Калибратор переменного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H03L5/00 

ю

I

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям, направлено на создание низкочастотных калибраторов напряжения переменного тока и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 900464,.

Целью изобретения является повышение точности работы за счет компенсации низкочастотной погрешности, расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности использования устройства как прецизионного источника переменного напряжения с калиброванным уровнем нелинейных искажений. I

На чертеже приведена структурная

электрическая схема устройства.

Калибратор переменного напряжения содержит задающий генератор 1, выход которого соединен с входом регулирующего блока 2, выходом соединенного с выходной шиной 3 через усилитель 4 мощности, компаратор 5, два входа которого подключены соответственно к источнику 6 опорного напряжения и выходной шине 3, а выход через усилитель 7 рассогласования - к управляющему входу регулирующего блока 2, последовательно включенные между выходной шиной 3 и вторым входом усилителя 7 рассогласования регулируемый аттенюатор 8, интегратор 9, блок 0 умножения, второй вход которого подключен к выходной шине 3, разделителный конденсатор 11, первая обкладка которого подключена к выходу блока 10 умножения, вторая обкладка - к неинвёртирзлощему входу усилителя 7 рассогласования, выпрямитель 12, дополнительный интегратор 13, первьш сумматор 14, первым входом и выходом включённый между второй обкладкой разделительного конденсатора 1 и неинвертирующим входом усилителя 7 рассогласования, второй вход первого сумматора соединен с выходом вьтрямитёля 12, вход которого соединен с выходом дополнительного интегратора 13, вход которого соединен с выходом блока 10 умножения, второй сумматор 15, включенный своим первым входом и выходом между выходом регулирующего блока 2 и входом усилителя 4 мощности, а второй вход сумматора I5 соединен с шиной 16 управления .

Устройство работает следующим образом.

627272

I Сигнал с выхода задающего генератора I поступает на выходную шину 3 через регулирующий блок 2, сумматор 15 и усилитель 4 мощности, на шину

5 16 поступает сигнал с входа калибратора. Управляющий сигнал для регулирующего блока 2 образуется на выходе усилителя 7 рассогласования, на неинвертирующий вход которого по0 ступает сигнал с выхода компаратора 5. Последний производит сравнение переменного сигнала с выходной шины 3 калибратора и постоянного сигнала с выхода источника 6 опорного на15 пряжения. На неинвертирующий вход усилителя 7 рассогласования через сумматор 14 поступают сигналы, компенсирующие напряжение второй гармоники и погрешность компарирования

20 в области низких частот.

Сигнал с выходной шины 3 поступает одновременно на вход 17 и через регулируемый аттенюатор и интегратор на вход 18 блока 10 умноже25 ния, с выхода которого через конденсатор 11 поступает первый на вход, а через интегратор 13 и вьтрямитель 12 - на второй вход сумматора 14. Принцип компенсации низкочастот30 ной погрешности компарирования основан на формировании постоянного напряжения, амплитуда которого с изменением частоты задающего генератора изменяется по тому же закону,

5 что и низкочастотная погрешность компарирования. С этой целью в калибратор дополнительно введен интегратор 13, выпрямитель 12 и сумматор 14.

0 В реальной схеме данные узлы могут быть вьшолнены соответственно на основе RC-цепи, пикового детектора и резистивного сумматора.

Выходное напряжение блока 10 ум5 ножения можно представить в виде

UBb,xJt)Z8b,,,(t),,,,(t)-Kg. К,.К,„,

Где Ugy (t) - выходное напряжение

блока 10 умножения;

0 l ebix- t) выходное напряжение

калибратора по шине 3; Kg-K,g - коэффициенты передачи регулируемого аттенюатора 8, интегратора

59 и блока 1C соответственно.

