Широкополосный калибратор переменного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры . Целью изобретения является повышение точности и расширение функци ональных возможностей. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор 1, регулятор 2, усилитель 3 мощности и аттенюатор 4, а также узел 10 сравнения, усилитель 12, опорньй преобразователь 9 и измерительный преобразователь 6, введены дополнительные узлы с блоком 15 управления. Блок 15 функционирует по определенному алгоритму. Это позволя ет реализовать такой способ коррекции погрешностей, который исключает попадание помех в вькодной тракт уст ройства, не снижая его быстродействия . 2 ил. - с (Л

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 F 1/44

ВС "r." þù g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4101155/24-07 (22) 29.07.86 (46) 07 ° 02.88. Бюл. М 5 (72) М,Ю.Туэ, В.И.Губарь, Ю.В.Демченко, В.Е.Донец, А.Ф.Миняйло, В.В.Терех, В.В.Федив, E.M.Êëåíîâ, В.А.Быков и Ю.Г.Немцов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидете.пьство СССР

Р 792235, кл. G 05 F 1/44, 1979.

Володарский Е.Т. и др. Системы автоматизированного контроля радиоэлектронной аппаратуоы. Киев: Техника, 1983 с. 112. (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппара„„SU„„1372296 А1 туры. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор 1, регулятор 2, усилитель 3 мощности и аттенюатор 4, а также узел 10 сравнения, усилитель

12, опорный преобразователь 9 и измерительный преобразователь 6, введены дополнительные узлы с блоком 15 управления. Блок 15 функционирует по определенному алгоритму. Это позволя" ет реализовать такой способ коррекции погрешностей, который исключает попадание помех в выходной тракт устройства, не снижая его быстродействия. 2 ил.

1372296

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении высокоточных многозначных мер переменного напряжения.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных воэможностей калибратора.

На фиг.1 представлена структурная схема широкополосного калибратора переменного напряжения; на фиг.2 блок"схема алгоритма работы блока управления.

Широкополосный калибратор переменного напряжения содержит последова- 15 тельно соединенные задающий генератор

1, регулятор 2 переменного напряжения, усилитель 3 мощности, аттенюатор

4, подключенный к выходу устройства, а та же последовательно соединенные 2р согласующий узел 5, измерительный преобразователь 6 переменного напряжения, последовательно включенные источник 7 опорного напряжения, корректирующий аттенюатор 8, опорный преоб-25 разователь 9 переменного напряжения, узел 14) сравнения, выход которого соединен с входом коммутатора 11, первым выходом соединенного с усилителем

12, нуль-орган 13, дифференциалт.ный 3Q источник 14 тока, блок 15 упра ..ения, выходы которого подключены к управляющим входам источника 7 опорного напряжения, корректирующего аттенюатора

8, коммутатора 11, дифференциального источника 14 тока, причем выход усилителя 3 мощности соединен с первым входом согласующего узла 5, дифференциальный источник 14 тока выходами подключен к входам смещения измери- 40 тельного 6 и опорного 9 преобразователей, выходы которых соединены с входами узла 10 сравнения, второй выход коммутатора 11 соединен с входом нуль-органа 13, выходом подключенного45 к информационному входу блока 15 управления, второй выход источника 7 опорного напряжения соединен с вторым входом согласующего узла 5, а выход усилителя 12 подключен к управляющему входу регулятора 2 переменного напря«50 жения.

Согласующий узел 5 предназначен для ослабления влияния измерительного преобразователя 6 на высокочастотный

55 тракт калибратора и, следовательно, препятствует появлению нелинейных искажений в его выходном сигнале. Он может быть выполнен как на активных, так и на паосивных элементах, и представляет собой согласованный делитель напряжения, например Г-образную или

П-образную ячейку аттенюатора, выполненную на точных резисторах. Коммутатор 11 может быть выполнен на двух электромагнитных реле, нуль-орган 13 представляет собой серийный компаратор, срабатывающий по нулевому выходному напряжению узла 10 сравнения, Дифференциальный источник 14 тока можно выполнить на основе интегрального цифроаналогового преобразовате" ля с дифференциальным токовым выхо" дом. Блок 15 управления может быть реализован на микропроцессоре. Корректирующий аттенюатор 8 может быть выполнен в виде набора ключей и набора резисторов.

