RU2776256C1

RU2776256C1 - Repeater of alternating and direct voltage signal

Info

Publication number: RU2776256C1
Application number: RU2022101402A
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Антонов
Original assignee: Сергей Иванович Антонов
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2022-07-15

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, and it is based on energy conversion by a pulse width modulation (PWM) method. A repeater of an alternating and direct voltage signal contains a signal source with input terminals XS1.1 and XS1.2, a polarity shaper DA2.1, operational amplifiers DA1.1 and DA1.2, positive A2 and negative A3 switches, an interference suppression filter, an active resistor, a transformer with primary 1 and secondary 2 and 3 windings, and a microcircuit IC1. The microcircuit IC1 is connected to a resistor R7 and a capacitor C48, pulses from which come to the amplifier through power transistors VT1-VT4. Transistors VT1-VT4 are connected to primary winding 1 of the transformer T1. The signal source is connected to the polarity shaper DA2.1, which generates positive or negative voltage at an output. At positive voltage, the positive switch A2 is opened, and energy rectified from secondary winding 2 of the transformer T1 comes to smoothing capacitors C17, C18, C19. At negative voltage at the input terminal XS1.1 of the signal source, at an output of the polarity shaper DA2.1, negative voltage is generated, which closes the positive switch, and opens the negative switch, and energy in secondary winding 3 of the transformer T1 comes to smoothing capacitors C17, C18, C19. When supplying alternating voltage at the input of terminals XS1.1-XS1.2 of the power source, the active resistor is included in the operation.

EFFECT: capability of repeating any form and frequency of an input channel at an output, including positive or negative voltage, which allows for intensification of sound frequency signals.

6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и основано на преобразовании энергии посредством метода широтно-импульсной модуляции (ШИМ).The invention relates to electrical engineering and is based on the conversion of energy through the method of pulse width modulation (PWM).

Преимущественная область использования - радиоэлектронные устройства, такие как инверторы, генераторы сигналов любой формы, преобразователи частоты, усилители мощности звуковой частоты, приводы двигателей, источники бесперебойного питания (ИБП) с чистым синусом, источники переменного или постоянного напряжения, в том числе лабораторные, зарядные устройства, совмещенные устройства «Все в одном», такие как сварочник-инвертер-ИБП-источник постоянного тока - зарядное устройство.The predominant area of use is electronic devices, such as inverters, signal generators of any form, frequency converters, audio frequency power amplifiers, motor drives, uninterruptible power supplies (UPS) with pure sine, AC or DC voltage sources, including laboratory ones, chargers , all-in-one combo devices such as welder-inverter-UPS-DC power supply-charger.

Из уровня техники известен усилитель с электродинамическим преобразователем на выходе и с положительной обратной связью по току, при этом с целью уменьшения неравномерности частотной характеристики, цепь положительной обратной связи образована соединением эмиттера предоконечного каскада со средней точкой делителя, составленного из катушки преобразователя и последовательно соединенных индуктивности и активного резистора, величина сопротивления которых составляет равные части эквивалентных параметров катушки преобразователя (SU 472439 А1, опубл. 30.05.1975).From the prior art, an amplifier with an electrodynamic converter at the output and with positive current feedback is known, while in order to reduce the unevenness of the frequency response, the positive feedback circuit is formed by connecting the emitter of the pre-terminal stage with the midpoint of the divider, composed of the converter coil and series-connected inductors and active resistor, the resistance value of which is equal parts of the equivalent parameters of the converter coil (SU 472439 A1, publ. 05/30/1975).

