RU2488942C2 - Контактный модулятор электрического тока - Google Patents
Контактный модулятор электрического тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488942C2 RU2488942C2 RU2011134824/08A RU2011134824A RU2488942C2 RU 2488942 C2 RU2488942 C2 RU 2488942C2 RU 2011134824/08 A RU2011134824/08 A RU 2011134824/08A RU 2011134824 A RU2011134824 A RU 2011134824A RU 2488942 C2 RU2488942 C2 RU 2488942C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration transducer
- additional
- matching transformer
- vibration
- modulator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области усилительной техники и может быть использовано для модуляции слабых постоянных и инфранизкочастотных электрических токов и напряжений. Техническим результатом является уменьшение смещения и дрейфа нуля. Устройство содержит два вибропреобразователя, генератор переменного тока, согласующий трансформатор. При этом модуляция в устройстве осуществляется на удвоенной частоте. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области усилительной техники и может быть использовано для модуляции слабых постоянных и инфранизкочастотных электрических токов и напряжений в усилителях типа МДМ (модулято-демодулятор).
В высокочувствительных МДМ-усилителях преимущественное распространение получили контактные модуляторы, выполненные на основе поляризованных электромагнитных реле, называемых вибропреобразователями [1, 2].
Известен контактный модулятор электрического тока, содержащий: вибропреобразователь, контакты которого включены во входную цепь, генератор переменного тока, подключенный к обмотке возбуждения вибропреобразователя, и согласующий трасформатор, первичная обмотка которого включена во входную цепь, а вторичная - служит выходом модулятора [3].
Это устройство принято нами за прототип.
Схема известного устройства показана на фиг.1, а.
На схеме обозначено: 1 - источник входного сигнала - постоянного напряжения U0; 2 - вибропреобразователь; 3 - генератор переменного тока; 4 - согласующий трансформатор.
Известное устройство работает следующим образом. Протекающий по обмотке возбуждения вибропреобразователя переменный ток i(t)=Imsinωt, где Im - амплитуда и ω - круговая частота, создавая магнитное поле периодически замыкает подвижный контакт вибропреобразователя с его верхним или нижним неподвижными контактами, благодаря чему и осуществляется процесс модуляции. Импульсы модулированного тока поочередно протекают по верхней и нижней секциям первичной обмотки согласующего трасформатора, и в его вторичной обмотке наводится выходное напряжение uвых(t).
На фиг.1, б приведены графики, поясняющие работу известного устройства. Здесь изображены (сверху вниз): график синусоидального тока, протекающего по обмотке возбуждения вибропреобразователя; график импульсов выходного модулированного напряжения uвых(t), фазовый угол α импульсов обусловлен конечным временем переключения подвижного контакта вибропреобразователя с одного неподвижного контакта на другой.
При одинаковой длительности τ=π-2α положительного и отрицательного импульсов выходного напряжения (что обеспечивается балансировкой вибропреобразователя) спектр напряжения содержит основную частоту (первую гармонику) и высшие нечетные гармоники. Для дальнейшего усиления обычно используют напряжение основной частоты uвых.1(t)=Um1sin(ωt+φ1), где φ1 - начальная фаза.
Недостатком известного устройства является то, что выходной сигнал и подводимый к нему ток возбуждения имеют одну и ту же частоту. Несмотря на ряд принимаемых мер, часть энергии из цепи возбуждения неминуемо проникает во входную цепь, что приводит к смещению и дрейфу нуля устройства. Уровень смещения и дрейфа нуля (временного и температурного) ограничивает возможности известного устройства при усилении очень малых токов и напряжений.
Целью предлагаемого изобретения является осуществление модуляции на удвоенной частоте для уменьшения смещений и дрейфов нуля устройств - контактных модуляторов.
Эта цель достигается тем, что заявляемое устройство снабжено дополнительным вибропреобразователем, идентичным основному, а генератор возбуждения имеет дополнительный выход со сдвигом фазы тока, равным 90°, к этому выходу подключена обмотка возбуждения дополнительного вибропреобразователя; при этом контактные группы обоих вибропреобразователей включены во входную цепь последовательно и образуют две параллельные линии коммутации входного тока, соединенные с первичной обмоткой согласующего трасформатора.
Схема заявляемого устройства показана на фиг.2, а.
На схеме обозначено: 1 - источник входного сигнала - постоянного напряжения U0; 2, 3 - основной и дополнительный вибропреобразователи соответственно; 4 - генератор переменного тока с основным и дополнительным выходом; 5 - согласующий трансформатор.
