Цифровой генератор тока инфранизкой частоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсиик

Социалистические ресщбпни (>944089 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву

{22)Заявлено 01.07.77 {2l) 2502823/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень Ме 26

Дата опубликования описания 17.07.82 (51)M. Кл.

Н 03 К 4/02

3Ьеударетееавй канетет

СССР до диан кэобретенкй и атерйткй (5З ИДК621.374 (088.8) Б. А. B, K. В, Капелько, C. К. Крылов и В. А, Першин (72) Авторы изобретения

{71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ТОКА ИНФРАНИЗКОЙ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике, в частности к измерениям фазочастотных и амплитудночастотных параметров электротехнических устройств и систем.

Известен цифровой генератор тока, инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетчику импульсов, соединенному с цифровым управляемым сопротив о лением и управляющими входами знаковых ключей. Силовые входы знаковых ключей соединены через цифровое управляемое сопротивление с одним полюсом источника питании, два других силовых вхо- 15 да знаковых ключей соединены с другим полюсом источника питания, а выходы соединены с нагрузкой (1).

Недостатком устройства является низкий коэффициент полезного действия из- 20 за того, что для осуществления режима генератора тока по отношению к нагрузке минимальная величина цифрового управляемого сопротивления должна на 1-2 порядка превышать максимальную величину сопротивления нагрузки. Кроме того, через цифровое управляемое сопротивление (ключи и прецизионные резисторы) течет полный ток нагрузки, что приводит к перерасходу мощности. в цепях управления ключами, увеличению габаритов и ухудшению метрологических параметров.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетчику импульсов, соединенному с цифровым управляемым сопротивлением, подключенным к одному полюсу источника питания, и с управляющими входами двух знаковых ключей, два силовых входа которых соединены с силовым входом регулирующего элемента стабилизатора тока, выход и управляющий вход которого подключены между инвертирукицим входом и выходом усилителя сигнала рассогласования соответственно, два других силовых входа знаковых ключей подключены к этому же полюсу источни944089 4

5л

45 сЛ ка питания, а ьыходы-к нагрузке, причем выход регулирующего элемента стабилизатора тока через этелонный резистор, а прямой вход усилителя сигнала рассогласования через опорный резистор подключены к другому полюсу источника питания, и источник опорного напряжения (2J .

Недостаток данного устройства заключается в том, что через цифровой управляемый резистор и его прецизионные резисторы течет полный ток нагрузки, что

- приводит к существенному расходу мощности в цепях управления и увеличению мощности генерируемых полях.

Цель изобретения — снижение мощности управления ключами при одновременном повышении помехозашищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровом генераторе тока инфранизкой частоты, содержащем генератор тактовых импульсов, выход котороГо подключен к счетчику импульсов, соединенному с блоком цифрового управляемого сопротивления, подключенного к одному полюсу источника питания, и с управляющими входами двух знаковых ключей, два силовых входа которых соединены с силовым входом регулирующего элемента стабилизатора -.îêà,,выход и упрамяющий вход которого подключены между и шертируюшим входом и выходом усилителя сигнала рассогласования соответственно, два других силовых входа знаковых ключей подключены к этому же полюсу источника питания, а выходы— х нагрузке, причем выход регулирующего элемента стабилизатора тока через эталонный резистор, а прямой вход усилителя сигнала рассогласования через опорный резистор подключены к другому полюсу источника питания, введен токостабилизирующий элемент, эталонный вывод которого подключен к блоку цифрового у правляемого сопротивления, опорный вывод — к полюсу источника, питания, а нагрузочный вывод - к дополнительному прямому входу усилителя сигнала рассогласования.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Цифровой генератор тока инфранизкой, частоты содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 импульсов, знаковые ключи 3 и 4, нагрузку 5, блок цифрового управляемого сопротивления 6, стабилизатор 7 тока, усилитель 8 сигнала рассогласования, регулирующий элемент 9 стабилизатора тока, опорный резистор 10, эталонный резистор 11, токостабилизирующий элемент 12, содержащий транзистор 13, стабилитрон

14, резистор 15 и транзистор 16 ин вертирующего каскада усилителя 8 сигнала-рассогласования, полюсы 17 и 18 источника питания.

