выходом подключен к третьему входу третьего логического элемента И и первому входу четвертого логического элемента И, при этом второй вход последнего подключен к выходу первого счетчика, второму входу первого логического элемента И и входу установки в О третьего счетчика , выход задающего генератора подключен к входу установки в О четвертого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу четвертого логического элемента И, а счетный вход третьего счетчика - к выходу третьего логического элемента И, выхрды третьего и четвертого счетчиков подключены соответственно к первому и второму входу узла совпадени , выход которого соединен с синхронизирующим входом задающего генератора . .Источники информации, прин  ые во внимание при экспертизе 1. Аходис И.И. и др. Автоподстройка частоты тиристорного инвертора при работес магнитострикционным преобразователем. - Электротехника, 1972, 1,, с. 8.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2389525/24-07, кл. Н 02 М 7/505, 1977.
3. 3.Келлер О.К..и др. Автоподстройка частот л в ультразвуковых генераторах . Сб. трудов Промышленное применение токов высокой частоты, вып. 12. Л., Машиностроение, 1971.
4. 4. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2543065/24-07, кл. Н 02 М 7/505, 1977.

   19

   11lfl и П у ПППППО

   20

   /,Л zt

   задерж

   3

   2« 25

   1 П И П О

   /гау5.

   попп

   .г