Из источника SU 1561171 А1, опубл. 30.04.1990, известен источник питания с бестрансформаторным входом, содержащий последовательно соединенные с входными выводами сетевой выпрямитель с реактивным элементом, параметрический стабилизатор, преобразователь постоянного напряжения в высокочастотное напряжение переменного тока, с гальванически разделенным выходом, а также высокочастотный выпрямитель дополнительного параметрического стабилизатора, подключенный к выходным выводам, причем с целью повышения эксплуатационной электробезопасности, в него введены два защитно-разделительных конденсатора, импульсный трансформатор, первичная обмотка которого через защитно-разделительные конденсаторы соединена с гальванически развязанным выходом преобразователя постоянного напряжения в высокочастотное напряжение переменного тока, а вторичная обмотка - с входом высокочастотного выпрямителя с дополнительным параметрическим стабилизатором.From the source SU 1561171 A1, publ. 04/30/1990, a power supply with a transformerless input is known, containing a mains rectifier with a reactive element connected in series with the input terminals, a parametric stabilizer, a DC voltage converter into a high-frequency AC voltage, with a galvanically separated output, as well as a high-frequency rectifier of an additional parametric stabilizer connected to output terminals, and in order to increase operational electrical safety, two protective-separating capacitors are introduced into it, a pulse transformer, the primary winding of which, through protective-separating capacitors, is connected to the galvanically isolated output of the DC-to-high-frequency AC voltage converter, and the secondary winding is connected to the input high-frequency rectifier with an additional parametric stabilizer.

В качестве наиболее близкого аналога выбран стабилизированный преобразователь напряжения с цифровыми микросхемами, известный из документа RU 2014713 C1, опубл. 15.06.1994.As the closest analogue, a stabilized voltage converter with digital microcircuits, known from document RU 2014713 C1, publ. 06/15/1994.

Стабилизированный преобразователь напряжения с цифровыми микросхемами содержит генератор прямоугольного напряжения с противофазными выходами, двухтактный усилитель мощности с первым и вторым транзисторами, узел для исключения сквозных токов, устройство стабилизации, источник питания микросхем и выходной трансформатор, начало и конец первичной обмотки которого подключены к коллекторам соответственно первого и второго транзисторов усилителя мощности, вторичная обмотка подключена через выпрямитель к выходу преобразователя, а дополнительная обмотка трансформатора со средним выводом крайними выводами подключена к узлу для исключения сквозных токов, отличающийся тем, что с целью повышения КПД и получения нескольких стабильных напряжений, в него введены первый и второй буферные элементы с открытым коллектором, входы этих элементов подключены к выходам генератора прямоугольных напряжений, а выходы через первый и второй токоограничивающие резисторы - к базам соответственно первого и второго p-n-p-транзисторов усилителя мощности, узел для исключения сквозных токов выполнен на третьем и четвертом p-n-p-транзисторах, эмиттеры всех четырех транзисторов соединены со средним выводом дополнительной обмотки выходного трансформатора и с выходным выводом положительной полярности источника для питания микросхем, база третьего транзистора через третий и четвертый резисторы подключена соответственно к началу дополнительной обмотки выходного трансформатора и к выходу второго буферного элемента, база четвертого транзистора через пятый и шестой резисторы - соответственно к концу дополнительной обмотки и к выходу первого буферного элемента, коллекторы третьего и четвертого транзисторов соединены с базами первого и второго транзисторов усилителя мощности, выход устройства стабилизации, который выполнен в виде регулируемого формирователя напряжения отрицательной полярности, подключен к среднему выводу первичной обмотки выходного трансформатора, а вторичная обмотка этого трансформатора снабжена отводами, подключенными к выпрямителям сообразно числу требуемых выходных напряжений, и выход одного из выпрямителей по цепи обратной связи подключен к управляющему входу устройства стабилизации. RU 2014713 C1, 15.06.1994.A stabilized voltage converter with digital microcircuits contains a square-wave generator with antiphase outputs, a push-pull power amplifier with the first and second transistors, a unit for eliminating through currents, a stabilization device, a microcircuit power source and an output transformer, the beginning and end of the primary winding of which are connected to the collectors, respectively, of the first and the second transistors of the power amplifier, the secondary winding is connected through a rectifier to the output of the converter, and the additional winding of the transformer with the middle output is connected to the node by the extreme terminals to exclude through currents, characterized in that in order to increase efficiency and obtain several stable voltages, the first and the second open-collector buffer elements, the inputs of these elements are connected to the outputs of the rectangular voltage generator, and the outputs through the first and second current-limiting resistors are connected to the bases of the first and second p-n, respectively -p-transistors of the power amplifier, the node for eliminating through currents is made on the third and fourth p-n-p-transistors, the emitters of all four transistors are connected to the middle terminal of the additional winding of the output transformer and to the output terminal of the positive polarity of the source for powering microcircuits, the base of the third transistor through the third and the fourth resistor is connected respectively to the beginning of the additional winding of the output transformer and to the output of the second buffer element, the base of the fourth transistor through the fifth and sixth resistors - respectively to the end of the additional winding and to the output of the first buffer element, the collectors of the third and fourth transistors are connected to the bases of the first and second transistors power amplifier, the output of the stabilization device, which is made in the form of an adjustable voltage driver of negative polarity, is connected to the middle terminal of the primary winding of the output transformer, and the secondary winding of this transformer is equipped with taps connected to the rectifiers according to the number of required output voltages, and the output of one of the rectifiers through the feedback circuit is connected to the control input of the stabilization device. RU 2014713 C1, 06/15/1994.

