Калибратор напряжения постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к элек роизме- рительной технике и может быть применено в многодекадных калибраторах напряжения постоянного тока, использующих операционные индуктивные делители напряжения.

Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения формирования двухполярного относительно общей шины напряжения.

На фиг. 1 представлена блок-схема калибратора; на фиг, 2 и 3 - эпюры, поясняющие работу калибратора.

Калибратор содержит источник 1 опорного напряжения (ИОН) индуктивный делитель 2 напряжения (ИДН), первый 3 и второй 4 выходы ИДН, импульсный преобразователь 5 напряжения (ИПН), генератор 6 импульсов управления (ГИ), фиксатор 7 уровня ИПН 5, которому относятся запоминающий конденсатор 8, полупроводниковый ключ 9, первый 10 и второй 11 аналоговые входы, причем первый вход является входом ИПН 5, вход 12 управления ключом 9. первый

выход 13, коммутатор 14 ИПН 5, к которому относятся полупроводниковые ключи 15 и 16, первый 17 и второй 18 аналоговые входы коммутатора 14, входы 19 и 20 управления ключами 15 и 16, первый выход 21 коммутатора 14, усилитель 22 ИПН 5. к которому относятся первый вход 23 усилителя 22, первый разделительный конденсатор 24, усилитель 25 переменного тока, демодулятор 26 с фильтром, вход 27 управления демодулятором 26,усилитель 28 постоянного тока,второй вход 29 усилителя 22, второй разделительный конденсатор 30. второй вход 31 усилителя 28. выход 32 усилителя 22, первый 33 и второй 34 выходы калибратора, общую шину 35 калибратора, первый 36, второй 37 и третий 38 выходы генератора импульсов 6 управления, формирователь 39 импульсов, к которому относятся первый вход 40 переменного напряжения второй вход 41 постоянного напряжения и выход 42, а также генератор 43 импульсов задающий (ГИЗ), переключатель 44 полярности.

(Л

С

о

00

4

ч|

О Јv

ю

первый 45 и второй 46 формирователи импульсов (ФИ), вход 47 управления МОИ 1, выход 48 генератора 43, дополнительные 49 и 50 инверсные выходы ИДИ 2, входы 51 и 52, выход 53 переключателя 44 полярности, вход 54 формирователя 45, входы постоянного 55 и переменного 56 напряжения ФИ

46,выход 57 ФИ 46. Выходы 3, 13 и 21 соединены соответственное входами 10, 17 и 23, выходы 4 и 11 - с выходом 33 калибратора, вход 1В и выход 34 - с общей шиной 35, входы 20 и 27 - с пыходом 36, вход 12 - с выходом 42, вход 19 - с выходом 37, вход 40- с выходом 38, вход 41 - с выходом 33. Входы

47,51 и 52 соответственно соединены с выходами 48. 49 и 50, входы 54 и 55 - с выходами 53 и 33, вход 56 подключен к формирователю 45, иыход 37 соединен с выходом 57.

Устройство работает следующим образом.

С выходов 3 и 4 ИДИ 2 на вход 10 ИПН 5 поступает масштабно-преобразованное переменное напряжение (меандр) ИОН 1, размах которого посредством фиксатора 7 уровня, выполняющего функцию комиара- чорт. сопоставляется с постоянным напряжением Узз на ьыходе калибратора. При их несоответствии с пыходэ 13 фиксатора 7 уровня на вход 17 коммутатора 1-4 поступает разностное напряжение, которое с его выхода 21, воздействуя на вход 23 усилителя 22 и проходя по его тракту через конденсатор 24, усилители 25 и 28 и демодулятор 26, в соответстсии со свойствами системы с отрицательной обратной связью изменяет напряжение ивых(изз) таким образом, чтобы свести к нулю Uav установив таким образом равенство Узз размаху напряжения Уз-4. Присоединение входа 29 параллельного канала к оходу 11 фиксатора 7 уровня обеспечивает устойчивость ИПН 5. Ключи 9, 15 и 16 демодулятора 26 ИОН 1 управляются ГИ 6, причем ключи 15 и 16, открытому каналу которых соответствует нулевое напряжение на входах 17,18 и 21, управляются напряжением Узе и 1)з7, величина которого определяется только формированием открытого канала и не зависит от выходного напряжения калибратора, Для управления ключом 9, между электродами которого включен выход калибратора, формирователь 39 импульсов образует напряжение LM2, содержащее зависящую от Овых компоненту.

