Калибратор переменных напряжений

 

Союз Советсинк

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву ¹ 807247 (22) ЗаЯвлено 31.08.81 (21) 3335542g24 0 с присоединением заявки М (23 } П риоритет

Опубликовано 15.01.83; Бюллетень М

Дата опубликования описания 15.01.83 (5! }М. Кл.

6 05 Р 1/44

Гесуааретееннмй кемнтет

CCCP

60 денем нзебретеннй н етермтнй (53) УДК 621 316 .722. 1(088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Зайдман и М. С. Ройтман .Ф, Научно-исследовательский институт электронной: " -.:>7,;;" - .

1интроскопии при Томском ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамейтт".,„„„ политехническом институте им. С.М. Кирова (7! ) Заявитель (54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различных радиотехничеких устройств.

По основному авт. св. ¹ 807247 из-

5 вестен калибратор переменных напряжений,,содержащий задающий генератор, выход которого через регулирующее звено подключен к усилителю мощности, образцовую

МЕРУ НаПРЯжЕНИИ, ВЫХОД КОТОРОЙ СОЕДИНЕН 1В с первым входом электронного коммутатора, второй вход которого подключен к выходу усилителя мо1пности и выходной клемме, а выход электронного коммутатора через последовательно соединенные согласуюший усилитель, измерительный преобразователь и электронный усилитель подк,лючен к первому входу синхронного детектора, выход которого через интегратор соединен с управляемым входом регулирую- 2о щего звена, причем интегратор выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и усилителя напряжения, зашунтированного конденсатором, и генератора опорной частоты, выход которого подключен к третьему входу электронного коммутатора и ко второму входу синхронного .детектора, при этом точка соединения, усилителя напряжения и резистора интегратора подсоединена ко входу резисторного делителя напряжения, а его выход через двусторонний ограничитель напряжения подключен к выходу синхронного детектора t 1).

Недостатком, этого устройства является большая длительность переходного процесса, Цель изобретения - уменьшение длите льности переходного процесса калибратора переменных напряжений.

Поставленная пель достигается тем,. что в калибратор введены электронный ключ, резистор и инвертируюший усилитель напряжения, при этом точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного усилителя напряжения подсоединена к входу инвертируюшего уси литепя напряжения, выход которого в свою очередь подсоединен к общей шине образ3 989 Я 4 цовой меры напряжения, кроме - ohio, точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного усилителя напряжения подсоединена к первому выводу резистора, второй вывод которого че- > рез электронный ключ подключен к общей шине, причем управляющий вход электронного ключа подсоединен к генератору опорной частоты.

На чертеже представлена принципиальная10 схема калибратора переменных напряжь- ний.

Калибратор содержит источник 1 стабилизируемого напряжения, регулирующее звено 2, усилитель мощности 3, электрон- 1 ный коммутатор 4, образцовую меру напряжения 5, согласуюший усилитель 6, (например, повторитель напряжения ) измерительный преобразователь 7 действуюшего значения напряжения (например, фотоэлектрический преобразователь на базе ,маломощной лампочки накаливания и фотодиода), введенный резистор 8, электрон. ный усилитель напряжения 9, синхронный детектор 10, интегратор на базе резисто - 2 ра 11, конденсатора 12, электронного усилителя 13, диодного ограничителя напряжения на диодах 14 и 15, ре:-исторного делителя напряжения на резисторах

16 и 17. Кроме того, устройство содер-. о жит генератор опорной частоты 18, введенные электронный ключ 19 и инвертируюший усилитель напряжения 20.

Дополнительно введенные элементы 8, 35

19 и 20 обведены пунктиром.

Источник 1 стабилизируемого напряжения подсоединен к входу регулирующего звена 2 выход которого в свою очередь подсоединен к входу усилителя мощности 3

В компараторе входы электронного коммутатора 4 подсоединены к выходу усилителя мощности 3 и к образцовой мере напряжения 5. Выход электронного коммутатора подсоединен к входу согласующего

45 усилителя 6, выход которого подключен к дополнительно введенному инвертируюшему электронному усилителю напряжения 20 и к электронному усилителю напряжения 9 через измерительный преобразователь 7 действующего значения напряжения. Выход

so электронного усилителя 9 подсоедийев ко входу интегратора через синхронный детектор 10. Резисторы 11, 16 и 17, диоды

14 и 15, конденсатор 12 и усилитель 13 напряжения образуют интегратор. Причем общая точка соединения резистора 11„ конденсатора 12 и инвертируюшего входа, усилителя 13 напряжения подсоединена ко

2 4 1 входу резисторного делителя напряжения на резисторах 16 и 17.

В свою очередь выход резисторного делителя через диодный ограничитель напряжения на диодах 14 и 15 подсоединен к выходу синхронного детектора 10. Генератор опорной. частоты 18 подключен к электронному коммутатору 4 и синхронному детектору 10. Выход дополнительно введенного электронного усилителя напря; жения 20 подсоединен к общей шине оОоразцовой меры напряжения 5. Выход mтегратора подсоединен к управляющему входу регулирующего звена 2.

Кроме того, общая точка соединения входов усилителей напряжения 20 и 9 и выхода измерительного преобразователя

7 действуюшего значения напряжения подсоединена к первому выводу дополнительно введенного резистора 8, второй вывод которого через дополнительно введенный электронный ключ 19 подсоединен к общей шине. Управляющий вход электронного ключа 19 подсоединен к генератору опорной частоты 18, Предлагаемый калибратор работает следующим образом.

