Высокостабильный источник опорного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/56 

3j:ad

со 1

00

I Изобретение относится к электро- ;технике и может быть использовано в

.|качестве образцовьпс и рабочих мер на- |пряжения постоянного тока. : Цель изобретения - уменьшение не- Iстабильности выходного напряжения, улучшение эксплуатационных характеристик путем расширения допустимого разброса напряжения стабилизации стаби- литронов и повьш1ение надежности.

На чертеже представлена структурная схема высокостабильного источника опорного напряжения.

Источник опорного напряжения содержит предварительный компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим элементом 1, усилителем 2 постоянного тока и делителем напряжения на резисторах 3 и А, подключенным одним выводом к выходу регулирующего элемента 1, а другим - к- общей шине, по меньшей мере два оконечных стабилизатора напряжения, каждый из которых содержит параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне 5,, (5.2) и балластном резисторе 6 Д6).,причем один вьгаод каждого балластного резистора

ментов 11 (11j), а также вторая общая точка соединения балластного ре- , зистора 6 (62) и стабилитрона 5,(5,j) одного конечного стабилизатора напряжения подключены к последующему оконечному стабилизатору.напряжения Ст.е. первого к второму и т.д., а последнего - к первому) соответственно, первая точка К второму входу его операционного, усилителя 9(9,), а вторая точка через резистор 13, (13) смещения к резистору 12(122) нагрузки.

Высокостабильньй источник опорного напряжения работает следующим образом.

-Входное напряжение подается на клеммы Вход. Изменение напряжения стабилизации любого стабилитрона, например 5j, вызывает на входе соответствующего операционного усилителя : 9 изменение управляющего сигнала, который представляет разность напря- 5 жений (управляющего и опорного), снимаемых с реактивного элемента и с общей точки балластного, суммирующих резисторов и реактивного элемента предьщущего оконечного блока стабили5

0

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве образцовых и рабочих мер напряжения постоянного тока. Цель изобретения - уменьшение нестабильности выходного напряжения, улучшение эксплуатационных характеристик путем расширения допустимого разброса напряжения стабилизации стабилитронов и повышение надежности. Устройство содержит предварительный компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим элементом 1, усилителем 2 постоянного тока и делителем напряжения на резисторах 3,4 и по меньшей мере два оконечных блока стабилизации, каждый из которых состоит из параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне 5₁-5₂ и балластном резисторе 6₁-6₂, два суммирующих резистора 7₁-7₂ и 8₁-8₂, два операционных усилителя 9₁-9₂, два регулирующих элемента 10₁-10₂, два реактивных элемента 11₁-11₂ с индуктивным сопротивлением, два резистора 12₁-12₂ нагрузки и два резистора 13₁-13₂ смещения. Оконечные блоки стабилизации включения-по кольцевой схеме. Такое соединение позволяет падением напряжения на резисторах 6₁-6₂ скомпенсировать начальный допустимый разброс напряжения стабилизации стабилитронов 5₁-5₂ и уменьшить разброс опорного и выходного напряжений. 1 ил.

6(6,j) через соответствующий суммирую- зо зации. Причем это опорное напряжение

щий первый резистор / , (7,) соединен с входом усилителя 2 постоянного тока компенсационного стабилизатора напряжения, а через суммирующий второй резистор 8 (8j) - с выходной клеммой, операционный усилитель 9, (9,,), выход которого соединен с управляющим входом соответствующего регулирующего элемента 10, (10), в каждом .оконечном стабилизаторе напряжения содержится также реактивный элемент 11, (11-) с индуктивным сое

противлением, резисторы нагрузки 12,(l2,j) и смещения 13,, (I3,j), причем один вывод элемента 11, (11) сое35

