Устройство формирования опорного напряжения на диапазон частот

 

О П И C А Н И Е 00 497526

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.08.63 (21) 854604/18-10 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 30.12.75. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 29.03.76 (51) М. Кл. G 01г 17/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.314.222 (088.8) (72) Авторы изобретения И. Ф. Клисторин, С. Т. Васьков, И. И. Коршевер и А. М. Ковалев (71) Заявитель Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения АН СССР (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕГ1ИЯ

HA ДИАПАЗОН ЧАСТОТ

Известны устройства формирования опорного напряжения на диапазон частот, содержащие линейный усилитель, измерительный элемент, выполненный в виде моста на фотосопротивлениях, и однокаскадный усилитель постоянного тока в цепи автоматической регулировки усиления.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем использована дополнительная ступень формирования опорного напряжения, представляющая собой широкополосный усилитель на транзисторах с автоматической регулировкой усиления. Регулировка осуществляется посредством фотосопротивленпя, которое освещается лампой накаливания и находится в цепи обратной связи, охватывающей усилитель. В результате увеличивается запас устойчивости и упрощается настройка устройства при сохранении повышенной точности формирования опорного напряжения.

Усилитель постоянного тока сигнала автоматической регулировки усиления (АРУ) может быть выполнен по дифференциальной схеме, что позволяет заземлить напряжение питания измерительного элемента и тем самым исключить инерционный PC-фильтр. В результате повышается быстродействие и устойчивость основной ступени формирования.

С целью расширения диапазона формирования в область низких частот, гармонические составляющие опорного напряжения в сигнале автоматической регулировки компенсируются с помощью делителя напряжения на линейном сопротивлении и фотосопротивлении, освещае5 мом лампой накаливания измерительного элемента.

В устройстве может быть применена автоматическая калибровка измерительного элемента и дифференциального усилителя перед

10 каждым измерением по источнику опорного напряжения постоянного тока, к которому подключается лампа накаливания, освещающая фотосопротивление на время калибровки. Калибровка осуществляется с помощью парал15 лельного делителя, который переключается коммутатором, выполненным в виде последовательного двоичного счетчика на транзисторах. В результате повышается точность формирования.

20 На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства формирования опорного напряжения на диапазон частот.

Дополнительная ступень 1, осуществляющая предварительное формирование опорного

25 напряжения, представляет собой широкополосный усилитель на транзисторах Ть Т с автоматической регулировкой усиления (АРУ) . Система АРУ дополнительной ступени содержит: фотосопротивление ФС1 (входит в цепь отри30 цательной обратной связи, охватывающей уси497526 литель), лампу накаливания ЛН (освещает

ФС и питается напряжением с выхода усилителя через фазоинвертор на Тз), повторители

Т4 — T7 и трансформатор TpI.

Ступень предварительной стабилизации обеспечивает изменение напряжения на входе второй ступени на 2,8 дб (55 мв — 76 мв) при изменении входного напряжения на 20 дб (10 мв — 100 мв).

Основная ступень 2, осуществляющая окончательную стабилизацию, представляет собой широкополосный ламповый усилитель с усиленной АРУ. Она содержит двухтактный усилитель 3 на лампах Л вЂ” JI>, измерительный элемент 4, усилитель сигнала 5 АРУ и делитель напряжения 6.

В тракт двухтактного усилителя 3 включен каскад, коэффициент усиления которого меняется в зависимости от подаваемого смещения на антидинатронные сетки ламп JIz, Л .

Выходное опорное напряжение усилителя

U, подается на измерительный элемент 4, в качестве которого использован электротепловой компаратор действующих значений напряжений, работающий по принципу разновременного сравнения подстановкой.

Схема компаратора, представляющая собой мост, содержит линейные активные сопротивления (RI, R, R3, R4, Rs) и фотосопротивление ФС, освещаемое лампой накаливания

ЛН . Временная нестабильность компарирующего элемента (ЛН вЂ” ФС ) исключается калибровкой компаратора перед каждым измерением.

При калибровке лампа накаливания ЛН питается от источника постоянного тока с точно известным напряжением Uorr-, и компаратор уравновешивается автоматически специальной схемой калибровки 7.

При формировании опорного напряжения

JIH> переключается к выходу устройства на напряжение U,, и компаратор выдает сигнал, величина и знак которого характеризует

Отклонение Uon=QT Uon по величине и направлению. Если мост уравновешен, то

Uon =Uon=пО действующему значению.

Сигнал с измерительного элемента усиливается дифференциальным усилителем постоянного тока 5 на двойных составных транзисторах T8 — T» и используется для регулирования коэффициента усиления каскада на лампах

Л2 и Лз.

Построенная по такому принципу схема устройства формирования опорного напряжения обеспечивает стабильность выходного напря10

Зо

4 жения U, =0,7 в +.0,05 /О по действующему значению при изменении входного напряжения на 20 дб. Время установления выходного напряжения при скачкообразном изменении напряжения на входе на 20 дб составляет

0,15 —:0,25 сек. Нелинейные и частотные искажения не выходят за допустимые пределы в диапазоне от 50 гц до 20 кгц.

Предмет изобретения

1. Устройство формирования опорного напряжения на диапазоне частот, с применением линейного усилителя и измерительного элемента, отличающееся тем, что, с целью увеличения запаса устойчивости и упрощения настройки устройства при сохранении повышенной точности формирования опорного напряжения, в нем использована дополнительная ступень формирования опорного напряжения, представляющая собой широкополосный усилитель на транзисторах с автоматической регулировкой усиления, осуществляемой посредством фотосопротивления, освещаемого лампой накаливания, и находящегося в цепи обратной связи, охватывающей усилитель.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и устойчивости основной ступени формирования, усилитель постоянного тока сигнала АРУ выполнен по дифференциальной схеме, что позволяет заземлить напряжение питания измерительного элемента и тем самым исключить инерционный RC-фильтр.

3. Устройствопо пп. 1и 2,отличающеес я тем, что, с целью расширения диапазона формирования в область низких частот, гармонические составляющие опорного напряжения в сигнале автоматической регулировки усиления компенсируются с помощью делителя напряжения на линейном сопротивлении и фотосопротивлении, освещаемом лампой накаливания измерительного элемента.

4. Устройство по пп. 1 — 3, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования, в нем применена автоматическая калибровка измерительного элемента и дифференциального усилителя перед каждым измерением по источнику опорного напряжения постоянного тока, к которому подключается лампа накаливания, освещающая фо тосопротивление на время калибровки, осуществляемой с помощью параллельного делителя, который переключается коммутатором, выполненным в виде последовательного двоичного счетчика на транзисторах.