Стабилизатор переменного сигнала Советский патент 1983 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в любой области техники, где необходимо иметь стабильный ток или стабильное напряжение/ а менно при создании источников тестовых сигналов для поверки, цифровых вольтметров высоко го класса точности. Известен стабилизатор тока, выходной ток которого слабо зависит . от нагрузки. Стабилизация тока в таком устройстве осуществляется за счет .использования высокого выходно го сопротивления транзисторов С 13. Однако невысокая стабильность передаточных характеристик транзисторов обусловливает неудовлетворительную стабильность выходного тока стабилизатора. Наиболее близким к предлагаемому явлйется устройство, содерзкатее регулируемый элемент, включенный между входньми и выходными вывoдa, .два конденсатора, двупоЛярный источник опорного сигнала, усилитель рассогласования, усилитель с нелинр ной обратной связью, выполнены в виде двух цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединен ного диода и резистора, причем указанные цепи включены между входом и выходом усилителя с йелинейной обра ной связью, а выход усилителя рассогла6ова11ия подсоединен к управляю щему входу регулируемого элемента, при этом между выходом регулируемог элемента и входом усилителя с нелинейно й обратной связью подключен . токозадающий резистор . Недостатком такого стабилизатора является зависимость уровня выходно сигнала от коэффициента передачи . . усилителя, охваченного.нелинейной обратной связью, и параметров диодо работающих в обратном направлении, что снижает стабильность выходного сигнала. Цель изобретения - повькиение стабильности выход«ого сигнала стабилизатора. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного сигнала, содержащем регулируе ФШ элемент, включенный между входными и выходными выводалда, два конденсатора, двуполярный источник опорного сигнала, усилитель рассогласования усилитель с нелинейной обратной связью, выполненной в виде двух цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных диода и резистора, причем указанные цепи включены между входом и выходом усилителя с нелинейной обратной связью а выход усилителя рассогласования подсоединен с управлякндему входу регулируемого элемента, при этом между выходом, регулируемого элемента и входом усилителя с нелинейной обратной связью включен токозадающий резистор, двуполярный источник опорного сигнала подключен средней точкой к входу усилителя с нелинейной обратной связью, а потенциальными выводами - к резисторам цепи нелинейной обратной связи, конденсаторы включены между входом усилителя с нелинейной обратной связью и средними точками соответствующих диодно-резисторных цепей нелинейной обратной связи, соединенньо 4и с соответствующиьш входами усилителя рассогласования.. На чертеже изображена функциональная схема устройства. К выходу усилителя 1 подключены диоды 2 и 3, последовательно с ними включены резисторы 4 и 5, образующие нелинейную обратную связь, источник 6-1 опорного сигнала, средняя точка которого подключена к входу усилителя. Источник опорного сигнала может состоять из двух аккумуляторных батарей 6-2 и 6-3, соединенный последовательно, причем точка соединения батарей является средней точкой источника опорного сигнала . Конденсаторы 7 и 8 подключены к средним точкам диодно-резистивньлх цепей и источника опорного сигнала. Между входсм усилителя 1 и выходом регулируемого элемента 9 включен токозадающий резистор 10. К средним точкам диодно-реэистивных цепей подключены входам дифференциального усилителя 11 рассогласования, выход которого соединен с регулируемым элементом 9. При появлении на выходе регулируемого элемента напряжения с номинальным уровнем усилимте ль, охваченный нелинейной обратной связью, также будет работать в номинальном режиме. При этом переменная составляющая токов диодов 2 и 3, вызванная ч, появлением сигнала на выходе этого усилителя, протекает через конденсаторы фильтра 7 и 8. Йри соответствующем выборе значений конденсаторов 7 и 8 потенциалы точек 12г 13 и 14 По переменному току равны между собой . При наличии двуполярного источника с напряжением ,U%U (где иR6 и UR4 - падение напряжения а резисторах 4 и 5, вызванное средевыпрямленным значением стабилизиуемого сигнала) потенциалы точек 2, 13, и .14 становятся равньода и по остоянному току. В этом случае на ход дифференциального усилителя ассогласования поступает напряжение лизкое к нулю, что также соответствует его номинальному режиму. При отклонении уровня сигнала на выходе регулируемого элемента происходит нарушение условия (1), что приводит к появлению сигнала на выходе дифференциального усилителя, ЭтЬт сигнал усиливается и, воздействуя на .регулкруеьлзй элемент, сводит возникшее отклонение к малой величине.