Широкополосный калибратор переменного напряжения работает следующим образом.

Периодически при изменении кода управления выходным напряжением калибратора или при изменении параметров блока осуществляется коррекция передаточных характеристик измерительного и опорного преобразователей.

Периодичность коррекции задается внутренним таймером блока 15 управления. По сигналу управления коммутатор 11 через усилитель 12 устанавливает регулятор 2 переменного напряжения в режим максимального затухания.

При этом на выходе усилителя 3 мощности сигнал практически полностью отсутствует. После этого от источника

7 опорного напряжения пп сигналу с блока 15 управления подаются сигналы на согласующий узел 5 и на корректирующий аттенюатор 8. Коэффициенты передачи согласующего узла 5 по входу от усилителя 3 мощности и по корректирующему входу от источника 7 опорного напряжения к измерительному преобразователю 6 при настройке устанавливаются одинаковыми путем соответствующего выбора резисторов.

Настройка измерительного 6 и опорного 9 преобразователей производится при одинаковых входных напряжениях.

Для этого на корректирующий вход согласующего узла подается сигнал U, от источника 7 опорного напряжения, равный

U =—

1 К Ф

1372296 где К,„ — коэффициент передачи согласующего устройства с выхода нл вход (для активных схем

К,„ с 1, для пассивных К, сv

=О, 1-0,5);

R „, „ — выходное сопротивление усилителя 3 мощности (R „„

=-1-5 Ом);

К. — входное сопротивление аттеЯп, атТ нюатора, равное обычно 2 =

=50; 75 Ом;

R »,v — входное сопротивление согласующего устройства, равное 2Z,.

Для укаэанных значений общий коэффициент передачи помехи К „ не превышает 0,01 (или менее 40 дБ), что обеспечивает достаточную защиту выходного тракта устройства.

Аналитически процесс коррекции преобразователей 6 и 9 можно описать следующим образом.

Для простоты выкладок аппроксимируют характеристику преобразования устройства, совпадающую с дифференциальной характеристикой преобразователей 6 и 9, линейной зависимостью.

Тогда можно записать выражение, описывающее передаточную характеристику (1) где U - - выходное напряжение калибБб(1 ратора;

U,„ — значение напряжения источника опорного напряжения;

К вЂ” реальный коэффициент преобразования устройства для заданного кода N;

4U,„ - смещение характеристики преобразования, определяемое начальным смещением дифференциальной характеристики преобразователей.

Идеальная характеристика преобразования калибратора определяется идеальным коэффициентом преобразования К, ния устанавливается равным этому нижнему значению и устранение неидентичности преобразователей 6 и 9 производится путем изменения токов смещения от дифференциального источника

14 тока по сигналам от блока 15 управления, После этого снова устанавливается выходное напряжение источ- 45 ника 7 опорного напряжения, равное номинальному U, и процедура повторяется qo тех пор, пока выходное напряжение узла 10 сравнения не будет равным нулю при переключениях блока 7.

U был =K о По. °

В процессе коррекции К „ стремится

Ко °

Рассмотрим первый цикл коррекции, состоящий из двух тактов. В первом такте доСтигается идентичность характеристик преобразования при верхнем значении диапазона изменения выходного сигнала U . Для этого на соответствующие входы подается напряжение опорного источника У,„ „,„,.

При проведении коррекции в выходной тракт устройства поступает сигнал источника опорного напряжения, уровень которого определяется выраже->5 нием бь х. м ь К о оп К +р 7/

Sr. Cv Saiv . vm 8» aTr где ц — номинальное значение напряжения источника 7 опорного напряжения, численно равное максимальному выходному напряжению калибратора> например, по амплитудному значению;

К вЂ” коэффициент передачи согласующего узла 5 по корректирующему входу, а на вход корректирующего аттенюатора подается напряжение U . Сигнал рассогласования с узла 10 сравнения через коммутатор 11 поступает на нуль-орган15

13, по сигналу которого блок 15 управления принимает решение о проведении коррекции. Fcëè этот сигнал не равен нулю, то блок 15 управления изменяет коэффициент передачи корректи-20 рующего аттенюатора 8 путем коммута" ции набора резисторов через набор ключей. Процедура заканчивается при достижении равенства выходных постоянных напряжений преобразователей би9 °

