Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб формування хвилеподібної напруги, що оснований на перемноженні опорної напруги на керований коефіцієнт передачі чотириполюсника, змінюваний в межах від нуля до скінченного значення, який відрізняється тим, що коефіцієнт передачі перемножувального чотириполюсника на протязі формованої півхвилі змінюють монотонно, зокрема, лінійно, результат першого перемноження додатково перемножують на коефіцієнт передачі чотириполюсника, змінюваний синхронно і також монотонно зі зміненням коефіцієнта передачі при першому перемноженні, але в протилежному напрямку, і результат повторного перемноження використовують як шукану хвилеподібну напругу.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що з напруги, отриманої в результаті першого і/або другого перемноження, формують сигнал зворотного зв'язку, підсумовують його з напругою, яку перемножують, сумарний сигнал піддають вказаним операціям перемноження і, змінюючи величину коефіцієнта зворотного зв'язку та його знак, змінюють форму хвилеподібної напруги.

3. Спосіб за пп. 1-2, який відрізняється тим, що в моменти рівності нулю півхвилі формованої напруги інвертують полярність опорної напруги або змінюють знак функції передачі тракту проходження хвилеподібної напруги.

Текст

1. Спосіб формування хвилеподібної напруги, що оснований на перемноженні опорної напруги на керований коефіцієнт передачі чотириполюсника, змінюваний в межах від нуля до скінченного значення, який відрізняється тим, що коефіцієнт передачі перемножувального чотириполюсника на протязі формованої півхвилі змінюють монотонно, зокрема, лінійно, результат першого перемноження додатково перемножують на коефіцієнт передачі чотириполюсника, змінюваний синхронно і Корисна модель відноситься до галузі вимірювальної техніки, зокрема, низьких та інфранизьких частот, І може знайти застосування при дослідженні коливальних процесів механічних систем, при настроюванні та випробуванні сєрвомеханізмів, систем автоматичного регулювання, при дослідженні акустичних і гідроакустичних сигналів, а також при моделюванні в електроди на ми ці і т. п. Термін "хвилеподібна напруга" в даному контексті означає напругу плавної форми без значних стрибків, наприклад, синусоїдальну (гармонічну) або близьку до неї напругу, напругу, яка складається з однополярних півхвиль синусоїди або близької до неї форми кривої", а також ступінчасту напругу, обвідна сходинок якої має хвилеподібну форму. Відомий спосіб формування хвилеподібно/ напруги, який полягає в тому, що опорну напругу Е постійного струму перемножують на коефіцієнт передачі КПер чотириполюсника, змінюваний в часі під дією керуючого сигналу згідно з потрібним за також монотонно зі зміненням коефіцієнта передачі при першому перемноженні, але в протилежному напрямку, і результат повторного перемноження використовують як шукану хвилеподібну напругу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що з напруги, отриманої в результаті першого і/або другого перемноження, формують сигнал зворотного зв'язку, підсумовують його з напругою, яку перемножують, сумарний сигнал піддають вказаним операціям перемноження і, змінюючи величину коефіцієнта зворотного зв'язку та його знак, змінюють форму хвилеподібної напруги. 3. Спосіб за пп. 1-2, який відрізняється тим, що в моменти рівності нулю півхвилі формованої' напруги інвертують полярність опорної напруги або змінюють знак функції передачі тракту проходження хвилеподібної напруги. коном змінення хвилеподібної напруги. При цьому змінення вихідного сигналу чотириполюсника відбувається за законом змінення коефіцієнта передачі [Автоматизация производства и промышленная электроника. Энциклопедия в 4 тт. Гл. ред А.И. Берг и В.А. Трапезников. Т.2. М.: Советская энциклопедия, 1963, с. 486]. Змінення коефіцієнта передачі еквівалентно амплітудній модуляції опорного сигналу керуючим [Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Сов. Радио, 1964, с.436]. Класичним прикладом реалізації такого способу, який взято за аналог, є утворення напруги звукової частоти в схемі з вугільним мікрофоном, що живиться постійною напругою, під дією керуючого аналогового акустичного сигналу - коливань повітря. Спільною ознакою відомого способу-аналога і пропонованого є операція перемноження опорної напруги на керований зовнішнім сигналом коефіцієнт передачі чотириполюсника. СО со со о < D 10333 Причиною, що заважає досягненню бажаного лінійних потенціометрів з круговим переміщенням технічного результату в аналозі