Технической проблемой является отсутствие возможности придать необходимую форму выходного сигнала при различных режимах работы.The technical problem is the inability to give the desired shape of the output signal in different operating modes.

Технический результат заявленного изобретения заключается в его способности повторять на выходе любую форму и частоту входного сигнала, в том числе положительное или отрицательное напряжение, что позволяет усилить сигналы звуковой частоты.The technical result of the claimed invention lies in its ability to repeat at the output any shape and frequency of the input signal, including positive or negative voltage, which makes it possible to amplify audio frequency signals.

Технический результат достигается при реализации повторителя сигнала переменного и постоянного напряжения, характеризуемый тем, что содержит источник сигнала с входными клеммами XS1.1 и XS1.2, формирователь полярности DA2.1, операционные усилители DA1.1 и DA1.2, положительный А2 и отрицательный А3 ключи, фильтр подавления помех, активный резистор, трансформатор с первичной 1 и вторичными 2 и 3 обмотками и микросхему IC1, соединенную с резистором R7 и конденсатором C48, импульсы с которых поступают на усилитель, через силовые транзисторы VT1-VT4, которые подключены к первичной обмотке 1 трансформатора Т1, при этом источник сигнала соединен через входную клемму XS1.1 и резистор R116 с формирователем полярности DA2.1, который формирует на выходе положительное либо отрицательное напряжение, при положительном напряжении открывается положительный ключ А2 и энергия, выпрямленная со вторичной обмотки 2 трансформатора Т1, поступит на сглаживающие конденсаторы С17, С18, С19, причем полученное напряжение на сглаживающих конденсаторах С17, С18 и С19 выпрямляется диодным мостом VDS3 и поступает на не инвертирующий вход 3 операционного усилителя DA1.1, служащий цепью обратной связи, образованной резисторами R115, R100, R101, R102, R103, при превышении напряжения на инвертирующем входе 2 операционного усилителя DA1.1 на выходе 1 операционного усилителя DA1.1 сформируется положительное напряжение, которое через резистор R104 и диод VD6 поступает на вход 4 микросхемы IC1, при отрицательном напряжении на входной клемме XS1.1 и положительном на входной клемме XS1.2 источника сигнала на выходе формирователя полярности DA2.1 формируется отрицательное напряжение, которое закроет положительный ключ А2, а отрицательный ключ А3 откроет, и энергия со вторичной обмотки 3 трансформатора Т1 поступит на сглаживающие конденсаторы С17, С18, С19, при переменном напряжении на входе клемм XS1.1- XS1.2 источника питания, включается в работу активный резистор.The technical result is achieved by implementing an AC and DC voltage signal repeater, characterized by the fact that it contains a signal source with input terminals XS1.1 and XS1.2, a polarity shaper DA2.1, operational amplifiers DA1.1 and DA1.2, positive A2 and negative A3 keys, a noise suppression filter, an active resistor, a transformer with primary 1 and secondary 2 and 3 windings and an IC1 chip connected to resistor R7 and capacitor C48, the pulses from which are fed to the amplifier through power transistors VT1-VT4, which are connected to the primary winding 1 of the transformer T1, while the signal source is connected through the input terminal XS1.1 and the resistor R116 with the polarity shaper DA2.1, which generates a positive or negative voltage at the output, with a positive voltage, the positive key A2 opens and the energy rectified from the secondary winding 2 transformer T1, will go to smoothing capacitors C17, C18, C19, and received on the voltage on the smoothing capacitors C17, C18 and C19 is rectified by the diode bridge VDS3 and fed to the non-inverting input 3 of the operational amplifier DA1.1, which serves as a feedback circuit formed by resistors R115, R100, R101, R102, R103, when the voltage at the inverting input 2 is exceeded of the operational amplifier DA1.1 at output 1 of the operational amplifier DA1.1, a positive voltage is generated, which, through the resistor R104 and the diode VD6, is supplied to the input 4 of the IC1 chip, with a negative voltage at the input terminal XS1.1 and a positive voltage at the input terminal XS1.2 of the signal source a negative voltage is formed at the output of the polarity shaper DA2.1, which will close the positive switch A2, and the negative switch A3 will open, and the energy from the secondary winding 3 of the transformer T1 will go to smoothing capacitors C17, C18, C19, with an alternating voltage at the input of terminals XS1.1 - XS1.2 power supply, the active resistor is switched on.

