PL85797B1 - - Google Patents

Description

Twórcy wynalazku: Jacek Korytkowski, Jerzy Harasimowicz, Jerzy Bujko Uprawniony z patentu: Ptrzemysliowy Instytut Automatyki i Pomiarów „Mera-Piap, Warszawa (Polska) Elektroniczny separator sygnalów analogowych Przedmioton wynalazki jest elektroniczny se¬ parator sygnalów analogowych, o duzej dokladno¬ sci; formowania* sygnalu wyjsciowego** zaleznego pniowo od, sygnalu wejsciowego* zapewniajacy gal- jwaniczne oddzielenie obwodów wejscia i wyjscia, .znajdujacy zastopowanie w ukladach automatyki analogowej, w których konieczne jest oddzielenie .obwodów przetworników Bomiarows&ch* odr czysci jCentralnej.

Stan techniki. W znanych ukladach separatorów sygnalów analogowych stosuier ,84% wzmacniacza magnetyczne o duzym ciezarze, spowodowanym koniecznoscia stosowania specjalnych rdzeni per- malojowych, o ograniczonej czestotliwosci roboczej napiecia zasilania. W ukladach wzmacniaczy mag- netyczno-tranzystorowych stosuje sie rdzenie per- malojowe o wymiarach mniejszych niz wymiary wzmacniaczy magnetycznych, jednak koniecznosc .zabezpieczenia rdzeni przed naprezeniami mecha¬ nicznymi, przez zalewanie ich zalewami elestycz- nymi, powoduje powstanie trudnosci wykonaw¬ czych. Znane separatory z modulacja i demodula- cja amplitudy i z transformatorami napieciowymi posiadaja rozbudowane wielotranzystorowe uklady modulacji i demodulacji oraz duze rdzenie tran¬ sformatorów napieciowych, od których wymaga sie bardzo malych prajdów magnesujacych i nie¬ znacznych impeidanicji szeregowych. Na/jlbairdiziej rozpowszechnione sa uklady separatorów z mo¬ dulacja amplitudy i demodulacja lub prostowa¬ lo 15 20 25 niem sygnalu. W tym przypadku wymagania stawiane rdzeniom transformatorów nie sa ostre.

Przedstawione uklady separatorów wymagaja jed¬ nak wymuszen pradowych na wejsciu. Wymuszenie pradowe jest zazwyczaj realizowane przez tran¬ zystor o ukladzie wspólnej bazy lub równowazny mu- uklad zlozony. Uklady te maja nieliniowa rezystancje wejsciowa i nie-moga byc stosowane dla sygnalów wejsciowych napieciowych. Dodat¬ kowa wada tych ukladów jest to, ze prad bazy tranzystora wejsciowego stanowi powazny sklad¬ nik bledu przetwarzania. Waznym zagadnieniem jest problem tlumienia zaklócajacych sygnalów przemóeininych powstajacych w Minii przesylowej.

Realizacja odpowiednio skutecznych obwodów fil¬ trujacych w omawianych separatorach jest nie¬ zwykle trudna i klopotliwa.

Istota wynalazku. Celem wynalazku jest polep¬ szenie parametrów ukladu separatora droga eli¬ minacji bledu wynikajacego z niepomijakiej war¬ tosci prajdiu iba^y tranizystora wejsciowego, wyelimi¬ nowanie nieMniowej rezystancji wejsciowej oraiz przystosowanie do pracy z napieciowymi i pra¬ dowymi sygnalami wejsciowymi, a takze umozli¬ wienie prostej realizacji ukladów zapewniajacych odpowiednie tlumienie przemiennego sygnalu za¬ klócajacego.