Устройство работает таким обраэом, что всегда выполняется условие (1). В этом случае выходное напряжение на выходе-усилителя 1 буде определяться падением напряжения на открытых диодах

iUo

,--и

6bUV-.(2

:В устройстве-прототипе, где источник опорного Ьигйала и средняя точка диодно-реэистивной цепи прдклю51аются к ооо ветствующим входам сравнения, конденсаторы фильтра включены йосле схемы сравнёния, а реэисто диодно-резистивных цепей подключены к входу усилителя 1, выходное напряжение эт«эго Усилителя будет иметь эн ачение

I M), где Uft4(j5 - падение напряжения, вызванное падением переменной и постоянной составляющей вьшрямпенного напряжения. Сравнение {2} и 3) п:окаэывает, что в предлагаемом устройстве уровень выходного напряжения усилителя 1 может быть значительно ниже, чем в базовом обьекте. Входной ток усилителя, охваченного нелинейной обратной связью, определяется из выражения

л ..у (4)

. . 1

где R значение токозадающего ре зистора;

К - коэффициент передачи усилителя 1}

Оьух- выходное напряжение стабилизатора;. и.. ,„.,- выходное напряжение усили шеля 1.

СреднеВыпрямпенное значение тока, протекающего через резисторы 4 -и 5 можно записать в виде

. 4.б Т -Зобр(%р), ler ,

де iQgp - ток диода, включенного в обратном направлении при подцаче напрЯЖеНИЯ и Bb,y,v . Функция fgp((if,btyiy

как известно, является возрастающеп при возрастающемаргументе, При изменении тока 1 , протекающего через резисторы 4 и 5, происходит изменение выходного напряжения стабилизатора. Как видно из выражений (k) и (5), на этот ток оказывает влия.ние

значение коэффидиента усиления и обратный ток даюдов. Это влияние уменьшается при снижении выходного напряжения усилителя с нелинейной обратной связью, т.е. в предлагаег эм устройстве эв счет изменения места включения источника опорного сигнала и конденсаторов фильтра снижено выходнре напряжение усилителя что приводит к уменьшению зависимости вцходного напряжения стабилизатора от коэффициента передачи усилителя и обратных параметров диодов и соответствующему увеличеншо его стйбильности. ; . .-..,..,,- .

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО СИГНАЛА, содержащий регулируемый элемент, включенный между вxoдны Ш и выходн1ЛУ1И выводами, два кондбнсатора, двуполярный источник опорного сигнала, усилитель рассогласов1ания, усилитель с нелинейной обратной связью, выполненной в виде двух цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных диода: К резистора, причем у Газанные цепи включены между входом и выходом усилителя с нелинейной обратной связью, а выход усилителя рассогласования подсоединен к управляющему входуч регулируемого элемента, при этом между выходом регулируемого элемента и входом усилителя с нелинейной обратной связью включен токозадающий резистор, отличающийс я тем, что, с целью увеличения стабильности сигнала, двуполярный источник опорного сигнала подключен средней точкой к входу усилителя с нелинейной обратной связью, а потен(Л циальными выводами - к резисторам цепи нелинейной обратной связи, конденсаторы включены между входом усилителя с нелинейной обратной связью и средними точками соответствующих диодно-транзисторных цепей нелинейной обратной связи, соединен: ными с соответствующими входами усилителя рассогласования. Oj, Is3 сз:) iNd 4;