Нагрузка подключается к сглаживающим конденсаторам через фильтр подавления помех.The load is connected to the smoothing capacitors through a noise suppression filter.

Резистор R101 является переменным резистором для подстройки выходного напряжения.Resistor R101 is a variable resistor for adjusting the output voltage.

Сигнал обратной связи, поступающий на инвертирующий вход 2 операционного усилителя DA1.1 поступает с источника сигнала через диодный мост VDS5 и резистор R114 для стабилизации выходного напряжения преобразователя любой полярности и формы.The feedback signal coming to the inverting input 2 of the DA1.1 operational amplifier comes from the signal source through the VDS5 diode bridge and the R114 resistor to stabilize the output voltage of the converter of any polarity and shape.

Для придания формы выходного сигнала участвует активный резистор (VDS3, R106, VT20, DA1.2).An active resistor (VDS3, R106, VT20, DA1.2) is used to shape the output signal.

Повторитель сигнала переменного и постоянного напряжения способен менять полярность постоянного напряжения на выходе, а также повторять и усиливать переменное напряжение любой формы.The ac and dc voltage signal repeater is capable of reversing the polarity of the dc voltage at the output, as well as repeating and amplifying ac voltage of any form.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема повторителя сигнала переменного и постоянного напряжения; на фиг.2 функциональная схема повторителя сигнала переменного и постоянного напряжения.Figure 1 shows a circuit diagram of the signal repeater AC and DC voltage; figure 2 is a functional diagram of the signal repeater AC and DC voltage.

Принцип работы повторителя сигнала переменного и постоянного напряжения основан на преобразовании энергии посредством метода широтно-импульсной модуляции (ШИМ).The principle of operation of the signal repeater of AC and DC voltage is based on the conversion of energy through the method of pulse-width modulation (PWM).

