УСТРОЙСТВО для СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G05B1/01 

Изобретение предназначено для систем автоматического контроля и регулирования.

Известны устройства для сравнения контролируемого и опорного напряжений с потенциальным выходом, содержащие диодно-регенеративный компаратор. Недостатком таких устройств являются сложность и сравнительно низкая чувствительность.

Целью предлагаемого изобретения является создание устройства, в котором оти недостатки в значительной мере устранены.

Поставленная цель достигается тем, что выходная обмотка комнаратора подключена к базе транзистора, коллектор которого подсоединен к нагрузке и через положительную обратную связь переменного тока - ко входу устройства, причем цепь положительной обратной связи и выходная цепь развязаны диодами.

На чертеже показана схема одного из возможных вариантов выполнения предлагаемого устройства.

Устройство для сравнения напрял ений содержит диодно-регенеративный компаратор со входными диодами 1 и 2, трансформатором 3 и транзистором 4. Выходная обмотка 5 компаратора подключена к базе транзистора 6 через диод 7. Коллектор транзистора 6 подсоединен к нагрузке 8 и положительную обратную связь переменного тока, выполненную с помощью конденсатора 9 и диодов 10 и 11, - ко входу устройства. Цепь положительной обратной связи и входная цепь развязаны диодами 11 и 12. Для обеспечения идентичности соединения источников контролируемого и опорного напрял ений с соответствующими обмотками трансформатора 3 в цепь источника опорного напрялчения введен диод 13.

Работает устройство следующим образом.

При превышении потенциала опорного напрял ения УОП над потенциалом контролируемого напряжения UK проводят диоды 13 и 2, а диоды 12 и 1 не проводят, так как смещены в обратном направлении. Разность знаков э.д.с. входной обмотки и обмотки обратной связи комнаратора препятствует возникновению генерации. При зтом база транзистора 6 имеет тот же потенциал, что и его эмиттер и транзистор 6 находится в закрытом состоянии. Напряжение на нагрузке 8 .авно нулю.

Нри превышении потенциала контролируеt/K

над потенциалом опормого напряжения

ного напряжения Uou проводят диоды 12 и /, а диоды 13 и 2 не проводят, так как смещепы в обратном направлении. Если параллельно диодам 12, 1, 13, 2 включить еще ряд диодов, то разность потенциалов между электродами диодов усреднится и уменьшится. Это обеспечит стабильность порога срабатывания

ты устройства при обрыве цепи какого-либо диода и увеличит температурную стабильность порога срабатывания устройства. Но чувствительность устройства при этом возросла бы недостаточно, если бы в устройстве не имелось дополнительной положительной обратной связи по переменному току. Уже при ( на входной обмотке обратной связи трансформатора 3 вследствие флуктуации токов и напряжений появляются апериодические всплески напряжения малой амплитуды с совпадением знаков. В известных устройствах сравнения напряжений величины зтих всплесков недостаточно для возникновения генерации. В предлагаемом устройстве нарастание переднего фронта первого же всплеска, индуцирующегося в выходной обмотке 5 компаратора, вызовет приоткрывание транзистора 6. На нагрузке 8 появится нанряжение, конденсатор 9 начнет заряжаться, если величина этого напряжения превысит прямое падение напряжения на диоде 11 (диод 1 в момент появления всплеска на входной обмотке открыт). Эта величина будет весьма малой, особенно в том случае, если параллельно диоду // включить дополнительные диоды. При заряде конденсатора 9 напряжение в точке, общей для диодов 12 и 1, начнет возрастать и передний фронт всплеска будет продолжать нарастать. Это, в свою очередь, вызовет продолл ение процесса отпирания транзистора 6, что приведет к дальнейщему увеличению напряжения в точке, общей для диодов 12 vi 1. Процесс будет нарастать лавинообразно до возникновения в компараторе генерации. На нагрузке 8 при этом скачком появится постоянное напряжение с наложенной на него переменной составляющей. Появление постоянного напряжения обусловливается наличием конденсаторов, щунтирующих нагрузку 8, и емкостных сопротивлений между переходами транзистора 6. Переменная составляющая обеспечивает поддержание генерации в компараторе в том случае, если напряжение f/K будет равно напряжению Uou или лишь на небольщую величину превыщать его. Частота и амплитуда переменной составляющей зависит от параметров элементов устройства. Подбором элементов и режимов их работы можно снизить величину этой амплитуды до значения, существенно малого по сравнению с величиной постоянного напряжения. Очевидно, что наличие положительной обратной связи по переменному току между выходом устройства и его входом позволяет передать часть энергии, коммутируемой транзистором 6, в диодно-регенеративный компаратор. Это приводит к значительному увеличению чувствительности и повышению точности порога срабатывания.

Предмет изобретения

Устройство для сравнения напряжений с потенциальным выходом, содержащее диодно-регенеративный компаратор, отличающееся тем , что, с целью повышения чувствительности и точности, оно содержит ключевой транзистор, база которого через диод подключена к выходной обмотке компаратора, а коллектор соединен с нагрузочным резистором и через конденсатор и диод - со входом коМПаратора.