є те, що при неконтактів, що звужує номенклатуру придатних для змінній в часі опорній напрузі задача формування застосування елементів. хвилеподібної напруги на виході чотириполюсника В основу корисної моделі поставлена задача зводиться до задачі генерування такого ж по форудосконалити спосіб формування хвилеподібної мі керуючого сигналу, тому проблеми формування напруги шляхом спрощення закону змінення коепереносяться на керуючий сигнал. фіцієнта передачі чотириполюсника з розширенВдосконаленням вказаного вище способу фоням функціональних можливостей при зміненні рмування хвилеподібної напруги є ВІДОМИЙ спосіб, форми цієї напруги за рахунок введення нових вибраний за прототип, що зветься способом ступіпростих операцій та змінення режиму операції нчастої апроксимації [Мирский Г.Я. Электронные перемноження напруги, а також розширити номенизмерения. М.: Радио и связь, 1986. стр. 379; клатуру придатних до застосування чотириполюсСмеляков В.В. Цифровая измерительная аппараників з керованим коефіцієнтом передачі. тура инфранизких частот. М.: Энергия,1975, стр. Задача вирішується тим, що в способі форму87]. вання хвилеподібної напруги, основаному на пеЗгідно з цим способом вхідну опорну напругу ремноженні опорної напруги на керований коефіперемножують на коефіцієнт передачі чотирипоцієнт передачі чотириполюсника, змінюваний в люсника з керованим коефіцієнтом передачі і змімежах від нуля до скінченного значення, коефіцінюють коефіцієнт передачі ступінчасте від нуля до єнт передачі перемножаючого чотириполюсника кінцевого значення за законом синусоїди, викорисна протязі формованої півхвилі змінюють монотовуючи в якості чотириполюсника цифротонно, зокрема, лінійно, результат першого переаналоговий перетворювач (ЦАП), котрим керують множення додатково перемножують на коефіцієнт за допомогою цифрового сигналу, числове знапередачі чотириполюсника, змінюваний синхронно чення якого пропорційне значенню коефіцієнта і також монотонно зі зміненням коефіцієнта перепередачі в дискретні моменти часу, тобто стрибкодачі при першому перемноженні, але в протилежподібно змінюється за законом формованої хвиленому напрямку, і результат повторного перемноподібної (в прототипі - синусоїдальної) напруги. ження використовують в якості шуканої Функціональний код керуючого (модулюючого) хвилеподібної напруги. цифрового сигналу одержують шляхом перетвоТут і далі терміном "монотонно змінювана нарення лінійного коду, тобто коду, числове значенпруга " позначені як напруги з плавним зміненням, ня якого змінюється в часі лінійно. При цьому ветак і напруги зі ступінчастим зміненням зростання личина потрібної формованої напруги дорівнює чи спаду, сходинки яких значно менші за амплітуду добутку аналогової опорної напруги Е та коефіцієпівхвилі напруги, і тому при достатньо великій кінта передачі Кпєр. лькості сходинок ступінчасте змінення можна апЦифровий керуючий сигнал забезпечує стабіроксимувати плавною лінією, тобто обвідною цих льність частоти, а стабільність амплітуди визначасходинок. Це відноситься і до терміну "монотонний ється головним чином високою стабільністю опорзакон змінення " коефіцієнта передачі чотирипоної напруги. При достатньо великому числі люсника. часових дискретних інтервалів At, що припадають В Іншій формі способу з напруги, отриманої в на тривалість 7/2 півхвилі формованої напруги, і, результаті першого і/або другого перемноження, відповідно, при такому ж числі дискретних прироформують сигнал зворотного зв'язку, підсумовущень-сходинок напруги, отриману ступінчасту нають його з напругою, яку перемножають, сумарний пругу можна розглядати як потрібну хвилеподібну сигнал піддають вказаним операціям перемноженнапругу, яка співпадає з обвідною цих сходинок і ня і, змінюючи величину коефіцієнта зворотного спотворена деякою мірою високочастотною (з часзв'язку та його знак, змінюють форму хвилеподібтотою дискретизації) адитивною завадою. ної напруги. Спільною ознакою способу-прототип у і пропоКрім того, для формування двополярної нанованого способу є операція перемноження опорпруги в пропонованому способі в моменти рівності ної напруги на керований коефіцієнт передачі КПЄр, нулю півхвилі формованої напруги інвертують поякий за допомогою зовнішнього керуючого сигналу лярність первинної опорної напруги або змінюють змінюють в межах від нуля до скінченного значензнак функції передачі тракту проходження хвиленя. подібної напруги. Однак для формування хвилеподібної напруги Введення другої операції перемноження, змізгідно зі способом-прототипом