На фиг.1, представлена принципиальная электрическая схема повторителя сигнала переменного и постоянного напряжения, на которой в качестве контроллера ШИМ используется микросхема IC1 (LM2596T). На выводе 2 этой микросхемы формируются прямоугольные импульсы, которые через резистор R7 и конденсатор C48 поступают на усилитель, собранный на транзисторах VT18 и VT19. Усиленные по току прямоугольные импульсы служат для управления силовыми транзисторами VT1-VT4 подключенные к первичной обмотке 1 трансформатора Т1. Энергия, преобразованная с трансформатора Т1, снимается со вторичных обмоток 2 и 3, причем с обмотки 2 снимается положительные импульсы, а с обмотки 3 - отрицательные. Положительные импульсы тока выпрямляются диодом VD7, конденсатором C13, положительным ключом A2, а отрицательные диодом VD8, конденсатором C14, отрицательным ключом A3.Figure 1 shows a circuit diagram of an AC/DC signal repeater using IC1 (LM2596T) as a PWM controller. At pin 2 of this microcircuit, rectangular pulses are formed, which are fed through resistor R7 and capacitor C48 to an amplifier assembled on transistors VT18 and VT19. Current-amplified rectangular pulses are used to control power transistors VT1-VT4 connected to the primary winding 1 of the transformer T1. The energy converted from the transformer T1 is taken from the secondary windings 2 and 3, and positive pulses are taken from winding 2, and negative pulses from winding 3. Positive current pulses are rectified by diode VD7, capacitor C13, positive switch A2, and negative ones by diode VD8, capacitor C14, negative switch A3.

В зависимости от поступающего внешнего сигнала на клемму XS1 источника сигнала, формирователь полярности DA2.1 формирует на выходе положительное либо отрицательное напряжение, это напряжение усиливается транзисторами VT21 и VT22 и включает светодиод оптопар U1.1 и U2.1. Фототранзистор положительной оптопары U1.2 открывается при положительном напряжении формируемым формирователем полярности DA2.1, а фототранзистор отрицательной оптопары U2.1 открывается при отрицательном напряжении.Depending on the incoming external signal to the XS1 terminal of the signal source, the polarity shaper DA2.1 generates a positive or negative voltage at the output, this voltage is amplified by the transistors VT21 and VT22 and turns on the LED of the optocouplers U1.1 and U2.1. The phototransistor of the positive optocoupler U1.2 opens at a positive voltage formed by the polarity shaper DA2.1, and the phototransistor of the negative optocoupler U2.1 opens at a negative voltage.

A2 и A3 являются ключами открывающимися оптопарой, для положительного ключа А2 собранного на транзисторах VT27, VT23, VT24, резисторах R121, R122 открывает оптопара U1.2, для отрицательного ключа А3 собранного на транзисторах VT28, VT25, VT26, резисторах R123, R124 открывает оптопара U2.2.A2 and A3 are keys that open with an optocoupler, for the positive key A2 assembled on transistors VT27, VT23, VT24, resistors R121, R122 opens the optocoupler U1.2, for the negative key A3 assembled on transistors VT28, VT25, VT26, resistors R123, R124 opens the optocoupler U2.2.

На входную клемму XS1.1 источника сигнала поступил положительный потенциал напряжения, а на XS1.2 отрицательный. Положительное напряжение приведет к формированию положительного напряжения, относительно общего провода, на выходе формирователя полярности DA2.1 и открыванию фототранзистора оптопары U1.2, оптопара откроет положительный ключ на транзисторе VT27, и энергия, выпрямленная с вторичной обмотки 2 трансформатора Т1, поступит на сглаживающие конденсаторы С17, С18, С19 через цепочку диода VD7, конденсатора C13, положительного ключа A2. Полученное напряжение на сглаживающих конденсаторах С17, С18 и С19 выпрямляется диодным мостом VDS3 и положительное напряжение поступает на не инвертирующий вход 3 операционного устройства DA1.1 служащего цепью обратной связи через резисторы R115, R100, R101, R102 (где R101 - переменный резистор для подстройки выходного напряжения), R103 вход 3 операционного устройства DA1.1.A positive voltage potential was received at the input terminal XS1.1 of the signal source, and negative at XS1.2. A positive voltage will lead to the formation of a positive voltage, relative to the common wire, at the output of the polarity shaper DA2.1 and the opening of the phototransistor of the optocoupler U1.2, the optocoupler will open the positive key on the transistor VT27, and the energy rectified from the secondary winding 2 of the transformer T1 will go to smoothing capacitors C17, C18, C19 through a chain of diode VD7, capacitor C13, positive key A2. The resulting voltage on the smoothing capacitors C17, C18 and C19 is rectified by the VDS3 diode bridge and the positive voltage is fed to the non-inverting input 3 of the DA1.1 operating device serving as a feedback circuit through resistors R115, R100, R101, R102 (where R101 is a variable resistor for adjusting the output voltage), R103 input 3 of the operating unit DA1.1.