Выход генератора 1 тактовых импульсов подключен к входу счетчика 2 импульсов, выходы которого, кроме выхода последнего разряда, подкшочены к управлякицим входам блока цифрового управляемого сопротивления 6. Выход последнего знакового разряда счетчика 2 импульсов подключен к управляющим входам знаковых ключей 3 и 4. Одна пара силовых входов знаковых ключей 3 и 4 подключена к полюсу 17 источника питания, другая — к силовому входу регулирующего элемента 9 стабилизатора 7 тока, включающего эталонный резистор

11, усилитель 8 сигнала рассогласования, опорный резистор 10. Прямой вход усилителя 8 сигнала рассогласования через опорныи резистор 10, а инвертирующий вход через эталонный резистор 11 соединены со вторым полюсом 18 источника питания, при,этом к инвертирующему входу у илителя 8 сигнала рассогласования подключен выход регулирующего элемента 9 стабилизатора 7 тока, а к прямому входу усилителя 8 сигнала рассогласования подключен коллектор транзистора 13 токостабилизируюшего элемента 12, в эмиттерную цепь которо о включен блок цифрового управляемого сопротивления 6. Нагрузка 5 подключена к выходам знаковых ключей 4 и 3.

Устройство работает следующим образом, Под действием входного напряжения по цепи знаковый ключ 4 — нагрузка 5 — знаковый ключ 3 — регулирующий элемент 9 стабилизатора 7 тока — эталонный резистор 11 протекает ток, соответствующий разнице напряжений на прямом и инвертируюшем входах усилителя 8 сигнала рассогласования, т.е. величина тока нагрузки 5 автоматически поддерживается такой, что падение напряжения от протекания этого тока на эталонном резисторе

11 было бы равным напряжению, снимаемому с опорного резистора 10.

Однако при постоянных величинах сопротивления опорного резистора 10 и напряжения базы транзистора 13 токостабилизирующего элемента 12 напряжение на прямом входе усилителя 8 сигнала рассогласования "следит за измене3S

5 9440 нием проводимости блока цифрового управляемого сопротивления 6 и, если последнее изменяется, опорное напряжение стабилизатора 7 тока, а вместе с ним и ток изменяется по тому же закону. По мере заполнения счетчика 2 импульсов проводимость блока цифрового управляемого сопротивления 6 изменяется по квазисинусоидальному закону, причем при заполнении счетчика 2 импульсов от нуля to до максимального кода проводимость блока цифрового управляемого сопротивления 6 изменяется в соответствии с полуволной синусоиды, а при поступлении на вход счетчика 2 импульсов следующего д импульса знаковые ключи 3 и 4 опрокидываются, счетчик 2 импульсов сбрасывается в нулевое положение, по мере поступления очередных импульсов проводимость блока цифрового управляемого сопротивления 6 вновь начинает "описывать" полуволну синусоиды, а выходной ток течет через нагрузку 5 в противоположном по отношению к первоначальному направлению. 25

Предлагаемый генератор тока инфранизкой частоты универсален и не накладывает ограничений на схему исполнения усилителя. 8 сигнала рассогласования. В том случае, когда усилитель 8 сигнала рассогласования проектируется вновь, целесообразно с целью повышения надежности за счет исключения двух каскадов усиления напряжения коллектор транзистора 13 токостабилизирующего трехполюсника подключить к коллектору транзистора 16 инвертирующего каскада,усилителя 8. При этом коэффициент усиления первого каскада усилителя 8 за счет высокого выходного сопротивления токостабилизирующего трехполюсника достигает 2000-2500, а формиро89 6 ванне выходного тока, происходит точно также, что и в рассмотренном варианте.

Формула изобретения

Цифровой генератор тока инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетчику импульсов, соединенному с блоком цифрового управляемого сопротивления, подключенного к одному полюсу источника питания, и с управляющими входами двух знаковых ключей, два силовых входа которых соединены с силовым входом регулирующего элемента стабилизатора тока, выход и управляющий вход которого подключены между инвертирующим входом и выходом усилителя сигнала рассогласования соответственно, два других силовых входа знаковых ключей подключены к этому же полюсу источника питания, а выходы — к нагрузке, причем выход регулирующего элемента стабилизатора тока через эталонный резистор, а прямой вход усилителя .сигнала рассогласования через опорный резистор подключены к другому полюсу источника питания, о т л и ч аю m è и с я тем, что, с целью снижения мощности управления ключами при одновременном повышении помехозащищенности, в него токостабилизирующий элемент, эталонный вывод которого подключен к блоку цифрового управляемого сопротивления, опорный вывод — к полюсу источника питания, а нагрузочный вывод — к дополнительному прямому входу усилителя счгнала рассогласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 511681, кл. Н 03 К 4/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 525834, кл. Н 03 В 19/00, 1976.

944089

Составитель Л. Колосков

Редактор М, Келемеш Техред М,Гергель Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5153/74 Тираж 959 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, 4