потрібно змінювати нення коефіцієнтів передачі чотириполюсників в коефіцієнт передачі чотириполюсника в часі за часі монотонно і синхронно, але в протилежному законом формованої хвилеподібної напруги, а при напрямку при першому і другому перемноженні, регулюванні або оперативному зміненні форми забезпечує формування хвилеподібної напруги вказаної напруги необхідна операція змінення запри простоті реалізації, оскільки коефіцієнти перекону перетворення лінійного коду в функціональдачі можуть змінюватися за найпростішими законий код керуючого цифрового сигналу, тобто опенами, наприклад, лінійно або експоненційно. Форрація змінення кодової послідовності останнього. мування сигналу зворотного зв'язку і Це значно ускладнює апаратурну реалізацію спопідсумовування його з перемножуваною напругою собу, особливо зі збільшенням числа сходинок. в поєднанні зі зміненням в часі величини коефіцієКрім того, спосіб-прототип виключає можливість нта передачі чотириполюсника створює петльове використання інших типів, крім ЦАП, перемножупідсилення, що змінюється в часі (на відміну від вачів, наприклад, аналогових перемножувачів, звичайного зворотного зв'язку, що охоплює чоти риполюсник з постійним в часі коефіцієнтом передачі), і дає можливість шляхом змінення величини коефіцієнта зворотного зв'язку (тобто глибини зворотного зв'язку) і його знака змінювати закон змінення в часі коефіцієнта передачі і тим самим забезпечити генерацію різноманітних форм хвилеподібної напруги без операції змінення часового закону керуючих сигналів. Інвертування полярності первинної опорної" напруги в моменти рівності нулю півхвилі формованої напруги або переміна знака функції передачі тракту проходження хвилеподібної напруги викликає зміну полярності півхвиль і забезпечує формування двополярної змінної напруги. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де показані: на Фіг.1 - структурна схема пристрою, яка пояснює запропонований спосіб за п. 1 формули; на Фіг.2 - графіки коефіцієнтів передачі чотириполюсників; на Фіг.З - структурна схема пристрою зі зворотними зв'язками, яка пояснює запропонований спосіб за п. З формули; на Фіг.4 - графіки різноманітних півхвиль сформованої напруги. Суть запропонованого способу пояснюється за допомогою структурної схеми пристою (Фіг.1) при первинній опорній напрузі з постійним рівнем та при лінійному законі змінення керуючого сигналу і коефіцієнта передачі чотириполюсників - як найпростішої' форми монотоного змінення. Заявлений спосіб здійснюють таким чином. На опорний вхід лінійного чотириполюсника 1 з керованим коефіцієнтом передачі К п е р і подають первинну опорну напругу Е з постійним рівнем, наприклад, постійну напругу, і за допомогою першого керуючого сигналу Сигн 1, який подається на керуючий вхід чотириполюсника 1, змінюють коефіцієнт передачі чотириполюсника лінійно в часі. Нехай, наприклад, коефіцієнт передачі Knepi лінійного чотириполюсника 1 змінюється за законом зростаючої пили від 0 на початку часового інтервалу Т/2, визначаючого тривалість півхвилі формованої хвилеподібної напруги, до величини Кі в кінці цього інтервалу і далі миттєво спадає до 0 (Фіг.2,а): К = K — t = Kx пері 1 t т / 2 1 • ( 1 ) де х ^ відносний час. Первинну опорну напругу Е перемножують на коефіцієнт передачі Кперь отримуючи на виході чотириполюсника 1 імпульсну пилоподібну напругу U 1 =tK. 1 x. (2) Цю напругу, подавану на опорний вхід другого лінійного чотириполюсника 2, використовують в якості опорної напруги останнього і перемножують на його коефіцієнт передачі Кпер2, котрий за допомогою другого керуючого сигналу Сигн 2, що подається на керуючий вхід цього чотириполюсника, змінюють лінійно і синхронно зі зміненням коефіцієнта передачі КпЄрі при першому перемноженні, але в протилежному напрямку, тобто за законом зворотної (спадаючої) пили, від максимального 10333 значення Кг на початку інтервалу Т/2 до 0 в конці інтервалу (Фіг.2,а ): К пер2 Т/2 • (3) На виході чотириполюсника 2 вихідна напруга иВИх в результаті перемноження вхідної напруги Ui та коефіцієнта передачі КПЄр2 набуває вигляду: = ивик Е К-(К2х(1-х), ^ і являє собою параболічну півхвилю, сформовану в часовім інтервалі х=0-1 (t=0-T/2). Оскільки далі процеси періодично повторюються, то на кожнім інтервалі Т/2 формуються симетричні півхвилі параболи однієї полярності (Фіг.2,а). Ця напруга близька за формою до вихідної напруги двопівперіодного випрямляча змінної' синусоїдальної напруги. Такі ж параболічні півхвилі формуються і тоді, коли коефіцієнт передачі першого