40

45

не зависит от величины изменения стабилизации стабилитрона 5.j, следовательно, усилитель вырабатывает уп- равдяющий сигнал, который через регулирующий элемент Ю,-, изменяет ток стабилизации в цепи стабилитрона 5 и его балластного резистора так, чтобы скомпенсировать возникшее изменение напряжения на цепочке (стабилитрон 5,, балластный резистор 65), которая одновременно служит для формирования опорного напряжения последующего каскада. При этом каскады соединены последовательно по кольцевой схеме. Одновременно изменение

45

динен с вьгоодом регулирующего элемен- напряжения стабилизации стабилитрота 10(10) и с первым входом операционного усилителя 9 Д9 .j) , а второй вьгоод -подключен к общей точке балластного 6(6 ) и суммирующих 7 , ( 8. (8,) резисторов, при этом резистор 12 , (12) нагрузки включен между

на 5 вызьтает соответствующее изменение на втором входе операционного усилителя последующего (в данном случае первого 9 ) каскада, при этом соответственно изменяется ток в цепи регулирующего элемента 10,, этого каскада и изменяется падение напряже1шя

на резисторе 12 нагрузки. Величина

1 - 1

другим вьгаодом регулирующего элемента 10 1 (10 ,j) и выходом компенсационного стабилизатора напряжения.Оконеч- г этого изменения пропорциональна вели- ные стабилизаторы напряжения соедине- чине изменения напряжения стабилиза- нь так, что первая общая точка соеди- ции нестабильного стабилитрона 5 .

нения, суммирующих 7 (7), 8

и балластного 6 , (6) резистора, эле(В,)

Напряжение с резистора 12, подается через резистор 13 г смещения в

не зависит от величины изменения стабилизации стабилитрона 5.j, следовательно, усилитель вырабатывает уп- равдяющий сигнал, который через регулирующий элемент Ю,-, изменяет ток стабилизации в цепи стабилитрона 5 и его балластного резистора так, чтобы скомпенсировать возникшее изменение напряжения на цепочке (стабилитрон 5,, балластный резистор 65), которая одновременно служит для формирования опорного напряжения последующего каскада. При этом каскады соединены последовательно по кольцевой схеме. Одновременно изменение

напряжения стабилизации стабилитрона 5 вызьтает соответствующее изменение на втором входе операционного усилителя последующего (в данном случае первого 9 ) каскада, при этом соответственно изменяется ток в цепи регулирующего элемента 10,, этого каскада и изменяется падение напряже1шя

этого изменения пропорциональна вели- чине изменения напряжения стабилиза- ции нестабильного стабилитрона 5 .

на резисторе 12 нагрузки. Величина

этого изменения пропорциональна вели чине изменения напряжения стабилиза- ции нестабильного стабилитрона 5 .

Напряжение с резистора 12, подается через резистор 13 г смещения в

цепь стабилитрона 5 и вызывает изменение тока стабилизации так, чтобы скомпенсировать возникшую нестабильность напряжения стабилизации стабилитрона 5. Кроме того, через резисторы 13J и 13j в стабилитроны задается начальный ток смещения, что расширяет динамический диапазон работы оконечных блоков стабилизации. Опорное напряжение для компенсационного стабилизатора напряжения подается через первую группу суммирующих резисторов

а на выходную клемму - через

мента, другим к общей шине, по ме шей мере два оконечных блока стаб лизации, каждый из которых включа в себя параметрический стабилизат напряжения:(На стабилитроне и балл ном резисторе,. причем один вьшод дого балластного резистора через ответствующий суммирующий первый резистор соединен с входом уситгит ля постоянного тока компенсационн стабилизатора напряжения, а через второй суммирующий резистор - с в ходной клеммой, операционный усил

тель, выход которого соединен с у равляющим входом регулирующего эл

7,-7.

вторую группу суммирующих резисторов tS ,, которые подключены, соответственно, к точкам соединения балластного резистора 6 (( j) и реактивного элемента 11 (11), последние служат для согласования сигналов по фазе 20 и устранения самовозбуждения оконечных стабилизаторов напряжения и устройства в целом.