Завляемое устройство работает следующим образом. Протекающие по обмоткам возбуждения обоих преобразователей токи i1'(t)=Imsinωt и i2''(t)=Imcosωt, так же как и в устройстве-прототипе, замыкают подвижный и неподвижные контакты на время, равное τ1=π-2α. Однако имепульсы модулированного тока имеют длительность τ2=π/2-2α, поскольку появляются лишь в промежутки времени, когда верхние или нижние контакты основного и дополнительного вибропреобразователей замкнуты одновременно. Эти импульсы появляются дважды за один период тока возбуждения. Спектр такой последовательности импульсов содержит: постоянную составляющую, удвоенную частоту (вторую гармонику) и высшие четные гармоники. Поскольку наибольший «вес» в модулированном токе имеет удвоенная частота, то ее и целесообразно использовать в качестве выходного сигнала uвых.2(t)=Um2sin(2ωt+φ2), где φ2 - начальная фаза.
На фиг.2, б приведены графики, поясняющие работу заявляемого устройства. На верхнем графике показаны кривые токов возбуждения i1'(t) и i2''(t), протекающих по обмоткам возбуждения основного и дополнительного вибропреобразователей соответственно. На средних графиках изображены функции проводимости верхней yB(t) и нижней yH(t) линий коммутации входного тока. Видно, что высокую проводимость эти линии имеют лишь в промежутки времени τ2=π/2-2α, когда подвижные и неподвижные конаткты обоих вибропреобразователей замкнуты одновременно. Для верхней линии этот момент наступает при положительных полуволнах токов возбуждения, для нижней линии - при отрицательных. Наконец, на нижнем графике показаны импульсы модулированного тока i0(t), поступающие в первичную обмотку согласующего трансформатора.
Для выделения выходного сигнала uвых.2(t)=Um2sin(2ωt+φ2) вторичную мотку согласующего трансформатора целесообразно настроить в резонанс на частоту 2ω.
Преимущество заявляемого устройства по сравнению с прототипом заключается в том, что, выделяя сигнал удвоенной частоты, можно легко отфильтроваться от помехи основной частоты, создаваемой цепью возбуждения. Эта фильтрация обеспечивается не только за счет настройки в резонанс на частоту 2ω вторичной обмотки согласующего трансформатора, но главным образом благодаря использованию в процессе дальнейшего усиления двухтактного избирательного усилителя и синхронного детектора, также настроенных на частоту 2ω. В результате подавление помехи с основной частотой ω будет столь сильным, что она уже не сможет вызывать смещение и дрейф нуля заявляемого устройства.
Конечно, из-за несовершенства реальных генераторов в токе возбуждения обычно присутствует и составляющая удвоенной частоты. Оценим ее уровень в 1-2% от уровня тока основной частоты (в действительности в двухтактных генераторах этот уровень значительно ниже). Тогда, при прочих равных условиях (одинаковой балансировке и внутренней экранировке вибропреобразователей) получим смещение и дрейф нуля заявляемого устройства примерно в 50 раз меньший, чем наблюдается в устройстве-прототипе.
К достоинствам заявляемого устройства относится и то, что в нем могут быть использованы готовые узлы и элементы. К ним прежде всего следует отнести сами вибропреобразователи, давно хорошо отработанные конструктивно и серийно выпускаемые промышленностью как у нас в стране, так и за рубежом [3]. Из смежной области техники [4] могут быть заимствованы и элементы электроники - двухтактные генераторы с низким уровнем содержания четных гармоник, двухтактные избирательные усилители и синхронные детекторы.
Заявляемое устройство найдет применение в высокочувствительных МДМ-усилителях постоянного и инфранизкочастотного напряжений нано- и пиковольтового диапазонов.
Литература
1. Шляндин В.М. Основы автоматики. - М-Л.: Госэнергоиздат, 1958. - 592 с.
2. Измерительные преобразователи постоянного тока. Под ред. к.т.н. Синицкого Л.А. - Киев, Физ.-Мех. Институт, 1965. - 375.
3. Калинчук Б.А., Пичугин О.А. Модуляторы малых сигналов. - Л.: Энергия. Ленинградское отделение, 1980. - 200 с.
4. Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1986. - 188 с.