Установкой напряжения для операционного устройства DA1.1 служит инвертирующий вход 2 операционного устройства. Сигнал на него поступает с источника сигнала через диодный мост VDS5 и резистор R114. Как только напряжение на входе 3 превысит напряжения на входе 2 операционного устройства DA1.1, на выходе 1 операционного устройства DA1.1 сформируется положительное напряжение, которое через резистор R104 и диод VD6 поступает на вход 4 микросхемы ШИМ IC1, при этом микросхема IC1 уменьшает длительность импульсов с вывода 2. Таким образом напряжение на сглаживающих конденсаторах стабилизируется до требуемого уровня. Нагрузка подключается к сглаживающим конденсаторам через фильтр подавления помех.The voltage setting for the operating unit DA1.1 is the inverting input 2 of the operating unit. The signal to it comes from the signal source through the diode bridge VDS5 and the resistor R114. As soon as the voltage at input 3 exceeds the voltage at input 2 of the DA1.1 operating device, a positive voltage is generated at output 1 of the DA1.1 operating device, which, through resistor R104 and diode VD6, is fed to input 4 of the PWM chip IC1, while the IC1 chip reduces the duration pulses from pin 2. Thus, the voltage on the smoothing capacitors stabilizes to the required level. The load is connected to the smoothing capacitors through a noise suppression filter.

Аналогичная работа схемы при наличии отрицательного напряжения на входную клемму XS1:1 источника сигнала, за исключением следующего, на выходе формирователь полярности DA2.1 сформируется отрицательное напряжение относительно общего провода, которое закроет положительный ключ, а отрицательный ключ откроет и энергия, запасенная во вторичной обмотке 3 трансформатора Т1 через диод VD8, конденсатор C14 и отрицательный ключ A3 поступит на сглаживающие конденсаторы С17, С18, С19. Далее принцип работы аналогично вышеописанному.A similar operation of the circuit in the presence of a negative voltage at the input terminal XS1: 1 of the signal source, with the exception of the following, at the output of the polarity shaper DA2.1, a negative voltage will be generated relative to the common wire, which will close the positive key, and the negative key will open the energy stored in the secondary winding 3 transformers T1 through the diode VD8, the capacitor C14 and the negative key A3 will go to the smoothing capacitors C17, C18, C19. Further, the principle of operation is similar to the above.

Следует отметить, что при возникновении положительного напряжения на входной клемме XS1:1 источника сигнала на выходе устройство так же сформирует положительное напряжение на клемме фильтра подавления помех XS2.1, на клемме фильтра подавления помех XS2:2 отрицательное напряжение, если на входную клемму источника сигнала XS1:1 подать отрицательное напряжение, то на выходе так же сформируется отрицательное напряжение на клемме фильтра подавления помех XS2:1 минус, на клемме фильтра подавления помех XS2:2 -положительное.It should be noted that if a positive voltage occurs at the input terminal XS1:1 of the signal source at the output, the device will also generate a positive voltage at the terminal of the noise suppression filter XS2.1, at the terminal of the noise suppression filter XS2:2 negative voltage, if the input terminal of the signal source XS1:1 apply a negative voltage, then the output will also generate a negative voltage at the terminal of the noise suppression filter XS2:1 minus, at the terminal of the noise suppression filter XS2:2 -positive.