В данном такте коррекции устраняется неидентичность преобразователей

6 и 9 при входном сигнале, численно равном максимальному выходному напря- 30 жению калибратора. Во втором такте коррекции при входном сигнале, соответствующем нижней границе требуемого динамического диапазона автоматической регулировки уровня, выходное напряжение источника 7 опорного напряже35 ния по сигналу от блока 15 управле5

13

Изменение характеристики преобразования производится посредством изменения коэффициента передачи корректирующего аттенюатора К„„ до достижения равенства нулю сигнала на выходе устройства сравнения: где K K,К „„ — коэффициент передачи устройства после первого такта коррекции.

Откуда

41 см

Оп маКС

Уравнение (1) можно переписать в следующем виде:

4U м

=(К вЂ” — — — -)U +4U

Ьыт с тт ВЛ см о тт м»т к с

Во втором такте цикла коррекции компенсируется смещение характеристики в нижней точке диапазона, т.е. при U « „„ и находится аддитивная поправка 4U „,:

72296

Член

4Бгм

7=, 0

U on мат» определяет мультипликативную погрешность передаточной характеристики, а член ь Цм Q — аддитивную погрешность.

Эффективность коррекции весьма высока. Например, при IQI=0,3 4НС„ /

/Н,„ „„, =О, 1 общая погрешность уменьшается до 17. максимум за три периода коррекции, Таким образом, процесс коррекции погрешности преобразователей позволяет достичь практически идеальной передаточной характеристики всего калибратора.

После цикла коррекции коммутатор

11 отключает выход узла сравнения 10 от нуль-органа 13 и подключает era к входу усилителя 12. Калибратор переходит в режим стабилизации уровня выходного напряжения.

25 рекции

on.миН

) 11,„+

11 о а, макс но записать

dUc (K —;,— — — -)U

+П -% о тт 00 мнн см к 00

=Коц 00, ман,U рп ман

4U =Ю -4U см см Ц

on мат»»

Уравнение (1) после первого такта коррекции имеет вид

4 тт см 4 11см

U =(К— ц

r о on

00, М»»НС

Uon макс Uon, мнн °

Проделав аналогичные выкладки, получаем уравнение передаточной характеристики после второго цикла кор гм бык к (тт ц

0 п. мттн»

on. м»т н

+4U (— — — -) см с on макс

Обозначим через Q отношение

000. мнн

Q =

U оа, макс тогда после и-го такта коррекции мож4Нсм п

И выт --(К вЂ” — --- — Q )U „+4(1см Q ° со макс

Очевидно, что всегда I Q I с 1, т.е. процесс сходящийся. В пределе при п - значение К „ равно К,, а начальное смешение 4U „ принимает нулевое значение, т.е.:

Формула изобретения

Широкополосный калибратор переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, регулятор пепеменного.напряжения, усилитель мощности, аттенюатор, подключенный к выходным выводам, а также узел сравнения, усилитель, выход которого подключен к управляющему входу регулятора переменного напряжения, опорный и измерительный преобразователи переменного напряжения, выходы которых подключены к входам узла сравнения, источник опорного напряжения, подключенный через корректирующий аттенюатор к входу опорного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены согласующий узел, включенный между выходом усилителя мощности и измерительным преобразователем, дифференциальный источник тока, подключенный выходами к входам смещения измерительного и опорного преобразователей, коммутатор, вход которого соединен с выходом узла сравнения, нуль-орган, вход которого соединен с первым выходом коммутатора, блок управления, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам источника опорного напряжения, корректирующего аттенюатора, 1372296

Составитель С.Черньппева

Техред М.Ходанич

Редактор А.Козориз

Корректор А.Ильин

482/39 Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Подписное

Производственно — полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дифференциального источника тока, коммутатора, причем второй выход коммутатора подключен к входу усилителя, выход нуль-органа соединен с инф ома—

5 пионным входом блока управления, а второй выход источника опорного напряжения подключен к второму входу согласуюшего узла, при этом блок управления функционирует в соответствии с алгоритмом. л