Claims (1)
- Контактный модулятор электрического тока, содержащий вибропреобразователь, выполненный на основе поляризованного электромагнитного реле, генератор переменного тока, подключенный к обмотке возбуждения вибропреобразователя, и согласующий трансформатор, отличающийся тем, что, с целью осуществления модуляции на удвоенной частоте для уменьшения смещения и дрейфа нуля, он снабжен дополнительным вибропреобразователем, идентичным основному, а генератор имеет дополнительный выход со сдвигом фазы переменного тока, равным 90°, к этому выходу подключена обмотка возбуждения дополнительного вибропреобразователя; при этом контактные группы обоих вибропреобразователей включены во входную цепь модулятора последовательно и образуют две параллельные линии коммутации входного тока, соединенные с первичной обмоткой согласующего трансформатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134824/08A RU2488942C2 (ru) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Контактный модулятор электрического тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134824/08A RU2488942C2 (ru) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Контактный модулятор электрического тока |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011134824A RU2011134824A (ru) | 2013-02-20 |
RU2488942C2 true RU2488942C2 (ru) | 2013-07-27 |
Family
ID=49119857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134824/08A RU2488942C2 (ru) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Контактный модулятор электрического тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488942C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1614110A1 (ru) * | 1988-06-20 | 1990-12-15 | Предприятие П/Я В-2962 | Фазоимпульсный модул тор |
RU2013859C1 (ru) * | 1991-07-05 | 1994-05-30 | Владимир Александрович Александров | Двухтактный фазоимпульсный модулятор |
US6970051B2 (en) * | 2003-12-08 | 2005-11-29 | Harris Corporation | Pulse width modulator circuit having negative bias |
JP2006020109A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Nec Electronics Corp | パルス幅変調回路 |
-
2011
- 2011-08-10 RU RU2011134824/08A patent/RU2488942C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1614110A1 (ru) * | 1988-06-20 | 1990-12-15 | Предприятие П/Я В-2962 | Фазоимпульсный модул тор |
RU2013859C1 (ru) * | 1991-07-05 | 1994-05-30 | Владимир Александрович Александров | Двухтактный фазоимпульсный модулятор |
US6970051B2 (en) * | 2003-12-08 | 2005-11-29 | Harris Corporation | Pulse width modulator circuit having negative bias |
JP2006020109A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Nec Electronics Corp | パルス幅変調回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011134824A (ru) | 2013-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Frequency-response characteristics and error estimation in RMS measurement | |
CN110824229B (zh) | 一种单磁芯多绕组磁平衡式电流检测装置 | |
CN111044769A (zh) | 一种积分式剩余电流测量的方法和集成*** | |
RU2488942C2 (ru) | Контактный модулятор электрического тока | |
CN105353190A (zh) | 一种低纹波磁调制电流传感器 | |
Li et al. | Design of closed-loop detection system for optical voltage sensors based on Pockels effect | |
CN102576058A (zh) | 磁通门传感器的功率优化控制 | |
RU2010108012A (ru) | Устройство для экспресс-испытания изделий из листовой электротехнической стали | |
CN204008813U (zh) | 一种磁调制式电流互感器 | |
WO2022124412A1 (ja) | 回転検出器の制御装置 | |
Liren et al. | Design and simulation of DC current comparator demodulation circuit | |
Zhou et al. | Research on output characteristics of magnetic modulator detection winding | |
CN108196159A (zh) | 一种直流漏电流检测装置 | |
RU2490782C2 (ru) | Контактный модулятор тока | |
RU2500065C2 (ru) | Модулятор на моп-транзисторах | |
RU2675405C1 (ru) | Способ косвенного измерения при помощи дифференциального датчика и устройство для его реализации | |
JP4607776B2 (ja) | 可変容量回路および電圧測定装置 | |
JP2016109435A (ja) | 電圧検出装置 | |
Liu et al. | A novel method for measuring current derivative signal with closed loop hall-effect current sensor | |
JP2020159738A (ja) | フラックスゲート磁界センサ | |
RU2013123328A (ru) | Устройство двухпараметрового контроля толщины электропроводных покрытий | |
JP5557181B2 (ja) | 同期検波回路、フラックスゲートセンサ、及びfm復調装置 | |
RU2817670C2 (ru) | Способ выявления отраженного сигнала от мишени в индукционном резонансном металлоискателе, при наличии влияния дестабилизирующих факторов, в процессе поиска и обнаружения ее, устройство, его реализующее | |
RU2768205C9 (ru) | Способ выявления отраженного сигнала от мишени в индукционном, резонансном металлоискателе, при наличии влияния дестабилизирующих факторов, в процессе поиска и обнаружения ее, устройство, его реализующее (варианты) | |
RU2768205C2 (ru) | Способ выявления отраженного сигнала от мишени в индукционном, резонансном металлоикателе, при наличии влияния дестабилизирующих факторов, в процессе поиска и обнаружения ее, устройство, его реализующее (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180811 |