Радіочастотний індикатор характеру реактивності навантаження

Реферат: Радіочастотний індикатор характеру реактивності навантаження містить світлодіод, вхідну клему, шину живлення, спільну шину. Додатково введено смужкову лінію, перший вивід якої з'єднаний через навантаження з спільною шиною, другий вивід - з вхідною клемою, анод першого та другого діода з'єднані зі смужковою лінією. Між підключеннями діодів до смужкової лінії підключений перший фазообертач, а між другим виводом смужкової лінії і анодом першого діода підключений другий фазообертач. Катод першого діода через перший конденсатор з'єднано зі спільною шиною, з інверсним входом операційного підсилювача та через перший вольтметр з спільною шиною, катод другого діода через другий конденсатор з'єднано з спільною шиною, з неінверсним входом операційного підсилювача та через другий вольтметр з спільною шиною. Вихід операційного підсилювача через перший резистор з'єднано з катодом першого світлодіода, анод якого з'єднано з спільною шиною та анодом другого світлодіода, катод якого з'єднано з спільною шиною. UA 91731 U (12) UA 91731 U UA 91731 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана для визначення характеру імітанса. Відомий перетворювач, що містить коаксіальний кабель, перший вивід якого з'єднаний з вхідною клемою другий вихід з вихідною, зверху розміщена перша котушка індуктивності, перший вивід якої через перший резистор підключений до спільної шипи, другий вивід з'єднано з анодом першого діода, катод якого через перший конденсатор з'єднано з спільною шиною та другою клемою перемикача, знизу розміщена друга котушка індуктивності, другий вивід якої через другий резистор підключений до спільної шини, перший вивід котушки з'єднано з анодом другого діода, катод якого через другий конденсатор з'єднано з спільною шиною та першою клемою перемикача, третя клема перемикача з'єднана через амперметр та третій резистор з спільною шиною [Сломчинський К. "ABC коротковолновика". Издание WKL 1988 г., Варшава]. Недоліком даного пристрою є вузькі функціональні можливості, які полягають в неможливості вимірювання фазових параметрів, що не дає можливість виконати індикацію ємності. Найбільш близьким до запропонованого пристрою є логічний елемент "І", який містить першу вхідну клему, яка з'єднана з анодом транзисторної оптопари, катод якої з'єднаний з другою вхідною клемою, шину живлення, яка через світлодіод з'єднана з колектором транзисторної оптопари, емітер якої з'єднаний з загальною шиною. [Кожемяко В.П. Оптоэлектронная схемотехніка / В.П. Кожемяко, О.Г. Натрошвили, Т.Б. Мартынюк, Л.Ш. Имнаишвили // Киев УМК ВО 1988, - C. 276]. Недоліком даного елемента є вузькі функціональні можливості, які полягають в неможливості індикації ємнісного та індуктивного навантаження. В основу корисної моделі поставлена задача створення радіочастотного індикатора характеру реактивності навантаження, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається можливість індикації реактивного навантаження: ємнісне чи індуктивне шляхом вимірювання напруги на смужковій лінії та її властивості зміщувати криві розподілу напруженості при різному навантаженні. Поставлена задача вирішується тим, що в радіочастотний індикатор характеру реактивності навантаження перетворювач, що містить світлодіод, вхідну клему, шину живлення, спільну шину введено смужкову лінію, перший вивід якою з'єднаний через навантаження з спільною шиною, другий вивід з вхідною клемою, анод першого та другого діода з'єднані зі смужковою лінією, між підключеннями діодів до смужкової лінії підключений перший фазообертач, а між другим виводом смужкової лінії і анодом першого діода включений другий фазообертач, катод першого діода через перший конденсатор з'єднано з спільною шиною, з інверсним входом операційного підсилювача та через перший вольтметр з спільною шиною, катод другого діода через другий конденсатор з'єднано з спільною шиною, з неінверсним входом операційного підсилювача та через другий вольтметр з спільною шиною, вихід операційного підсилювача через перший резистор з'єднано з катодом першого світлодіода, анод якого з'єднано з спільною шиною та анодом другого світло діода, катод якого з'єднано з спільною шиною. На фіг. 1 наведено схему радіочастотного індикатора характеру реактивності навантаження, на фіг. 2 - розподіл стоячої хвилі напруги в довгій лінії при короткому замиканні (а), індуктивному (б) та ємнісному (в) характері навантаження. Пристрій містить смужкову лінію 1 перший вивід якою з'єднаний через навантаження 2 з спільною шиною 3, другий вивід з вхідною клемою 4, анод першого 5 та другого діода 6 з'єднані зі смужковою лінією 1, між підключеннями діодів 5 та 