чотириполюсника 1 змінюють за законом зворотної пили, а коефіцієнт передачі другого чотириполюсника 2 змінюють за законом прямої пили (Фіг.2,б), або ж обидві величини описуються законом рівнобедреного трикутника, але зміщені відносно одна одної на час, рівний тривалості лінійного відрізка пили (Фіг.2,в). Якщо за первинну опорну напругу взяти двополярну змінну напругу постійної амплітуди, то будуть сформовані двополярні коливання з хвилеподібною обвідною, що подібні за формою коливанням на виході балансного модулятора. Такі коливання на відміну від коливань інфранизько'і частоти можна передавати на великі відстані через трансформатори, підвищуючи чи знижуючи напругу, і шляхом детектування та фільтрації виділяти модулюючу хвилеподібну напругу. Пропонований спосіб формування хвилеподібної напруги дозволяє шляхом додаткових простих операцій змінювати форму генерованих півхвиль, що пояснюється за допомогою структурної схеми пристрою, показаного на Фіг.З. Для цього за допомогою ланцюгів зворотного зв'язку 3, 4 та 5, з відповідними коефіцієнтами зворотного зв'язку т, 2та зформують сигнали зворотного зв'язку, підсумовують їх в суматорах 6 і 7 з відповідною опорною напругою Е та Ui і, подаючи належні сумарні сигнали на опорні входи чотириполюсників 1 і 2, перемножують їх відповідно на коефіцієнти передачі Кпері і КпеР2. Змінюючи величину коефіцієнта зворотного зв'язку і його знак, змінюють форму ПІВХВИЛІ напруги. В зв'язку з тим, що петльове підсилення hip змінюється в часі (на відміну від звичайного зворотного зв'язку, що охоплює чотириполюсник з постійним в часі коефіцієнтом передачі), вплив зворотного зв'язку змінюється на протязі формування ПІВХВИЛІ - і отже глибина зворотного зв'язку впливає на форму генерованої напруги. Крім того, закон змінення коефіцієнта передачі Кпер кола, охопленого зворотним зв'язком, впливає на характер регулювання форми півхвилі при змінюванні коефіцієнта зворотного зв'язку: якщо коефіцієнт КПЄр описується законом спадаючої пили, то вершина півхвилі зміщується ліворуч, при зміненні цього коефіцієнта за законом зростаючої пили вершина півхвилі зміщується праворуч. Позитивний зворот 10333 тить тільки непарні n-ї гармоніки, амплітуди котрих ний зв'язок, який охоплює увесь тракт проходженв п раз менші основної гармоніки. Коефіцієнт гарня хвилеподібної напруги, збільшує амплітуду півмонік такої напруги дорівнює приблизно 3,8%. хвилі, загострюючи вершину півхвилі, а негативний Використовуючи лише сигнал зворотного зв'язменшує амплітуду, сплощуючи вершину. зку, який формують за допомогою ланцюга звороФормули, які визначають часові закономірності тного зв'язку 5, що охоплює обидва чотириполюссформованих згідно з пропонованим способом ники, з позитивним петльовим підсиленням К р е півхвиль напруг для різних комбінацій ланцюгів при модулі петльового підсилення ККг рівному зворотного зв'язку (при коефіцієнтах передачі су0,7-0,9, генерують двополярну змінну напругу, яка маторів, рівних одиниці), наведені в таблиці. ще ближча до гармонічної: коефіцієнт гармонік не Для отримання деополярної змінно/ напруги перевищує 0,5%. згідно з п. З формули корисної моделі в моменти переходу через нуль сформованих півхвиль інверНа Фіг.4, а для порівняння показані у відносних тують знак первинної опорної' напруги або знак одиницях форми півхвиль напруги на виході чотипередавальної функції прямого кола Чергування риполюсника 2 при різних значеннях коефіцієнтів різнополярних півхвиль забезпечує отримання зворотного зв'язку: параболічна - ( •= г= з=О) та ( двополярноі змінної напруги. Напруга, яка складаінші форми, а також двополярна змінна напруга ється з різнополярних параболічних півхвиль, бли(Фіг.4,6). зька за формою до синусоїдальної напруги і місТаблиця Зворотний зв'язок 1 Закон змінених KneF 3 2 Кпер2 г- К-|і*2Х\1~Х) К1Х К 1( ,Х, К2(1-х) К2х 1 —р-|К.-|(і — X) К2(1-х) К^хО-х) 1-РгКгО-х) К.Х _ г К-|К.2Х(1 — X) , Кі(і-х) Кг

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for generating wavy voltage

Автори англійською

Bahatskyi Valentyn Oleksiiovych, Zhukov Ihor Anatoliiovych

Назва патенту російською

Способ формирования волнообразного напряжения

Автори російською

Багацкий Валентин Алексеевич, Жуков Игорь Анатольевич

МПК / Мітки

МПК: H03K 5/00, H03K 4/00

Мітки: напруги, хвилеподібної, формування, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-10333-sposib-formuvannya-khvilepodibno-naprugi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб формування хвилеподібної напруги</a>

Подібні патенти