В случае подачи переменного напряжения на входе клеммы источника сигнала XS1.1 операционное устройство DA1.1 и формирователь полярности DA2.1 работают аналогично описанному выше. Дополнительно включается в работу «Активный резистор», собранный на транзисторе VT20, операционном устройстве DA1.2 с обратной связью и резисторе R106. Операционное устройство DA1.2 сравнивает напряжение установки по не инвертирующему входу 6 с напряжением обратной связи, т.е. напряжение на выходе повторителя сигнала переменного и постоянного напряжения, через цепочку, состоящую из диода VDS3, резисторов R115, R100, R101, R102, R108 и, если напряжение на выводе 5 операционного устройства DA1.2 больше чем на входе 6, то операционное устройство формирует на выходе 7 положительное напряжение, которое поступает на транзистор VT20 через резистор R112 и открывает его.In the case of an AC voltage supply at the input of the signal source terminal XS1.1, the operating device DA1.1 and the polarity shaper DA2.1 work in the same way as described above. Additionally, the Active Resistor assembled on the VT20 transistor, the DA1.2 operating device with feedback and the R106 resistor is included in the work. The operating device DA1.2 compares the installation voltage at the non-inverting input 6 with the feedback voltage, i.e. voltage at the output of the AC and DC voltage signal repeater, through a chain consisting of a VDS3 diode, resistors R115, R100, R101, R102, R108 and, if the voltage at pin 5 of the DA1.2 operating device is greater than at input 6, then the operating device generates at output 7, a positive voltage is supplied to the transistor VT20 through the resistor R112 and opens it.

Ток, протекающий через транзистор VT20, резистор R106 и диодный мост VDS3 срезает излишки напряжения на сглаживающих конденсаторах С17, С18, С19 придает форму напряжения на выходе устройства фильтра подавления помех аналогично входному, но усиленному по мощности. Без «Активного резистора» выходной сигнал будет больше похож на неправильный меандр, особенно в отсутствии нагрузки.The current flowing through the transistor VT20, the resistor R106 and the diode bridge VDS3 cuts off the excess voltage on the smoothing capacitors C17, C18, C19 and gives the voltage shape at the output of the noise suppression filter device similar to the input, but amplified in power. Without the Active Resistor, the output will look more like a square wave, especially when there is no load.

Положительный А2 и отрицательный А3 ключ питаются от независимого гальванически развязанного источника постоянного напряжения, A4 для положительного ключа и A5 - для отрицательного.Positive A2 and negative A3 switch are powered by an independent galvanically isolated DC voltage source, A4 for the positive switch and A5 for the negative switch.

Формирователь полярности питается от двухполярного источника напряжения А6±12 В. Источники постоянного напряжения A4, A5, A6, операционные устройства DA1.1 и DA1.2, питаются от стабилизатора VR4. Стабилизатор VR4 запитан от повышающего стабилизатора напряжения A1.The polarity shaper is powered by a bipolar voltage source A6 ± 12 V. DC voltage sources A4, A5, A6, operating devices DA1.1 and DA1.2, are powered by a stabilizer VR4. Stabilizer VR4 is powered by step-up voltage regulator A1.

Трансформатор T2, диодный мост VDS2, конденсаторы C52, C51, С 50 резисторы R8, R84, диод VD35 служат для формирования напряжения короткого замыкания или перегрузки. Это напряжение через диод VD35 поступает на вход 4 микросхемы ШИМ IC1, микросхема IC1 при этом снижает длительность импульсов на выходе, уменьшая суммарный ток перегрузки или короткого замыкания.Transformer T2, diode bridge VDS2, capacitors C52, C51, C 50 resistors R8, R84, diode VD35 are used to generate a short circuit or overload voltage. This voltage is fed through the VD35 diode to the input 4 of the PWM chip IC1, while the IC1 chip reduces the duration of the output pulses, reducing the total overload or short circuit current.

Внешний сигнал должен иметь низкое выходное сопротивление или подключатся к клеммам источника питания XS1:1 и XS1:2 через разделительный трансформатор, при этом не допускается проникновения сигнала на общий минусовой провод устройства.The external signal must have a low output impedance or be connected to the power supply terminals XS1:1 and XS1:2 through an isolation transformer, while the signal is not allowed to penetrate the common negative wire of the device.

