Стабилизатор переменного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социвлистическик

Республик (11)966675 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03 ° 04 ° 81 (21) 3269249/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 15. 10. 82

Р1 М К з

G 05 Р 1/44

Государственный комитет

СССР но делам, изобретений и открытий

i (53) УДК 621 ° 316 °, 722. 1 (О 88. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.К. Рыбин и В

Томский ордена Октябрь

Красного Знамени политехнический институт

Кирова .. с:: (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР IIEPENEHHOI 0 НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике, а именно к. созданию прецизионных генераторов гармонических колебаний..

Оно может быть использовано в измернтельных приборах для исследования и проверки радиотехнической аппаратуры и других устройствах, где необходимы быстродействующие стабилизаторы с малыми нелинейными-искажениями.

Известен стабилизатор, который содержит обостряющий узел, усилитель, пиковый детектор, ключ сброса, усилитель сигнала управления, ключ с запоминающим конденсатором, регулирующее звено и усилитель мощности(1 1.

Однако в этом стабилизаторе между моментом времени измерения напряжения и моментом времени начала регулирования происходит задержка на четверть периода, что ухудшает устойчивость; импульсы управления ключами должны иметь малую длительность, что приводит к дополнительным нелинейным искажениям, из-за прохождения части сигнала в управляющее напряжение. Нелинейные искажения можно снизить, если сделать достаточно короткие импульсы. При уменьшении длитель° ности импульсов снижается частотный диапазон из-за ухудшения работы ключа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизатор переменного напряжения, который содержит усилитель, охваченный частотно-зависимой обратной связью, включающей блок с дополнительным выходом усилителя и .частотнонезависимой обратной связью, включающей регулирующее звено, дополнительный выход усилителя через последовательно соединенные формирователь прямоугольного напряжения первый ключ c nepa запоминающим элементом и усилительный элемент подключен ко входу регулирующего звена, основной выход усилителя соединен с одним.из входов суммирующего .усилителя, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения (23.

Недостатком этого стабилизатора является то, что в нем также Формируются импульсы малой длительности, что. приводит к ограничениЮ диапазона рабочих .частот и увеличению нелинейных искажений. цель изобретения — расширение частотного диапазона.

966675

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор введены второй ключ, второй запоминающий элемент и логический инвертор, причем вход второго, ключа соединен с выходом суммирующего усилителя, выход подключен ко 5 второму запоминающему элементу и вхо ду первого ключа, а управляющий вход соединен с выходом формирователя пря" моугольного напряжения через логический инвертор. 10

На чертеже изображен предлагаемый стабилизатор.

Стабилизатор с основным и дополнительным выходами содержит усилитель 1 с частотно-зависимой 2 и частотно-независимой регулируемой обратными связями, к основному выходу которого подсоединены последовательно суммирующий усилитель 3, второй вход которого соединен с выходом источни- ка 4 опорного напряжения, ключ 5 с запоминающим элементом, выполненном на конденсаторе б, ключ 7 с запоминающим элементом на конденсаторе 8, усилительный элемент 9 и регулирующее звено 10 в цепи частотно-независимой обратной связи ° Дополнительный выход стабилизатора соединен со входом формирователя прямоугольного напряжения

11, выход которого связан непосредстzåíío с управляющим входом основного ключа 7 и через логический инвертор

12 с управляющим входам ключа 5.

Стабилизатор работает следующим образом.

При выполнении условий самовозбуж-ЗУ дения на выходе усилителя 1 появляются колебания, которые сравниваются с напряжением источника 4 опорного напряжения и усиливаются суммирующим усилителем 3.,Напряжение с выхода 4р суммирующего усилителя 3 поступает на открытый ключ 5 и заряжает запоминающий конденсатор б. В следующий полупериод ключ 5 закрывается, а ключ 7 открывается. Запирание ключа

5 происходит в момент времени, когда выходное напряжение суммирующего усилителя 3 достигает своего максимального значения. Это напряжение, соответствующее амплитуде, запоминается на запоминающем конденсаторе б. Одновременно через открытый ключ 7 напряжение с запоминающего конденсатора 6 переписывается на запоминающий конденсатор 8. Постоянное напряжение запоминающего конденсатора 8 через усилитель 9 управляет коэффициентом передачи регулирующего звена 10, которое изменяет амплитуду колебаний в направлении уменьшения рассогласования выходного напряжения стабилиза-бО тора и источника 4 опорного напряжения. Так как напряжение на конденсаторе 8 обновляется каждый период в момент достижения выходным напряжением своего максимального (амплитудно- 65 го) значения, задержки в цепи регулирования нет, что позволяет реализовать большое петлевое усиление в контуре стабилизации. Расширение диапазона рабочих частот обусловлено уменьшением влияния, на высоких частотах конечной постоянной времени цепи ключ - запоминающий конденсатор на работу стабилизатора, так как ключи управляются прямоугольным напряже"нием со скважностью равной двум, вместо коротких управляющих импульсов в устройстве, выбранном в качестве прототипа. Снижение нелинейных искажений происходит за счет того, что конденсатор 8 в момент обновле- ния напряжения соединяется с кон денсатором б в момент времени, когда напряжение на последнем неизменно.

Таким образом, введение дополнительных ключа и запоминающего конденсатора, а также логического инвертора позволяет расширить частотный диапазон и уменьшить нелинейные искажения, что дает возможность значи-. тепьно улучшить качество и повысить производительность работ при использовании предлагаемого стабилизатора.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий усилитель, охвачен.— ный частотно-зависимой .обратной связью, включающей блок с дополнительным выходом усилителя, и частотно" независимой обратной связью, включающей регулирующее звено, дополнительный выход усилителя через последовательно соединенные формирователь прямоугольного напряжения, первый ключ с первым .запоминающим элементом и усилительный элемент подключен ко входу регулирующего звена, основной выход усилителя соединен с одним из входов суммирующего усилителя, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены второй ключ, второй запоминающий элемент и логический инвертор, причем вход второго ключа соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход подключен ко второму запоминающему элементу и входу первого ключа, управляющий вход второго ключа соединен с выходом формирователя прямоугольного напряжения через логический инвертор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Известия Томского ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С. М. Кирова". т. 298, 1974, с. 54.

2. Патент Японии 9 44-.53484, кл. G 05 F 1/44, 1969.

966675

Заказ 7844/бб . Тираж 914

ВНИИПИ Государственного комитета СС „Р по делам изобретений и открытий

1 .3035, Москва, Ж-35, Раушская набе, д. 4/5

Подпис ное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С.. Чернышева

Редактор Н. Киитулинец Техред С.Мигунова Корректор! В. Бутяга,