Стабилизатор переменного напряжения

 

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) з(5о С 05 F I/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3355149/24-07

; (22) 23,11. 81 (46) 23.11,83. Бюл. М 43 (72) В.М.Сергеев и В.И.Петроченко (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им.С.М.Кирова (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

" 792237. кл. 05 Р 1/44, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 3333139, кл G 05 F 1/44, 1981. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последова" тельно соединенные задающий генера тор, регулирующий блок и усилитель мощности, выход которого подключен к выходной клемме и к входу измерительного преобразователя, выходом подключенного к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход — через интегратор подключен к управляющему входу регулирующего блока, дополнительный сумматор, на один вход которого подключен выход амплитудного детектора, другой соединен с источником опорного напряжения, инвертор и усилитель постоямного тока, отличающийся тем, что,с целью расширения динамического диапазона и полосы рабочих частот выходного напряжения, в него введен вспомогательный регулирующий блок, выход которого соединен с вы-. ходом измерительного преобразователя, выход через инвертор — с третьим входом сумматора, а управляющий вход через усилитель постоянного тока соединен с выходом дополнительного сумматора, причем один вход амплитудного детектора соединен с выходом вспомогательного регулирующего блока.

1 10

Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике, а именно к созданию и применению систем стабилизации переменного напряжения и может быть использовано в схемах автоматической регулировки усиления генераторах-калибраторах и других устройствах, где необходимо стабилизировать переменное напряжение, не внося заметных искажений в Форму выходного сигнала и имея при этом минимальную длительность переходного процесса.

Известен стабилизатор переменного сигнала, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, управляемый делитель и усилитель мощности, выход которого подключен к выходной клемме и к входу измеритель ного преобразователя, выходом под. ключенного к формирователю прямоугольных импульсов и к первому входу сумматора, второй и третий входы которого соединены с источником опорного напряжения и выходом Формирователя прямоугольных импульсов, а выход сумматора через интегратор подключен к регулирующему входу управ" ляемого делителя 111.

Недостатком данного стабилизатора является ограниченное быстродействие, вызванное наличием фильтра с большой постоянной времени в цепи стабилизации для подавления гармонических составляющих, обусловленных не полной компенсацией при конечном числе пороговых устройств в формирователе прямоугольных импульсов и нестабильностью пороговых уровней.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является стаби-. лизатор переменного напряжения, со-, держащий последовательно соединенные задающий генератор, регулирующий блок и усилитель мощности, выход которого подключен к выходной клемме и к входу измерительного преобразователя, выходом подключенного к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - через интегратор подключен к упрарляющему входу регулирующего блока, дополнительный сумматор, на один вход которого подключен выход амплитудного де". тектора, другой соединен с источником опорного напряжения, инвертор и усилитель постоянного тока (2 3.

56148

Недостатком известного устройства является то, что преобразованное и проинвертированное напряжение подается на вход дифференциального уси" лителя, имеющего ограничение на допустимый уровень дифференциального сигнала 0„ и,, который равен максимально возможной амплитуде входного сигнала. Это ограничи-. вает динамический диапазон выпрям5

10 ленного напряжения, а следовательно и динамический диапазон выходного сигнала стабилизатора. Кроме того, дифференциальный усилитель должен быть достаточно широкополосным с полосой частот в несколько раз большей частоты входного сигнала), чтобы беэ искажений усилить, обостренwe "верхушки" сигнала. Это ограничивает полосу частот стабилизирую15

20 щего напряжения.

Целью изобретения является расши рение динамического Диапазона и полосы рабочих частот выходного напряжения стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного" напряжения, содержащий последовательно соединенные задающий ге25 нератор, регулирующий блок и уси30 анальная схема стабилизатора перемен.

15 ного напряжения.

Он содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, регулирующий блок 2 и усилитель 3 литель мощности, выход которого подключен к выходной клемме и к входу измерительного преобразователя, выходом подключенного к первому входу сумматора, второй вход которого сое-, 35 динен с источником опорного напря-, жения, а выход - через интегратор подключен к управляющему входу регулирующего блока, дополнительный

40 сумматор, на один вход которого подключен выход амплитудного детектора, другой соединен с источником опор" ного напряжения,инвертор и усилитель постоянного тока, введен вспо45 могательный регулирующий блок, вход которого соединен с выходом измерительного сумматора, а управляющий вход через усилитель постоянного тока соединен с выходом дополнительного сумматора, причем вход амплитуд50 ного детектора соединен с выходом вспомогательного регулирующего блока.