Cel ten osiagnieto dzieki temu, ze w separato¬ rze elektronicznym sygnalów analogowych, posia¬ dajacym wzmacniacz sygnalu wejsciowego, tranzy- 85 7973 stor bipolarny lub unipolarny, diodowy modula¬ tor amplitudy, rezystancyjny obwód ujemnego sprzezenia zwrotnego wzmacniacza oraz demodu¬ lujacy lub prostujacy czlon wyjsciowy, obwód wej¬ sciowy tranzystora zostal polaczony z wyjsciem wzmacniacza a szeregowo z kolektorem tranzysto¬ ra bipolarnego lub z drenem tranzystora unipo¬ larnego zostaly polaczone zaciski wejsciowe dio¬ dowego modulatora amplitudy oraz szeregowo zo¬ staly polaczone zaciski wejsciowe obwodu sprze¬ zenia zwrotnego wzmacniacza. Pozostale elementy ukladu: transformator i demodulujacy lub prostu¬ jacy czlon wyjsciowy zostaly polaczone kaskadowo do zacisków diodowego modulatora amplitudy.

Dzieki takiemu polaczeniu prad w pierwotnym " Uzwójenhi. transformatora jest pradem przemien- •fftyirn i prosfóokialtnjftn,, gdyz jest wyimiusizany pirzez i obwód kolektora lub drenu tranzystora, a kieru- < ne^ nia^cykiiiEziiiel zmieniany przez diodowy mo- Idulastor ampfttfidg*. 'Amplituda pradu jest dokladnie proporcjonalna do sygnalu wejsciowego, gdyz ob¬ wód uzwojenia pierwotnego transformatora jest poprzez modulator amplitudy, stanowiacy cykli¬ czny przelaicznik kieinunkiu, laczony szeregowo z obwodem ujemnego sprzezenia zwrotnego .wzmac¬ niacza wejsciowego. Uklad separatora wedlug wy¬ nalazku eliminuje calkowicie blad przetworzenia sygnalów, który w znanych ukladach wynika z niepomijalnej wartosci pradu bazy tranzystora wejsciowego. Zastosowanie filtru RC w obwodzie sprzezenia zwrotnego wzmacniacza umozliwia lat¬ wa realizacje tlumienia przemiennego sygnalu za¬ klócajacego pojawiajacego sie na wejsciu separa¬ tora.

Dokladnosc separatora przy sygnalach wolnozmien- nych, ze wzgledu na pomijalnosc bledów dynami¬ cznych wzmacniacza i diodowego modulatora am¬ plitudy, moze byc duza i zalezy glównie od wla¬ sciwosci zastosowanego transformatora a w szcze¬ gólnosci od wzglednej wartosci skladowej magne¬ sujacej pradu pierwotnego.

Objasnianie rysunku. Praedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladnie wykonania na rysun¬ ku, który przedstawia schemat separatora z tran¬ zystorem bipolarnym.

Przyklad wykonania. Separator elektroniczny po- 85 797 4 siada wzmacniacz wejsciowy I, do którego wyj¬ scia przylaczony jest tranzystor 2 bipolarny, ste¬ rowany w obwodzie emiter-baza, którego kolek¬ tor jest polaczony szeregowo z zaciskami wejscio- 5 wymi diodowego modulatora amplitudy 3 i szere¬ gowo z zaciskami wejsciowymi obwodu ujem¬ nego sprzezenia zwrotnego 5 wzmacniacza 1. Za¬ ciski wyjsciowe diodowego modulatora amplitudy 3 sa polaczone z uzwojeniem pierwotnym tran- io sformatora 4, który tworzy polaczenie kaskadowe a uikladem 6 fiarmowiania sygnalu wyjsciowego se¬ paratora. Wzmacniacz 1, sterowany róznica sygnalu wejsciowego i sygnalu ujemnego sprzezenia zwrot¬ nego, wysterowuje tranzystor 2, który,wswoim ob- 15 wodzie kolektorowym wymusza prad o cyklicznie przelaczanym kierunku przez diodowy modulator amplitudy 3 w uzwojeniu pierwotnym transforma¬ tora 4. Prad wymuszony w obwodzie kolektoro¬ wym tranzystora zamyka sie przez obwód ujem- 20 nego sprzezenia zwrotnego 5. Uzwojenie wtórne transformatora 4 wymusza, zgodnie z przebiegiem pradu pierwotnego, prostokatny przebieg czasowy pradu wtórnego, który jest derriodulowany lub prostowany w ukladzie 6 formowania sygnalu wyj- 25 sciowego separatora.