Стабилизатор электрического сигнала

 

СТАБИЛИЗАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащий включенные последовательно регулятор и пре бразователь сигнала обратной связи, выход которого через первый прерыватель соединен с входом усилителя сигнала рассогласования, подключенным к выходу источника опорного сигнала через второй прерыватель, управляющий вход которого соединен с прямым выходом блока управления, подключенного инверсным выходом к управляющему входу первого прерывателя, о тличающийся теМу что, с целью повышения точности стабилизации среднего значения электрического сигнала, в него введены третий и четвертый прерыватели, а усилитель сигнала рассогласования выполнен с управляемым реверсом.фазы, и его дифференциальный вход подключен к выходу источника опорного сигнала через третий прерыватель и к аыходу преобразователя сигнала обратной связи через четвертый прерыватель, управляквдий вход которого соединен с прямым выходом блока управления, управляющий вход третьего прерыватедя соединен с инверсным выходом бло (Л ка управления, управляющий вход регулятора подключен к выходу усилитес: ля сигнала рассогласования, вход управления реверсом Фазы которого I соединен с соответствуюедим выходом блока управления. о СО: ю 4:ii Р1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9ЦВ G 05 F 1/56 ва «.» 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :,: .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 3303780/24-07 (22) 19.06.81 (46) 30.07.83. Бюл. 9 28 (72) В.Ф.Кукушкин (53) 621. 316. 722.1 (088. 8Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ,(56) 1. Авторское свидетельств СССР

9 383025, кл. G 05 F 1/56, 1971.

2. Лисичкин Л.A. и др. Операционные устройства ЭВМ и автоматики.

М., "Соврадио", 1972, рис. 7.1.3. с. 215-217 (прототип). (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащий включенные последовательно регулятор и преобразователь сигнала обратной связи, выход которого через первый прерыватель соединен с входом усилителя сигнала рассогласования, подключенным к выходу источника опорного сигнала через второй прерыватель, управляющий вход которого соединен с прямым выходом блока управления, подключен„„Я0„„1032435 А ного инверсным выходом к управляющему входу первого прерывателя, о тл и ч а ю шийся тем, что, целью повышения точности стабилизации среднего значения электрического сигнала, в него введены третий и четвертый прерыватели, а усилитель сигнала рассогласования выполнен с управляемым реверсом. фазы, и его дифференциальный вход подключен к выходу источника опорного сигнала че» реэ третий прерыватель и к выходу преобразователя сигнала обратной связи через четвертый прерыватель, управляющий вход которого соединен с прямым выходом блока управления, управляющий вход третьего прерывате- g

Ф дя соединен с инверсным выходом блока управления, управляющий вход регулятора подключен к выходу усилители сигнала рассогласования, вход управления реверсом фазы которого соединен с соответствующим выходом блока управления, 1 1О3243Ь 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в стабилизаторах тока и напряжения прецизионных интегрирующих аналогоцифровых преобразователей (ток-частота, напряжение-сигнал широтноимпульсной модуляции и т,п.) и,цр, устройств.

Известен стабилизатор электрического сигнала, содержащий включенные последовательно регулятор и преобра" зователь сигнала обратной связи, выход которого подключен к входу усилителя сигнала рассогласования, дифференциальный вход которого соединен с выходом источника опорного сиг- 5 нала, а выход — с управляющим входом

:регулятора (1).

Недостатком такого стабилизатора электрического сигнала является не:стабильность выходного сигнала, обус ловленная дрейфом сигнала смещения

:нуля усилителя сигнала рассогласования.

Наиболее близким по технической сущности к прецлагаемому является стабилизатор электрического сигнала, содержащий включенные последовательно регулятор и преобразователь сиг нала обратной связи выход которого через первый прерыватель соединен с входом усилителя сигнала рассогласования, подключенным к выходу источника опорнот..;.игнала через второй прерыватель, управляющий вход которого соединен с прямым выходом блока управления, подключенного по ин- З5 версному выходу к управляющему входу первого прерывателя, В этом устройстве выход усилителя сигнала рассогласования соединен с управляющим входом регулятора че- 4{j рез последовательно включенные двухполупериодный фазовый детектор и фильтр, причем опорные входы фазового детектора подключены к соответствующим выходам блока управления 2, Недостатком такого стабилизатора является низкая точность стабилизации среднего значения электрического сигнала, обусловленная инерционностью контура регулирования, определяемой фильтром, а также относительно низким значением коэффициента усиления усилителя сигнала рассогласования, при котором обеспечивается устойчивость контура регулирования.

Кроме того, стремление к минимизации габаритно-массовых характеристик блока управления диктует необходимость повышения частоты работы электронных прерывателей, что также ведет к потере точности стабилизации, 60

Цель изобретения - повышение точности стабилизации среднего значения

Электрического сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор электрического сигналар содержащий включенные пос ледовательно регулятор и преобразователь сигнала обратной связи, выход которого через первый прерыватель соединен с входом усилителя сигнала рассогласования, подключенным к выходу источника опорного сигнала через второй прерыватель, управляющий вход которого соединен с прямым выходом блока управления, подключенного инверсным выходом к управляющему входу первого прерывателя, введены третий и четвертый прерыватели, а усилитель сигнала рассогласования выполнен с управляемым реверсом фазы, и его дифференциальный вход подключен к выходу источника опорного сигнала через третий прерыватель и к выходу преобразователя сигнала об" ратной связи через четвертый прерыватель, управляющий вход которого соединен с прямым выходом блока управления, управляющий вход третьего прерывателя соединен с инверсным выходом блока управления, управляющий вход регулятора подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования, вход управления реверсом фазы которого соединен с соответствующим выходом блока .управления.