На чертеже представлена функци-

При этом динамический диапазон стабилизирующего напряжения практически"ничем не ограничен, так как используемый усилитель .постоянного тока работает по малому сигналу рассогласования между преобразованным с помощью амплитудного детектора напряжения и опорным напряжениями, 3 105614 мощности, выход которого подключен к выходной клемме и к входу измерительного преобразователя 4, выходом соединенного с первым входом сумматора 5 и с входом вспомогательного регулирующего блока 6, выход которого подключен через инвертор

7 гармонических составляющих сигнала к второму входу сумматора Е и к входу цепи обратной связи, вклю- 10 чающей в себя амплитудный детектор

8, соединенный с первым входом дополнительного сумматора 9, второй вход которого соединен с источником 10 опорного напряжения, а выход— через усилитель 11 постоянного тока подключен к управляющему входу регулирующего блока 6, причем источник 10 опорного напряжения подключен также к третьему входу сумматора 20

5, выход которого через интегратор

l2 соединен с управляющим входом регулирующего блока 2.

Устройство работает следующим образом. 25

Переменное напряжение с задаацего генератора 1 поступает через регулирующий блок 2 с изменяющимся коэффиицентом передачи на усилитель 3 мощности, выходное напряжение которого стабилизируется цепью стабили.зации.

Интегратор 12, включенный в цепи стабилизации, обеспечивает подавление гармонических и усиление постоянной составляющих сигнала рассогласования между преобразованным в бло- ке 4 и опорным напряжениями. Выходное напряжение интегоатооа 12 изменЯет коэффициент передачи регулирующего блока 2 так, чтобы поддерживалось постоянным выходное напряжение усилителя 3 мощности. При этом пульсации в управляющем напряжении блока 2 приводят к появлению модуляционных нелинейных искажений вйходного напряжения. Уровень пульсаций зависит в свою очередь от

:величины постоянной времени инте гратора 12, которой определяется быстрс50 действие цепи стабилизации,а значит и длительности переходного процесса ус тановления выходного напряжения. Дпя уменьшения длительности переходного процесса без увеличения нелинейных искажений необходимо ка55 ким"то образом скомпенсировать гармонические составляющие на входе интегратора 12, чтобы затем умень8 4 шить его постоянную времени и тем самым повысить быстродействие устройства. Для этого в стабилизатор введен вспомогательный регулирующий блок 6 с цепью обратной связи по огибающей сигнала и инвертор 7 гармонических составляющих сигнала. При этом основное требование, предъявляемое к цепи обратной связи Ilo огибающей сигнала, - это как можно большее быстродействие, может быть выполнено при использовании преобразователя амплитудного значения со сбросом или стробдетектора. Цепь обратной связи может быть выполнена, например, в виде амплитудного детектора 8, соединенного с первым входом дополнительного сумматора 9, второй вход которого соединен с источником 10 опорного напряжения. сигнал рассогласования между этими напряжениями подается через усилитель

ll постоянного тока на управляю-щий вход регулирующего блока 6.

Инвертор 7 гармонических составляющих сигнала не должен пропускать постоянной составляющей преобра. зованного в блоке 4 и стабилизированного по огибающей напряжения.

На выходе вспомогательного регулятора 6 формируется стабилизированное напряжение, по форме практически идентичное выходному напряжению преобразователя 4. За счет инверсии гармонические составляющие обоих указанных сигналов ком" яенсируются в сумматоре 5, что дает воэможность резко уменьшить постоянную времени интегратора 12, увеличив тем самым быстродействие без увеличения нелинейных искажений выходного напряжения. Поскольку инвертор 7 гармонических сос-. тавляющих не пропускает постоянную составляющую, то влияние цепи обратной связи по огибающей сигнала на метрологические характеристики стабилизатора исключается.

1056148

Составитель С.Черышева

Техред Т.фанта Корректор О.Билак Редактор Р.Цицика ю

Заказ 9304/40 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная

Кроме того, к усилителю постоянного тока не предъявляется требование широкополосности, так как не- . обходимо усиливать только постоянную составляющую сигнала рассогласованйя.

Таким образом, изобретение позволяет расширить динамический диапазон и полосу рабочих частот выходного напряжения стабили5 затора.