Пусть напряжение Ц с выхода усилителя мощности 3 стабилизатора переменного напряжения в .результате возмущающего воздействия не равно выходному напряжению 00 образцовой меры напряжения

5, т.е. g t U . Тогда на выходе измерительного преобразователя 7 действующего значения напряжения мы получим напряжение 5U, которое после усиления усилителем 9 подается на вход синхронного детектора 10. На выходе синхронного детекто ра 10 появляется выпрямпенное пульсирующее напряжение 5 U. После фильтрации напряжения интегратором на его выходе получим постоянное напряжение (), велиИ чина которого пропорциональна отклонению

Ц по отношению Uo . Это напряжение,. поступая на управляющий вход управляюше

ra звена 2, регулирует напряжение на вхо. де усилителя мощности 3 таким образом, чтобы выходное напряжение усилителя мощности 3 равнялось напряжению образцовой меры 5, т.е. U„= 0 . Электронный ключ 19 подсоединяет резистор 8 к обшей шине только на длительность интервала . Калибратор переменных напряжений позволяет уменьшить длительность переходных процессов при изменении его уровня выходного напряжения за счет увеличения длительности стадии активной стабилизации 6 в течение периода коммутации, т.е. за счет сокращения длительности вре5 менного интервала „и соответствующего увеличения длительности временного интервала времени в течение периода коммутации.

Для прототипа отношение периода к длительности временного интервала актив.ной стабилизации Ьд. равно двум.

<<+t< (1)

Эго означает, что стадия активной ста-10 билизации выходного напряжения калибратора возможна лишь на протяжении длительности полупериода 4 . В течение полуцериода 6 коммутации в калибраторе принципиально исключена отработка возмущающего напряжения, что и приводит к увеличению длительности переходных про. цессов.

B предлагаемом устройстве, длительность временного интервала времени Ь сущест- о

i венно меньше временного интервала времени., т.е. t <с+, а отношение периода коммутации к длительности временного интервала временит, стремится к единице. р= —

Я. (22

За счет этого увеличена длительность стадии активной стабилизации выходного уровня калибратора напряжения, а следовательно, сокращена длительность отрабж и ки переходных процессов стабилизатора переменного напряжения в течение периода коммутации.

Физически достижение данного положи-тельного эффекта можно объяснить следую35 щим образом.

На интервале времени Ь электронный коммутатор 4 подключает выход образцовой меры 5 на вход согласующего усиш теля напряжения 6. B этом случае цепь отрицательной обратной связи элементов 2,ф,4,6, - 17 разомкнута, но при этом замкнута цепь отрицательной обратной связи элементов 5„4 6, 7 и 20, т.е. измерительный преобразователь 7 дейс " 45 вующего значения напряжения входит в замкнутый контур, охватывающий узлы

4, 6, 7, 2О и 5. Эгот контур охвачен отрицательной обратной связью. Согласно теории отрицательной обратной связи час»тотные искажения преобразователя 7 дей50 ствующего значения напряжения уменьшаю ся, в связи с чем сокращается длительвость его переходного процесса на интервале времени т, И

Таким образом, введенный нами первый технический прием позволяет уменьшить частотные искажения измерительного пре42 6 образователя 7 действующего значения напряжения.

Чтобы сократить. временной интервал

° Ь и увеличить временной интервал +g, необходимо, чтобы переходной конденсатор фотоэлектрического преобразователя

7 успевал приобретать один и тот же заряд как в течение интервала Е1, так и в течение длительности интервала .6,р .

Это возможно лишь, если ток заряда (разряда) в интервале времени будет во столько раз больше тока разряда (заряда) в интервале времени 6, каково их отношение д + <.

Сказанное можно реализовать, еспи на этапе- уменьшить постоянную време ни переходной КС - цепочки фотоэлектри» ческого преобразователя 7, Для этого на этапе электронный ключ 19 подсое. диняет резистор 8 к общей шине. В этом случае уменьшается постоянная времени. переходной с- цепочки фс гоэлектричесм кого преобразователя 7, а следовательно достигается быстрое восстановление заряда конденсатора.

Итак, заряд 9. конденсатора на этапе должен быть равен его зарядуфр на этапе Ьа. в установившемся режиме, т.е. Ь = Ь.

Таким образом, второй технический прием позволяют обеспечить равенство количества электричества, которое кондея сатор приобретает на этапе 4q, количеств. ву электричества, которое конденсатор теряет на этапе Ь или наоборот в зависимо сти от знака отклонения Uy, от (),>.

Использование этих приемов одновремен но и обеспечивает сокращение длительноо- ти этапа, что позволяет сократить длительность переходного процесса в течение периодаТ частоты следования генератора опорной частоты 18.

Формула изобретения.

Калибратор переменных напряжений по авт. св. Ми 807247, от л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью уменьшения длите льности переходного процесса, в него введены электронный ключ, резистор и инвертируюший усилитель напряжения, при этом .точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного усилителя напряжения подсоединена к входу инвертирующего усилителя. напряжения, выход которого в свою очередь подсоединен к общей шине образцовой меры напряжения, кроме того, точка соединения выхода из

7 989542 8 мерительного преобразователя и входа . соединен к генератору опорной часэлектронного усилителя напряжения под- тот ы. соединена к первому выводу резистора, Источники информации, второй вывод которого через электронный принятые во внимание нри экспертизе ключ подключен к обшей шине, причем . g 1. Авторское свидетельство СССР управляющий вход электронного ключа под- М 807247, кл. 605 F 1/44. 1979.

Составитель С. Чернышева Редактор М. Петрова Техред Т.Фанта Корректор Г. Огар

Заказ 11130/68 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. У,кгород, ул. Проектная, 4