Положительный эффект при этом достигается благодаря изменению знака сигнала смещения нуля усилителя сигнала рассогласования по отношению к опорному сигналу в полупериоды нахождения во включенном состоянии четных и нечетных прерывателей, что обеспе чивает автокомпенсацию влияния дрейi

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора электрического сигнала.

Схема содержит включенные последовательно преобразователь 1 сигнала обратной связи и регулятор 2, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя 3 сигнала рассогласования, выполненного с управляемым.реверсом фазы, источник 4 опорного сигнала, первый прерыватель 5, второй прерыватель б, третий прерыватель 7, четвертый прерыватель 8 и блок 9 управления, Прямой выход блока 9 управления подключен к управляющим входам второго б и четвертого 8 прерывателей, а инверсный выход — к управляющим входам первого 5 и третьего 7 прерывателей. Первый прерыватель 5 соединяет выход преобразователя 1 сигнала обратной свяэИ с одним из входов (инвертирующим для приведенного чертежа) усилйтеля сигнала рассогласования, третий прерыватель 7 соединяет дифференциальный (неинвертирующий) вход этого же усилителя 3 с выходом источ1032435 ника 4 опорного сигнала. Второй прерыватель б соединяет вход (инвертирующий) усилителя 3 сигнала рассогласования с выходом источника 4 опорного сигнала, а четвертый прерыватель 8 соединяет дифференциаль5 ный вход усилителя 3 с выходом источника 1 опорного сигнала . Для приведенного на чертеже варианта реализации управления реверсом фазы усилителя 3 сигнала рассогласования с помощью инвертирующего усилителя с единичным коэффициентом усиления и переключателя (при изображенном состоянии ключей) вход управления реверсом фазы усилителя 3 должен 35 быть поключен к инверсному выходу блока управления. Фазировка усилителя 3 сигнала рассогласования, указанная на чертеже, соответствует неинвертирующему регулятору 2. 20

В случае стабилизатора напряжения нагрузка подключается параллельно входу преобразователя 1 сигнала обратной связи, а в случае стабилизатора тока — к входной клемме, после- 25 довательно с регулятором 2 и преобразователем 1 сигнала обратной связи.

Стабилизатор электрического сигнала работает следующим образом.

Регулятор 2 электрического сигнала при большой величине коэффициента передачи усилителя 3 сигнала рассогласования. автоматически поддерживает электрический сигнал на таком уровне, при котором выходной сигнал преобразователя 1 сигнала обратной связи (в варианте простейшего стабилизатора тока - падение напряжения на измерительном резисторе) практически равен выходному сигналу источника 4 опорного сигнала 40

- c поправкой на величину сигнала смещения нуля усилителя 3 сигнала рассогласования, И если во включенном состоянии первого 5 и третьего 7 прерывателей сигнал смещения нуля 45 усилителя 3 приводит к увеличению выходного электрического сигнала на некоторую величину ЬЯ (по сравнению со случаем нулевого значения сигнала смещения нуля), то во включенном состоянии второго б и четвертого 8 прерывателей он будет приводить к уменьшению выходного электрическоro сигнала на такую же величину д, При этом изменение фазы сигнала рассогласования на 180О из-за перекоммутации входов усилителя 3 сигнала рассогласования компенсируется синхронным реверсом фазы (изменением фазы на 180 ) в усилителе 3 сигнала рассогласования за счет подачи с выхода блока. 9 управления сигнала на вход управления реверсом фазы усили» теля 3. Это обеспечивает сохранение условия устойчивости системы регулирования электрического сигнала. Вследствие изложенного при равных временах пребывания нечетных и четных пар прерывателей во включенном состо янин имеет место практически полная компенсация дестабилизирующего действия сигнала смещения нуля усилителя 3 сигнала рассогласования, а, следовательно, и его дрейфа (обуслов ленного различными причинами) на величину среднего значения выходного электрического сигнала. Причем при равенстве выходных сопротивлений источника 4 опорного сигнала и преобразователя 1 сигнала обратной связи (с учетом сопротивлений прерывателей) имеет место компенсация дестабилизирующего действия как величин входных токов усилителя 3 сигнала рассогласования, так и их разности.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор, по сравнению с прототипом, обеспечивает значительное повышение точности стабилизации среднего значения электрического сигнала вследствие исключения дестабилизирующего влияния практически всех компонент (и по напряжению, и по току) сигнала смещения нуля усилителя сигнала рассогласования.

Технико-экономический эффект от реализации изобретения по сравнению с решениямн, основанными на запоминании аналогового сигнала смещения нуля на емкости, состоит в возможности реализации его s интегральном исполнении беэ использования внешних конденсаторов значительной емкости и практическом снятии ограничения по допустимому снижению, частоты ра боты прерывателей.

1032435

Составитель А.Колоколкнн

Редактор Н.Гришманова Техред М.Тепер Корректор A.Повх

Фв О ° Ф ° 3 ВВ Ю ФВ

Заказ 5400/52 Тирам 874 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, З-35, Раушская наб., д. 4/5 а Ю ЮЮЯФ Ю

Филиал ППП "Патент", r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4