Падение напряжения на балластных резисторах б. позволяет ском- 25 мента того же блока стабилизации, пенсировать начальньй допустимый разброс напряжения стабилизации стабилитронов 5,и 5jK уменьшить разброс опорного и выходного напряжений устройства.

В отличие от известного источни- п ка опорного напряжения рабочие-, образцовые и эталонные средства измерений, созданные по схеме предлагаемого высокостабильного источника опорного напряжения, цозволяют уменьшить временную нестабильность выходного напряжения, расширить допустимый разброс напряжения стабилизации стабилитронов и повысить надежность устройства. При этом значительно снижаются требования его реализации и эксплуатации, увеличивается межповерочный интервал. Полностью исключается дополнительный отбор стабилитронов по напряжению стабилизации и подстройка в процессе регулировки и эксплуатации. Это открывает новые широкие возможности для создания принципиально отличных от существующих стационарных и транспортируемых устройств более высокого

35

40

целью уменьшения нестабильности в ходного напряжения, улучшения экс атационн{ 1х характеристик путем ра ширения допустимого разброса напр жения стабилизации стабилитронов повьш1ения надежности, в каждьп ок нечный блок стабилизации введены р тивный элемент с индуктивным сопро тивлением, резисторы нагрузки и см щения, причем од1«к вывод реактивно элемента с индуктивным сопротивлен соединен с одним из силовых выводо регулирующего элемента и с первым выводом, операционного усилителя, а второй вьшод - с общей точкой балл ного и сзгммируюпрсс резисторов, рез тор нагрузки включен между другим силовьм вьшодом регулирующего элем с та и выходом компенсационного стаб затора напряжения, при этом оконеч блоки стабилизации соединены так, точки соединения суммирующих, балл ных резисторов и реактивного элеме с индуктивным сопротивлением, а та балластного резистора и стабилитро одного оконечного блока стабилизац подключены соответственно к вто рому входу операционного усилителя и через резистор смещения к резистору нагрузки последующего конечного блока стабилизации .

50

класса точности, используемых в составе рабочих, образцовых и эталонных средств измерений, при значительном сокращении и удешевлении работ по их изготовлению и эксплуатации.

Фор.мула изобретения . Высокостабильный источник опорного напряжения, содержащий предварио Q

1513430

. тельный компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим элементом, усилителем постоянного тока и делителем напряжения, подключенным одним входным выводом к выходу регулирующего элемента, другим - к общей шине, а выходом - к управляющему входу регулирующего элемента, другим к общей шине, по меньшей мере два оконечных блока стабилизации, каждый из которых включает в себя параметрический стабилизатор напряжения:(На стабилитроне и балластном резисторе,. причем один вьшод каждого балластного резистора через соответствующий суммирующий первый резистор соединен с входом уситгите- ля постоянного тока компенсационного стабилизатора напряжения, а через второй суммирующий резистор - с выходной клеммой, операционный усилитель, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента того же блока стабилизации,

мента того же блока стабилизации,

целью уменьшения нестабильности выходного напряжения, улучшения эксплу- атационн{ 1х характеристик путем расширения допустимого разброса напряжения стабилизации стабилитронов и . повьш1ения надежности, в каждьп око- нечный блок стабилизации введены реактивный элемент с индуктивным сопротивлением, резисторы нагрузки и смещения, причем од1«к вывод реактивного элемента с индуктивным сопротивлением соединен с одним из силовых выводов регулирующего элемента и с первым выводом, операционного усилителя, а второй вьшод - с общей точкой балластного и сзгммируюпрсс резисторов, резистор нагрузки включен между другим силовьм вьшодом регулирующего элемен- та и выходом компенсационного стабили-, затора напряжения, при этом оконечные блоки стабилизации соединены так, что точки соединения суммирующих, балластных резисторов и реактивного элемента с индуктивным сопротивлением, а также балластного резистора и стабилитрона одного оконечного блока стабилизации подключены соответственно к второму входу операционного усилителя и через резистор смещения . к резистору нагрузки последующего конечного блока стабилизации .