6 до смужкової лінії 1 підключений перший фазообертач 7, а між другим виводом смужкової лінії 1 і анодом першого діода 5 включений другий фазообертач 8, катод першого діода через перший конденсатор 9 з'єднано з спільною шиною 3, з інверсним входом операційного підсилювача 10 та через перший вольтметр 11 з спільною шиною 3, катод другого діода 6 через другий конденсатор 12 з'єднано з спільною шиною 3, з неінверсним входом операційного підсилювача 10 та через другий вольтметр 13 з спільною шиною 3, вихід операційного підсилювача через перший резистор 14 з'єднано з катодом першого світлодіода 15, анод якого з'єднано з спільною шиною 3 та анодом другого світлодіода 16, катод якого з'єднано з спільною шиною 3. Пристрій працює наступним чином: сигнал генератора подається на вхідну клему 4, проходить через смужкову лінію 1 до навантаження 2, яке необхідно визначити. За допомогою діодних випрямлячів (діоди 5, 6 та конденсатори 9, 12) отримуються з смужкової лінії певні значення напруги, які фіксуються на вольтметрах 11 і 13, а потім порівнюються за допомогою компаратора 10, та на виході якого з'являється напруга, полярність якої залежить від характеру реактивного навантаження. В залежності від полярності напруги світиться діод 11, якщо навантаження індуктивне, або діод 12, якщо навантаження ємнісне. За допомогою 1 UA 91731 U 5 фазообертачів 7 та 8 досягається калібровка лінії передачі, що в подальшому забезпечує можливість роботи пристрою в широкому частотному діапазоні. В основі роботи пристрою лежить властивість навантаженої довгої лінії, в відповідності з якою напруга в кожній точці довгої лінії визначається характером навантаження ZH , напругою падаючої хвилі Uпад і відстанню l від точки на довгій лінії до кінця відрізка лінії передачі, до якого підключено навантаження. Розподіл стоячої хвилі напруги в довгій лінії при короткому замиканні (а), індуктивному (б) та ємнісному (в) характері навантаження (див. фіг. 2).  Z'  1    U  U1  H '  ZH  1    10 15 20 e j 2 z , ' де ZH  ZH / Z0 , Z 0 - хвилевий опір довгої лінії,   2 /  ,     0 /  ,  0 довжина хвилі в вакуумі,  - відносна діелектрична проникність смужкової лінії. На кожній робочій частоті індикації пристрій вимагає калібрування: До пристрою підключається генератор сигналу UГ і встановлюється необхідна робоча частота f ; Замість навантаження підключається закоротка ( XH  0) , Змінюючи за допомогою Ф2 електричну довжину лінії l2 , встановлюємо АД1 у вузлі електричного поля і фіксуємо величину напруги ί/, = 0. Змінюючи за допомогою Ф1 електричну довжину лінії l1 , встановлюємо ЛД2 в пучність електричного поля (точка Б) і фіксуємо величину напруги U2 max . Збільшуючи за допомогою регулювання фазового зсуву Ф2, встановлюємо показання вольтметрів V1 і V2 на рівні 0,5U2 max , що свідчить про знаходження АД1 і ЛД2 в точках А і Б (фіг. 2) на відстані m / 6 один від одного і готовність установки до контролю характеру реактивності навантаження при підключенні її замість закоротки. Максимальна робоча частота такого пристрою залежить від відстані l0 між амплітудними детекторами, яке має бути кратним  / 6 . Найменше значення цього параметра дорівнює 25 l0 min   / 6 . Звідки знаходимо fмах  c / 6l0  , де c швидкість електромагнітної хвилі у вільному просторі. Мінімальна частота fmin залежить від геометричного відстані між амплітудними детекторами і максимальною величиною фазового зсуву 1max створюваного фазообертачем Ф1. З урахуванням цього знаходимо мінімальну робочу частоту установки fmin  c(   31) / 6l0  . 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Радіочастотний індикатор характеру реактивності навантаження, що містить світлодіод, вхідну клему, шину живлення, спільну шину, який відрізняється тим, що додатково введено смужкову лінію, перший вивід якої з'єднаний через навантаження з спільною шиною, другий вивід - з вхідною клемою, анод першого та другого діода з'єднані зі смужковою лінією, між підключеннями діодів до смужкової лінії підключений перший фазообертач, а між другим виводом смужкової лінії і анодом першого діода підключений другий фазообертач, катод першого діода через перший конденсатор з'єднано зі спільною шиною, з інверсним входом операційного підсилювача та через перший вольтметр з спільною шиною, катод другого діода через другий конденсатор з'єднано з спільною шиною, з неінверсним входом операційного підсилювача та через другий вольтметр з спільною шиною, вихід операційного підсилювача через перший резистор з'єднано з катодом першого світлодіода, анод якого з'єднано з спільною шиною та анодом другого світлодіода, катод якого з'єднано з спільною шиною. 2 UA 91731 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3