Калибратор переменного напряжения Советский патент 1990 года по МПК G05F1/44 

4

sl

ел

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении быстродействующих генераторов-калибраторов переменного напряжения. Целью изобретения является повышение быстродействия. Цель достигается тем, что калибратор переменного напряжения содержит задающий генератор 1, регулируемый блок 2, усилитель 3 мощности, компаратор 4, источник 5 опорного напряжения, усилитель 6 рассогласования, первый и второй управляемые масштабные преобразователи 7 и 8 и сумморазностный блок 9 с соответствующими связями. С помощью указанных блоков реализуется принцип взаимозамещения части переменного выходного напряжения постоянным на входе компаратора, благодаря чему увеличивается быстродействие устройства при перестройке выходного сигнала по уровню. 2 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использо - вано при построении быстродействующих генераторов-калибраторов переменного напряжения.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 приведена структурная схема калибратора переменного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

КалиСратор переменного напряжения содержит задающий генератор 1, выход которого соединен с входом регулируемого блока 2, усилитель 3 мощности, , выходом подключенный к выходной шине, компаратор 4, один вход которого подключен к источнику 5 опорного напряжения, усилитель 6 рассогласования, первый управляемый масщтабный преобразователь 7, второй управляемый масщтабный преобразователь 8, сумморазностный блок 9, причем первый управляемый масштабный преобразователь 7 включен между регулируе- №1М элементом 2 и усилителем 3 мощ ности, выход сумморазностного блока - 9 подключен k второму входу компаратора 4, выходом соединенного через усилитель 6 рассогласования с управляющим входом регулируемого блока 2, суммирующие входы сумморазностного блока соответственно подключены к выходной шине и к источнику 5 опорного напряжения, а вычитающий вход под- JШючeн к выходу второго управляемого масщтабного преобразователя 8, входом соединенного с источником 5 опорного напряжения.

В качестве регулируемого блока 2 могут быть использованы оптроны, диода 1-ши полевые транзисторы, компаратор 4 может представлять собой дифференциальную схему включения амплитудных детекторов или преобразователей средневыпрямленных значений, сумморазностный блок 9 в зависимости от частотного диапазона калибратора может быть вьтолнен на операционном усилителе,или дискретных элементах,, В качестве управляемых масщтабных преобразователей могут быть использо- ианы серийные цифроаналоговые преобразователи.

Устройство работает следу1бпщм образом.

Выходное напряжение задающего генератора 1, проходя через регулируемый блок 2, первый управляемый масштабный преобразователь 7 и усилитель 3 мощности, поступает на вход сумморазностного блока, где алгебраически суммируется с напряжением U, . непосредственно от источника 5 опорного напряжения и масщтабированным Uo блоком 8, т.е. Up Kg. Компаратор

Q 4 сравнивает выходное напряжение блока 9, содержащее как переменную, так и постоянную составляющую, с опорным напряжением U блока 5. Разностный сигнал Ug ijj через усипитель 6 рас5 согласования поступает на управляющий вход регулируемого блока 2 и изменяет его )ициент передачи до тех пор, пока не будет достигнуто равенство сигналов на входах компара0 тора 4.

Уравнение преобразования имеет

вид

Kbix-UoVUo),U

и,

SblJT

25 где KJ -коэффициент передачи i-ro

блока; Up - величина опорного напряжения

блока 5;

ВЫК значение выходного напряже- калибратора.

Упрощая это выражение и учитываг, что , получим Ut,, т.е. выходное напряжение калибратора прямск пропорционально опорному, а его зна- - 2 чение (по амплитудному или средне- вьтрямленному значению) определяет коэффициент передачи управляе мого iac- щтабного преобразователя 8. Таким образом, в установившемся режиме (при 0 фиксированных коэффициентах передачи блоков 7 и 8) устройство работает как классическая структура, отрабатывая медленные изменения выходного напряжения задающего генератора 1. 5 Теперь рассмотрим работу устройства при перестройке по уровню выходного напряжения (см. фиг. 2). Управляющий код N в момент времени t. одновременно изменяет коэффициенты пере- 0 прямой и обратной цепи посредством управляемых масштабных преобразователей 7 и 8. Это изменение необходимо производить таким образом, чтобы суммарное значение выходного сигнала сумморазностного блока 9 вых9 неизменным (например, по амплитудному значению). Причем это быстрое изменение происходит на входе инерционного блока компаратора

4, Поэтому на входе усилителя 6 рассогласования не возникает сигнал некомпенсации, но в то же время на выходе устанавливается новое значение напряжения калибратора.

Условие недопущения переходных процессов в калибраторе при изменении управляющего кода имеет вид

UrK,jK,NK3-«-(Ue -UoK8N)U, ,

где . -коэффициент передачи управляемых масштабных преобразователей 7, 8, зависящий от кода управления N;

Vf. - выходное напряжение задающего генератора . Заметим, что это условие надежно вьтолняется в процессе функционирования устройства. При изменении напря- жегшя и или коэффициента передачи регулируемого блока 2 К схема автоматически изменяет Kg до соблюдения указанного условия. При изменении управляющего кода N выходное напряжение устанавливается практически мгновенно, переходные процессы не возникают, управляющий сигнал регулируемого блока 2 остается неизменным.

Использование этого технического решения позволит по сравнению с прототипом повысить быстродействие на порядок и выше и.реализовать калибратор переменного напряжения с временем установления выходного уровня менее, чем за период его выходного сигнала. Кроме того, устройство имеет высокую точность, так как компаратор

104756

работает при одинаковом уровне , входных сигналов, и малые нелиней- Hiiie искажения в связи с тем, что ре- гулируем1з1Й блок 2 работает в узком динамическом диапазоне, а также обладает хорошей устойчивостью, так как не требуется высокое быстродействие по цепи регулирования.

10

Формула изобретения

Калибратор переменного напряжения, содержащий задаюпшй генератор, выход J5 которого соединен с входом регулирующего блока, усилитель мощности, выходом подключенный к выходной шине, компаратор, один вход которого подключен к источнику опорного напряже- 20 HiiH, а выход через усилитель рассогласования - к управляющему входу регулируемого блока, отличающий- с я тем, что, с цепью повышения быстродействия, в него введен первый 25 управляемый масштабный преобразователь, включенный между регулируемым блоком и усилителем мощности, второй управляемый масштабный преобразователь, сумморазностный блок, выход ко- 30 торого подключен к второму входу компаратора, суммирующие входы соответственно соединены с выходной шиной и с источником опорного напряжения, а вычитающий вход подключен к выходу ,г второго управляемого масштабного пре- образователя, вход которого подключен к источнику опорного напряжения, при- чем цифровые входы управляемых масштабных преобразователей являются Q входами управляющего кода.

Вы

N

VSbiyf.S

УВыхЛ

t

t

Фиг. 2