CC BY
56
Том 117
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1963
ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСОВ С ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ
А. П. ЗАЙЦЕВ, А. И. ЗАЙЦЕВ
Предлагаемый новый способ деления частоты импульсов позволяет сравнительно просто получить импульсы напряжения или тока с регулируемой частотой повторения из переменного синусоидального напряжения нерегулируемой частоты. Большинство известных схем делителей частоты импульсов сложны, не позволяют получить большую выходную мощность в импульсе без применения дополнительных усилительных устройств, обладают ограниченным диапазоном изменения коэффициента деления частоты к. Описанная ниже схема свободна от указанных недостатков. Она позволяет деление частоты
в соотношении —, где / —исходная частота питающего напряжения, п
я—-любое целое число.
Плавное регулирование коэффициента деления осуществляется путем изменения постоянного задающего напряжения в цепи сетки тиратрона.
Делитель частоты представляет собой сочетание накопительной емкости с тиратронной ключевой схемой и построен на двух тиратронах (рис. 1). На анод работающего в ключевом режиме тиратрона Л2 подается от питающего источника переменное напряжение нерегулируемой частоты, а с катода снимаются импульсы напряжения или тока с регулируемой частотой. В исходном состоянии тиратрон Л2 закрыт отрицательным задающим напряжением £/3, приложенным к сопротивлению /?2 в цепи сетки Л2. Разрядный тиратрон Ли включенный параллельно накопительному конденсатору Сн, также закрыт отрицательным напряжением £/зап, приложенным к сопротивлению /?1 в цепи сетки Л}. С момента включения схемы (подачи синусоидального напряжения — Ц) на накопительный конденсатор Сн поступают импульсы напряжения с сопротивления /?3 через вентиль В и зарядное сопротивление /?зар. Характер заряда и разряда конденсатора Сн определяется постоянной времени заряда Т3 = /?зарСн и постоянной времени разряда Гр = /?рСн и показан на рис. 2. Напряжение ис на накопительном конденсаторе нарастает ступенчато и вычитается из задающего напряжения 1У3. Когда результирующее сеточное напряжение £/д = из —. С/с станет равным напряжению отпирания, тиратрон
Л-, зажигается (рис. 3). По сопротивлениям и /и-., потечет в течение одного полу периода ток, под действием которого создается на катоде Л., выходной импульс напряжения £/вых. На рис. 3 полупериоды. в течение которых тиратрон Л2 проводит ток, заштрихованы. Нагрузка может быть включена вместо сопротивления противление /?/.. подобрано таким образом, чтобы падение напряжении
Рис. 3.
на нем было равно или несколько больше напряжения £/3.|Г1. Когда проводит тиратрон Л2, в цепи сетки разрядного тиратрона Л1 действует разность напряжений изап — 11к ~ 0. Разрядный тиратрон открывается, и накопительный конденсатор быстро разряжается через Л{ и небольшое сопротивление ограничивающее ток через тиратрон
в допустимых пределах. После окончания проводящего полупериода 1])г — 0 тиратроны запираются. Накопительный конденсатор „отсчитывает" снова заданное количество импульсов, и описанный процесс повторяется. Изменяя величину задающего напряжения £/3, можно изменять в широких пределах количество „отсчитываемых" импульсов, а следовательно, и их частоту повторения.
Для того, чтобы обеспечить зажигание тиратрона Л2 в начале проводящего полупериода, зарядные импульсы, подаваемые на накопительный конденсатор, должны быть сдвинуты в сторону опережения по отношению к проводящим полупериодам анодного напряжения тиратрона Л2. Это достигается тем, что зарядные импульсы образуются путем однополупериодного выпрямления переменного напряжения ир„ сдвинутого по фазе по отношению к питающему напряжению с помощью фазосдвигающей цепочки
Диапазон изменения коэффициента деления частоты существенно зависит от амплитуды зарядных Импульсов и от соотношения постоянных времени Т3 и Гр. Чем больше амплитуда зарядных импульсов и чем меньше приращение напряжения на накопительном конденсаторе за промежуток времени между двумя соседними зарядными импульсами, тем больше диапазон изменения коэффициента деления частоты.
Для обеспечения линейной зависимости коэффициента деления частоты от задающего напряжения, необходимо, чтобы постоянные времени Т3 и 7"р были возможно больше, но между собой отличались незначительно.
К преимуществам описанной схемы следует отнести:
1. Достижение широкого диапазона регулирования частоты импульсов простыми средствами.
2. Получение импульсов с регулируемой частотой повторения непосредственно от источника переменного тока нерегулируемой частоты .
3. Возможность получения электрических импульсов большой мощности (порядка десятков и более киловатт) за счет применения управляемых вентилей.
Последнее обстоятельство позволяет применить данную схему в различных следящих системах с шаговыми двигателями, в системах импульсного регулирования скорости двигателей постоянного тока, а также во многих . других областях, где требуется регулирование частоты повторения импульсов.
Работа делителя частоты проверена экспериментально в лаборатории кафедры ЭПП Томского политехнического института. В качестве питающего переменного напряжения бралось напряжение сети промышленной частоты. Частота повторения импульсов плавно регулировалась в пределах 0 : 50 гц
Поступила в редакцию в- мае 1962 г.
12. П.ЧШ'СТИЯ ГПИ, том И/.
