Способ согласования выходного сопротивления генератора с изменяющейся во времени нелинейной нагрузкой

 

Использование: радиотехника, электротехника, устройства для высокочастотного индукционного нагрева. Сущность изобретения: способ согласования выходного сопротивления генератора с изменяющейся во времени нелинейной нагрузкой состоит в том, что одновременно измеряют амплитуды и фазы сигналов на входе и выходе согласующего четырехполюсника соответственно U₁ и U₂, φ₁ и φ₂ вычисляют значение комплексного сопротивления изменяющейся во времени нелинейной нагрузки и устанавливают скорректированные значения элементов, а матрицы согласующего четырехполюсника в соответствии с приведенными соотношениями. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, электротехнике и может использоваться в установках для высокочастотного индукционного нагрева.

Целью изобретения является повышение точности согласования.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации данного способа.

Устройство содержит генератор 1 согласующий четырехполюсник 2, нагрузку 3, амплифазометр 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, вычислитель 6 параметров, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, дешифратор 8, усилители 9-12, сервоустройства 13, 14, реле 15, 16, датчики 17, 18.

Амплифазометр включает в себя осциллограф и измеритель фазы, в качестве вычислителя 6 может быть использована шина ЭВМ. Емкости продольной и поперечной ветвей согласующего устройства 2 образованы параллельно подключенными переменным и дискретным конденсаторами.

Способ согласования выходного сопротивления генератора с изменяющейся во времени нелинейной нагрузкой может быть реализован следующим образом.

С помощью амплифазометра 4 измеряют амплитуду и фазу сигналов на входе и выходе согласующего четырехполюсника 2, соответственно U₁ и U₂ и ϕ₁ и ϕ₂. Датчики 17, 18 обеспечивают определение начальных значений элементов матрицы согласующего четырехполюсника 2. С помощью АЦП 5 и вычислителя 6 вычисляют значение комплексного сопротивления нагрузки 3.

= a₁₂/[/ -a₁₁] , где , - комплексные амплитуды сигналов соответственно на входе и выходе согласующего четырехполюсника 2; а₁₁, а₁₂ - начальные значения элементов матрицы согласующего четырехполюсника. С помощью вычислителя 6, ЦАП 7, дешифратора 8, усилителей 9, 10, сервоустройств 13, 15 и реле 14, 16 устанавливают а-параметры согласующего четырехполюсника 2 в соответствии с соотношением: = (a+a)/(Z·a+a₂₂) где - значение комплексного входного сопротивления согласующего четырехполюсника 2, которое известно и остается неизменным в процессе измерений.

а₁₁', a₁₂', a₂₁', a₂₂' - скорректированные значения элементов матрицы согласующего четырехполюсника 2. Изменение а-параметров согласующего четырехполюсника 2 осуществляется за счет изменения емкости продольной и поперечной ветвей. При этом сервоустройства 13, 14 обеспечивают требуемые значения соответствующих переменных конденсаторов продольной и поперечной ветвей, а реле 15, 16 подключают нужные дискретные емкости соответствующих продольных и поперечных ветвей. Датчики 17, 18 осуществляют контpоль за значениями а-параметров согласующего четырехполюсника 2. Для Г-образного четырехполюсника в случае, когда активная часть сопротивления нагрузки 3 больше выходного сопротивления генератора 1, элементы матрицы согласующего четырехполюсника 2 определяются следующим образом: a= 1+/ , a= , a= , где Z_c', Z' - характеристические сопротивления четырехполюсника 2; Z' = R_г - активная часть сопротивления генератора 1; Z' = R_н - активная часть сопротивления нагрузки.

Повышение точности согласования достигается за счет того, что осуществляется одновременное измерение активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления нагрузки, зависящей от амплитуды накачки, что и обеспечивает взаимно-однозначное соответствие между частотой накачки и комплексным сопротивлением нагрузки. (56) Патент США N 4699007, кл. Н 04 Н 7/40, 1987.

Формула изобретения

СПОСОБ СОГЛАСОВАНИЯ ВЫХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ВО ВРЕМЕНИ НЕЛИНЕЙНОЙ НАГРУЗКОЙ, включающий измерение амплитуд и фаз сигналов на входе и выходе согласующего четырехполюсника соответственно U₁ и U₂ и ϕ₁ и ϕ₂ и коррекцию начальных значений элементов матрицы согласующего четырехполюсника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности согласования, величины амплитуд и фаз сигналов на входе и выходе согласующего четырехполюсника соответственно U₁ и U₂ и ϕ₁ и ϕ₂ измеряют одновременно, затем вычисляют значение комплексного сопротивления Z¹ изменяющейся во времени нелинейной нагрузки из соотношения =
где a₁₁, a₁₂ - начальные значения элементов a-матрицы согласующего четырехполюсника;
/U₁/ и /U₂/ - модули измеренных значений амплитуд сигналов соответственно на входе и выходе согласующего четырехполюсника,
и устанавливают скорректированные значения элементов a-матрицы согласующего четырехполюсника в соответствии с соотношением
=
где - значение комплексного входного сопротивления согласующего четырехполюсника;
aʹ₁₁, aʹ₁₂, aʹ₂₁, aʹ₂₂ - значения элементов a-матрицы согласующего четырехполюсника.

РИСУНКИ

Рисунок 1