Диоды VD30, VD31, резистор R6, конденсатор C49 и диоды VD1, VD29, резисторы R5, R6, конденсаторы C5, C46, C47 служат демпфером защиты от перенапряжения для транзисторов VT1-VT4.Diodes VD30, VD31, resistor R6, capacitor C49 and diodes VD1, VD29, resistors R5, R6, capacitors C5, C46, C47 serve as an overvoltage protection damper for transistors VT1-VT4.

Для наглядности на фиг.2 представлена функциональная схема повторителя сигнала переменного и постоянного напряжения, на которой проставлены соответствующие позиции:For clarity, figure 2 shows a functional diagram of the AC and DC voltage signal repeater, on which the corresponding positions are affixed:

1 - преобразователь напряжения1 - voltage converter

2 - выпрямитель2 - rectifier

3 - ШИМ контроллер3 - PWM controller

4 - положительный и отрицательный ключ4 - positive and negative key

5 - конденсаторы сглаживающие5 - smoothing capacitors

6 - усилитель обратной связи6 - feedback amplifier

7 - источник сигнала любой формы7 - signal source of any shape

8 - формирователь полярности8 - polarity shaper

9 - активный резистор9 - active resistor

10 - фильтр подавления помех10 - noise suppression filter

11 - нагрузка.11 - load.

Claims

1. An AC and DC voltage signal repeater containing a signal source with input terminals XS1.1 and XS1.2, a polarity shaper DA2.1, operational amplifiers DA1.1 and DA1.2, positive A2 and negative A3 switches, a noise suppression filter, an active resistor, a transformer with primary 1 and secondary 2 and 3 windings and an IC1 chip connected to resistor R7 and capacitor C48, the pulses from which are fed to the amplifier, through power transistors VT1-VT4, which are connected to the primary winding 1 of transformer T1, while the signal source is connected through the input terminal XS1.1 and the resistor R116 with the polarity shaper DA2.1, which generates a positive or negative voltage at the output, with a positive voltage, the positive switch A2 opens and the energy rectified from the secondary winding 2 of the transformer T1 is fed to smoothing capacitors C17, C18, C19, and the resulting voltage on the smoothing capacitors C17, C18 and C19 is rectified for iodine bridge VDS3 and enters the non-inverting input 3 of the operational amplifier DA1.1, which serves as a feedback circuit, through resistors R115, R100, R101, R102, R103, when the voltage at the non-inverting input 3 voltages at the inverting input 2 of the operational amplifier DA1.1 is exceeded output 1 of the operational amplifier DA1.1, a positive voltage is formed, which, through the resistor R104 and the diode VD6, is supplied to the input 4 of the IC1 microcircuit, with a negative voltage at the input terminal XS1.1 and a positive voltage at the input terminal XS1.2 of the signal source at the output of the polarity shaper DA2. 1, a negative voltage is formed that closes the positive key A2, and the negative key A3 opens, and the energy from the secondary winding 3 of the transformer T1 is supplied to the smoothing capacitors C17, C18, C19, with an alternating voltage at the input terminals XS1.1-XS1.2 of the power supply the active resistor is turned on.

2. Signal repeater according to claim 1, characterized in that the load is connected to smoothing capacitors through a noise suppression filter.

3. The signal repeater according to claim 1, characterized in that the resistor R101 is a variable resistor for adjusting the output voltage.

4. The signal repeater according to claim 1, characterized in that the feedback signal supplied to the inverting input 2 of the operational amplifier DA1.1 comes from the signal source through the diode bridge VDS5 and resistor R114 to stabilize the output voltage of the converter of any polarity and shape.

5. Signal repeater according to claim 1, characterized in that an active resistor (VDS3, R106, VT20, DA1.2) is used to shape the output signal.

6. The signal repeater according to claim 1, characterized in that it is able to change the polarity of the DC voltage at the output, as well as repeat and amplify the AC voltage of any form.