При отрицательной полярности напряжения Кзз на выходе 33 калибратора переключатель 44 полярности присоединяет вход управления 54 ФИ 45 к выходу 49 ИДИ

2 и на выходах 36 и 38 формируются напряжения Узб и Узо.

При положительной полярности напряжения Узз на выходе калибратора переключэтель 45 полярности присоединяет вход 54 Ф14 44 к инверсному выходу 50 ИДН 2, в связи с чем псе управляющие ключами ИПН 5 напряжения оказываются сдвинутыми на половину периода относительно напряже0 ния 1)з-4, поступающего с выходов 3 и 4 ИДН 2. При этом включению ключа 9 фиксатора уровня 7 (отрицательное напряжение на входе 12) соответствует напряжение 11з--4 положительной полярности.

5Формирование напряжения Уз положительной полярности поясняется фиг. 2: эпюра а приведена для положительного напряжения . б - для отрицательного; U;i - напряжение на конденсаторе 8; Узз

0 DBUX - напряжение на выходе калибратора; открытый канал МОП-транзистора - короткое замыкание, закрытый - разрыв.

Напряжение Ua на конденсаторе 8 формируется аналогично прототипу с отличил5 ми, определяемыми полярностью сигналов. В полупепиод а на конденсаторе 8 запоминается напряжение

U ц Уз Из 4(-0- При этом вход усилителя 25 ключом 16 при0 соединяется к общей шине.

В полуиериодб происходит считывание усилителем 25 разности напряжений

lh-.1( ) U 8 - 1)з-4(-) U 33 + U 3-4(4).

В системе с отрицательной обратной 5 спмэью(ООС) эта разность стремится к нулю и

U33 U3-4(t) + 1)з-4(-).

т.о. положительное выходное напряжение калибратора устанавливается равным раз0 маху меандра на выходах 3 и 4 ИДН 2,

Формирование первым ФИ 39 напряжения 1)42 на входе 12 фиксатора 7 уровня выполняется в соответствии с прототипом. Формирование напряжения на выходе

5 57 ФИ 46 при Узз положительной полярности поясняется фиг. 3; Ui3(Ui) - напряжение на выходе 13 фиксатора 7 уровня (входе ); U57(U 19)- напряжение на выходе 57(входе 12); U19-1 - напряжение между затвором

0 19 и истоком 17 МОП-транзистора 15.

При отсутствии напряжений на входе 55 ОИ 46 работает какобычный фиксаторуров- ня. формируя на выходе 57 напряжение, обозначенное пунктиром на эпюре Us. При

5 поступлении на вход 55 напряжение 1)зз на выходе 57 возникает смещенное на пьедестал 1)зз напряжение, обозначенное на эпюре Us контурной линией. Форма напряжения Ui9-i7, управляющего состоянием МОП-транзистора 15, отличается от формы

напряжения, обеспечивающего работу калибратора при Узз 0, наличием импульсов положительной полярности, которые не изменяют закрытого состояния ключа 15.

Формула изобретения Калибратор напряжения постоянного тока по авт, св. № 1273859, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности за счет формирования двухполярного относительно общей шины выходного напряжения, индуктивный делитель напряжения выполнен с дополнительными первым и вторым инверсными выходами, генератор импульсов управления содержит задающий генератор импульсов, переключатель поляр0

5

ности, первый и второй формирователи импульсов, причем выход задающего генератора импульсов соединен с входом управления источника опорного напряжения, дополнительные выводы индуктивного делителя напряжения соединены с входами переключателя полярности, оыход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выходы которого соединены с первым и третьим выходами генератора импульсов управления и входом переменного напряжения второго формирователя импульсов, вход постоянного тока которого соединен с выходом калибратора, а выход - с вторым выходом генератора импульсов управления.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в многодекадных калибраторах напряжения постоянного тока. Цель изобретения повышение томности за счет обеспечения формирования двухполярного относительно общей шины напряжения - достигается применением переключателя полярности 44 и второго формирователя импульсов 39, индуктивного делителя 2 напряжения с дополнительными первым и вторым инверсными входами и генератора импульсов, содержащего задающий генератор импульсов 43. 3 ил.

Ut.it

25