УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ РЕЗОНАНСНОЙ ЦЕПИ
RESIDUAL RESONANCE SUPPRESSION DEVICE OF RESONANT CIRCUIT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в резонансных цепях, для подавления остаточных шумовых колебаний, увеличения скорости переключения между режимами приема и передачи, увеличения скорости обмена цифровыми данными, увеличения отношения сигнал/шум в приемопередатчиках, увеличения дальности связи. Практическое применение, например, в приемопередатчиках детекторов пассивных ответчиков/транспондеров, позволяет существенно увеличить дальность и вероятность обнаружения.
Уровень техники
Из уровня техники известен патент США US 4059801, который относится к сложной, устаревшей и с 2010 г. не используемой радионавигационной системы наземного базирования Лоран-С, и нужен для предотвращения влияния внешних природных электромагнитных помех (например молнии) на контур антенны за счет снижения ее добротности в заданные моменты времени.
Известны изобретения по патентам SU 1709539 A1 (МПК H04B 1/10) "Устройство для подавления остаточных колебаний в резонансной цепи", его усовершенствованный вариант SU 1774461 (H03B 11/10), RU 1774461 "Устройство для подавления остаточных колебаний в резонансной цепи».
Устройства используются для подавления помех за счет снижения добротности контура, в нужные периоды времени, что приводит к ускорению затухания резонансных колебаний.
Устройство по патенту РФ №1774461 используется для формирования периодических радиоимпульсов, например в радиомаяках, которые можно пеленговать рамочной антенной для определения координат судна или самолета по нескольким маякам. Получаем именно радиоимпульсы (пачки импульсов), причем без затухающих промежуточных колебаний. На схему подается непрерывный синусоидальный сигнал, а антенна излучает периодические пачки импульсов, без «паразитных» затухающих колебаний, ухудшающих прием, все реализовано на простой пассивной и надежной элементной базе.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство по патенту РФП 1774461.
Устройство для подавления остаточных колебаний в резонансной цепи содержит источник 1 сигнала, последовательный контур 2, балластный резистор 3, диодный мост 4, резистор 5, конденсатор 6, двухполюсник 7, имеющий S-образную вольт-амперную характеристику, первый и второй дополнительные резисторы 8, 9, дополнительный конденсатор 10, тиристор 11. Дополнительный конденсатор 10, заряжаясь через резистор 5, создает дополнительную задержку, что дает возможность двухполюснику 7 включаться позже и переводить в открытое состояние тиристор 11, что позволяет более надежно подавить остаточные колебания при отсутствии сигнала на выходе источника 1.
К недостаткам известного устройства, взятого нами в качестве прототипа, является длительность подавления остаточных колебаний, судя по длительному пологому затухающему фронту огибающей. Для детектирования, например, пассивных транспондеров нужно более быстрое и глубокое подавление.
Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающее подавление остаточных колебаний резонансного контура цепи.
Технический результат заключается в том, что подавление остаточных колебаний резонансной цепи происходит значительно быстрее и в большей степени по сравнению с прототипом. Затухающий фронт огибающей сигнала зондирующего импульса текущего изобретения резко вертикальный, по сравнению с пологим фронтом прототипа.
У разработанного изобретения добротность резонансной цепи, при подавлении остаточных резонансных колебаний, не меняется. После отключения генератора колебаний, в заданный момент времени производится замыкание полюсов резонансной цепи через несколько взаимозависимых и синхронизированных электронных цепей, включаемых и отключаемых последовательно.
Таким образом, энергия остаточных колебаний резонансной цепи рассеивается гораздо быстрее.
Сущность изобретения.
Задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство подавления остаточных колебаний резонансной цепи, включающее генератор колебаний, подключенный к резонансной цепи, которая связана со схемой подавления остаточных колебаний резонансной цепи и потребителем резонанса. К схеме подавления остаточных колебаний резонансной цепи подключена схема синхронизации, которая подключена также к генератору колебаний.
Схема подавления остаточных колебаний устройства характеризуется наличием полупроводникового прибора с pn переходом, который подключен к ключевому элементу, осуществляющему замыкание полюсов резонансной цепи через упомянутый полупроводниковый прибор с pn переходом и к ключевому элементу с подключенной схемой формирования отрицательного напряжения смещения, обеспечивающей формирование отрицательного напряжения, равного падению напряжения на pn переходе полупроводникового прибора. Упомянутые ключевые элементы связаны со схемой синхронизации.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства подавления остаточных колебаний резонансной цепи, где 1 - генератор колебаний, 2 - резонансная цепь, 3 - схема синхронизации, реализованная, например, на микроконтроллере, 4 - потребитель резонанса, 5 - схема подавления остаточных колебаний резонансной цепи.
На фиг. 2 представлена блок-схема устройства подавления остаточных колебаний резонансной цепи, где представлены позиции, включенные в схему подавления остаточных колебаний резонансной цепи 5, где 6 - полупроводниковый прибор с pn переходом, блокирующий отрицательную полуволну напряжения резонансной цепи, 7 - ключевой элемент, к которому подключен полупроводниковый прибор с pn переходом 6. Ключевой элемент 7 осуществляет замыкание полюсов резонансной цепи через полупроводниковый прибор с pn переходом 6, 8 - ключевой элемент, к которому подключена схема формирования отрицательного напряжения смещения 9 и полупроводниковый прибор с pn переходом 6. Схема синхронизации 3 подключена к ключевым элементам 7 и 8, а также к генератору 1, 9 - схема обеспечивает формирование отрицательного напряжения смещения, равного падению напряжения на pn переходе полупроводникового прибора 6.
Фиг. 3 - график напряжения затухающих остаточных колебаний резонансной цепи с отключенным устройством подавления.
Фиг. 4 - график напряжения остаточных колебаний резонансной цепи последовательного резонансного контура с включенным устройством подавления.
Как видно из приведенных графиков, устройство подавления остаточных колебаний резонансной цепи позволяет максимально быстро и глубоко подавить паразитные (шумовые) остаточные колебания резонансной цепи.
Работа устройства.
Генератор колебаний 1, управляемый схемой синхронизации (например, микроконтроллером с программным кодом) 3, формирует нужное состояние резонансной цепи 2, синхронно с прекращением работы генератора колебаний 1, в определенный момент времени, через схему 5 подавления остаточных колебаний резонансной цепи, включающую полупроводниковый прибор 6 с pn переходом (например, диод), замыкается положительная полуволна напряжения резонансной цепи ключевым элементом 7 на заданное время, после его размыкания замыкается ключевой элемент 8, осуществляющий подключение схемы формирования отрицательного напряжения смещения 9, которая дополнительно подавляет остаточные колебания резонансной цепи 2. После размыкания ключевого элемента 8 подавление остаточных колебаний произведено.
Полупроводниковый прибор с pn переходом 6 защищает ключевые элементы 7 и 8 от отрицательного потенциала напряжения резонансной цепи 2.
Замыкание ключевых элементов 7 и 8 синхронизировано с работой генератора 1 и их включение/выключение происходит в определенный момент времени, в определенной очередности на заданное время после прекращения работы генератора.
Схема 5 производит подавление остаточных резонансных колебаний в резонансной цепи 2, для достижения нужного технического результата.
Непосредственно подавление остаточных колебаний в резонансной цепи производится путем извлечения энергии этих самых остаточных колебаний через замыкание полюсов резонансной цепи в определенный момент времени и на заданные интервалы времени. Таким образом, подавление остаточных колебаний резонансной цепи производится путем замыкания резонансной цепи.