Коэффициент передачи интегратооа 9 равен 1/ 1 1 к ., i --- при со L 1 , iuo s где Lg - постоянная времени интегратора 9, Поскольку Kg и K|g - величины постоянные и выходное напряжение интегратора сдвинуто, на угол tf 90 относительно напряжения на его входе, о в результате перемножения квадратурных напряжений на выходе блока 10 умножения получим / . Т Den тг о (t} ----Х-Sin 2ot..., 3 QCqJ где f - суммарный коэффициент передачи блоков аттенюатора и перемножителя. Если модуль коэффициента передачи интегратора 13 представить как , --- при Wo , u(us,r где К,, - модуль коэффициента передачи интегратора 13; tl.j - постоянная времени интегратора 13; тогда напряжение на выходе вьтрямителя 12 равно 2 II 5 & UsbiX тъ ,г (utj(ue;r где В - коэффициент преобразования выпрямителя 12, В предлагаемом устройстве для компенсации низкочастотной погрешности напряжение с выхода вьтрямителя 12 Ujy через сумматор 14 поступает на неинвертирующий вход усилителя 7 рассогласования. При этом фазировка напряжений Ugbixio Uewxij на входах его такова, что ни кочастотная погрешность компенсиру ется. Таким образом, формирование с мощью интегратора 13 и вьтрямителя 12 постоянного напряжения снижает низкочастотную погрешность и тем с мьм повышает точность калибровки уровня выходного напряжения калибр тора. С целью расширения функциональн возможностей калибратора в него до полнительно введен сумматор 15, Пр подаче на шину 16 напряжений часто кратных частоте выходного напряжен задающего генератора 1, напряжение на шине 3 калибратора будет равно 1262727 ; где 5 10 где Ugj и К мон одн нап 4 g,(t)U,,,(t)4Ue,,,(t), Ug,,|(t) - напряжение 1-й гармоНИКИ в спектре выходного сигнала; ( напряжение п-й гармоники в спектре выходного сигнала; . п - номер гармоники. оскольку Uey,(t)K -Kg-U8,(t), К(, - коэффициент усиления усилителя 4 мощности; Kg - коэффициент передачи сумматора 15; t) - напряжениеh-и гармоники на шине 16 калибратора, , Kg-const, то уровень h -и гарки в спектре выходного сигнапа значно определяется амплитудой яжения на шине I6. Если Ugy, {t) ZI U, ncot, TO коэффициент нелинейных искажений вы-, ходного напряжения калибратора опре-. деляется как I .. l|Uir +Uo,r +. . Кг- 4и +и„+... :где К - коэффициент нелинейных искажений; ,«-,iV . и и, - амплитуды гармонических составляющих, I, И поскольку Ufr+Ujr- U -b... const, так как представляет собой выходное напряжение калибратора, то за счет введения сумматора 15 появляется.возможность использования калибратора, как прецизионного источника переменного напряжения с калиброванным уровнем нелинейных искажений . Таким образом, в калибраторе переменного напряжения за счет введенных интегратора, вьтрямителя, первого и второго сумматоров повышается точность калибровки выходного напряжения и расширяются его функциональные возможности. Формула изобретения 1. Калибратор переменного напряжения по авт.св. № 900464, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы за счет

компенсации низкочастотной погрешности, в него введены вьтрямитель, дополнительный интегратор, первый сумматор, включенный между разделительным конденсатором и неинвертирующим входом усилителя.рассогласования, причем второй вход первого сумматора соединен с выходом выпрямителя , вход которог.о соединен с вьЕходом дополнительно.го интегратора , вход которого соединен с выходом блока умножения.

2627276

2, Калибратор по п, 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности 5 использования устройстве как прецизионного источника переменного Напряжения с калиброванным уровнем нелинейных искажений, в него введен второй сумматор, включенный первым 10 входом и выходом между выходом регулирующего блока и входом усилителя мощности, а второй вход сумматора соединен с шиной управления.

Изобретение предназначено для создания низкочастотных калибраторов напряжения переменного тока и является дополнительным к авт.св. № 900464. Цель изобрете 1ия - повы- . шение точности работы устройства. Калибратор содержит задающий генератор , регулирующий блок 2, усили- ., тель 4 мощности, компаратор 5, источник 6 опорного напряжения, усилитель 7 рассогласования, аттенюатор 8, интегратор 9 и блок 10 умножения. Введение выпрямителя 12, интегратора 13 и сумматора 14 позволяет компенсировать низкочастотную погрешность. При введении сумматора 15 появляется возможность использовать калибратор как прецизионный источник переменного напряжения с калиброванньтм уров & нем нелинейных искажений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л