Высокостабильный источник опорного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

4 л (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 05 F 1/56 (22) Заявлено 07 07 78 (21) 2645484124 — 07 с присоединением заявки ре

Государственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621З16. .722.1(088.8) по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень ЛЪ 28

Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Автор изобретения

А E. Булах (7I) Заявитель (54) ВЫСОКОСТАБИПЬНЫЙ ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к метрологии, измерительной технике, приборостроению и может быть использовано в качестве образцовых и рабочих мер напряжения постоянного тока.

Известен источник опорного напряжения, содержащий стабилитрон и два транзистора с до5 полнительной симметрией и коллекторно-базовыми связями, эмиттер одного из которых соединен через резистор с общей шиной, а эмиттер друтого — с источником питания, причем один !

О вывод стабилитрона подключен к выходу устройства, а другой — к общей шине (1).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее компенсационный стабипизатор напряжения с последовательным регулирующим элементом, усилителем постоянного тока и делителем напряжения, включенным одним концом к выходу регулирующего элемента, другим — к общей шине, по крайней мере, два оконечных параметрических стабилизатора напряжения, каждый из которых выполнен на стабилитроне . и балластном резисторе, причем точка соединения одного вывода каждого балластного резис2 тора и соответствующего стабилитрона, через соответствующий суммирующий первый резистор, соединена со входом усилителя постоянного тока компенсационного стабилизатора, а через соответствующий суммирующий второй резистор — с выходной клеммой (2).

Выходное напряжение таких источников U „ в момент времени т., определяется как среднее арифметическое значение напряжения стабилизации группы стабилитронов по формуле где (); — напряжение стабилизации i -го стабилитрона группы;

11 — число стабилитронов .в группе.

Если в момент времени 1 (изменяется напряжение стабилизации стабилитрона, например о -ого, иа величину Д Ц„, то это приводит к изменению выходного напряжения на

) КО я о ао

35 онов 10 — 10,, 40

3 велпч щУ 0 U,„. б О ь,„можно опРеДелить, по формуле сГО =U О

Выу 9ьФ t Вы /Л

Q „О

В соответствии с (2) повысить стабильность известных источников на основе группового соединения стабилитропов возможно либо за счет увеличения числа и стабилитронов в группе, либо путем изготовления или специального отбора стабилитронов и балластных резисторов с малой величиной нестабильности. Увеличение числа. стабилитронов в группе значительно усложняет создание опорного истошика, снижает его надежность, увеличивает стоимость.

При этом в источник требуется дополнительно вводить большое число высокоточных ре- зисторов, а для питания его использовать более мощный высокостабильный предварительный стабилизатор, что существенно усложняет практическое осуществление источника, Цель изобретения .— уменьшение нестабильности выходного напряжения и повышение надежности исто шика опорного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены по крайней мере два операционных усилителя, выходы которых соединены с управляющим входом соответствующих регулирующих элементов, включе ппах между выходом компенсационного стабилизатора. напряжения и другим выводом соответствующего балластного резистора, а точки соединения каждого балластного резистора и стабилитрона подключены к одному иэ входов соответствующего операционного усилителя, другой вход которого подключен ко входу усилителя постоянного тока компенсационного стабилизатора напряжения.

На чертеже приведена функциональная схема высокостабильного источника опорного напряжения.

Схема содержит последовательный-регулирующий элемент 1, усилитель 2 постоянного тока, делитель 3 и 4 напряжения, первую группу суммирующих резисторов 5 — 5, вторую группу суммирующих резисторов 6„—.

6>, балластные резисторы 7 — 7„, операционные усилители 8А- 8„, регулирующие элементы 9 — 9 стабилитроны 104 — 10,, Г

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение подается на клеммы

11 и 12. Изменение напряжения. стабилизации любого из стабилитронов, например, 10г, вызывает на входе соответствующего опсряционного усилителя (8,1) измерение управляющего сигнала, который представляет- разность напряжений (управляющего и опорного) снимаемых непосредственно со стабилитрона и с общей точки первой группы суммирующих резисторов, подключенных к параметрическим стабилизаторам напряжений. Параметрические. стабилизаторы, выполненные на основе группы стабилитронов 10 — 10гт питаются через балластные резисторы 74 — 7г и регулирующие элементы 9, — 9г от предварительного компенсационного стабилизатора напряжения, который содержит последовательный элемент 1, усилитель 2 постоянного тока и делитель 3 и 4 напряжения.

Управляющий сигнал с выхода операционного усилителя 8г1 подается на регулирующш элемент 9,, который изменяет ток стабилизации стабилитрона 10, и соответственно напряжение стабилизации стабилитрона так, чтобы восстановить напряжение стабилизации стабилитрона до величины, равной начальному значению, т.е. скомпенсировать действие дестабилизирующего фактора.

Дополнительные регулирующие элементы

9 — 9д включены последовательно с регулирующим элементом 1 компенсационного стабилизатора напряжения, который соединен с выходом усилителя 2 постоянного тока. На входы усилителя 2 постоянного тока подаются напряжения с делителя 3 и 4 напряжения и опорное напряжение, снимаемое с группы стабилитронов 10 — 10, через первую группу суммирующих резисторов.

Высокостабильное выходное напряжение источника на клеммах 11 и 12 снимается с общей точки второй группы суммирующих резисторов 5 — 5> и с общей точки стабилитФормула изо бр етения

Высокостабильный источник опорного напрякения, содержащий компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим элементом, усилителем постоянного тока и делителем напряжения, включенным одним концом к выходу регулирующего элемента, а другим — к общей шине, по крайней мере, два оконечных параметрических стабичизатора напряжения, каждый из который вытолнен на стабилитроне и балластном резисторе, причем точка соединения одного вывода каждого балластного резистора и соответствующего. стабилитрона через соответствующий суммирующий первый резистор, соединена со входом усилителя постоянного тока компен5 сациоиного стабилизатора, а через соответствующий суммирующий второй резистор — с выходной клеммой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нестабильности выходного напряжения н повышения надежности источника опорного напряжения, в него введены по крайней мере два операционных усилителя, выходы которых соединены с управляющим входом соответствующих регулирующих элементов, включенных между выходом компенсационного стабилизатора напряжения и другим выводом соответствующего балластного резистора, а точки соединения каж752290 6 дого балластного: резистора и стабилитрона подключены к одному из входов соответствующего операпионного усилителя; другой вход которого подключен ico входу усилителя постоянного тока компенсационного стабили затора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе щ 1. Авторское свидетельство СССР Н 513287, кл. Н ОЗ К 7/10, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР и 579604, кл. G 05 F 1/56, 1975,