УСТРОЙСТВО для СРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ Советский патент 1973 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в измерительной технике, технике связи и автоматических системах, наприме|р в релейной следящей системе.

Известные устройства для сравнения напряжений, например в релейной следящей системе, содержащие генератор импульсов и временной селектор, выход которого подклю-. чей ко входу выходного усилителя, и входные клем1мы для подключения .источников сравниваемых на1пряжений, работают недостаточно надежно..

Для повышения надежности работы устройства предлагаемое устройство снабжено двумя .КС-:цепями и двумя парами ключей. Одна пара ключей подключена параллельно входным клеммам источников сравниваемых напряжений и последовательно КС-щепям. Управляющие входы этой пары ключей подключены, к зыходу генератора импульсов, а входы временного селектора через другую пару ключей подсоединены к точкам соединений резисторов с конденсаторами RC-цепей.

На чертеже приведена схема описываемого устройства.

Она содержит генератор иадюульсов 1, входные клеммы 2 и 5 для подключения источников сравниваемых напряжений, временной селектор 4, .выходной усилитель 5, нагрузочный резистор б, НС-1цвпи 7 и 8, две пары ключей

9, 10 и //, 12, цепь обратной связи 13, регулируел1ые резисторы 14 и 15. RC-цепь 7 содерл нт резистор 16 и конденсатор 17; НСчцопь 8 - резистор 18 и конденсатор 19. Стабилизатор тока 20 содержит TpaH3HCTQp 21, к базе которого подведено напряжение смещения LCM, и резистор -22; стабилизатор тока 23 - транзистор 24, к базе которого подведено напряжение смещения t/см, и резистор 25. Цепь обратной связи 13 состоит из резистора 26 и диода 27. На выходе блока 5 установлен транзистор 28.

Предложенное устройство содержит также источник питания выхода U-ав и источник стабилизированного питания t/ст.

Временной селектор имеет входы Л и Б. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии напряжения на клеммах 2 и 3 равны. Ключи 9 ti 10 переключаются с частотой следования импульсов с генератора импульсов. При отсутствии импульса (низкий уровень напряжения) с выхода генератора эти ключи закрыты. Конденсаторы 17 и 19 RC-цепей заряжаются. Конденсатор 17

заряжается но цепи: резистор 22, переход эмиттер-коллектор транзистора 21 стабилизатора тока 20 и переход эмиттер-база ключа 9 до уровня напряжения на клемме 2 за вычетом падения нанрялсения на переходе эмиттер-база эмиттерного повторителя 29. Конденсатор 19 заряжается по цепи резистор 25, переход эмиттер-коллектор транзистора 24 стабилизатора тока 23 и переход эмиттер-база ключа 10 до уровня напряжения на клемме 3 за вычетом падения напряжения на переходе эмиттер-база эмиттерного повторителя 30 и резистора 15.

Следовательно, уровень напряжения относительно минуса источников питания, подключенных на корпус, на конденсаторе 19 выше, чем уровень напряжения на конденсаторе 17 на величину падения напряжения на резисторе 15. При этом транзисторные ключи 9 и 10 открыты, а на входах А и Б временного селектора отсутствуют импульсы (низкий уровень напряжения).

При высоком уровне напряжения с выхода генератора ключи 5 и /( насыщаются и плюс обкладок конденсаторов 17 и 19 прикладывается к минусу источника питания, а минус обкладок конденсаторов - на входы ключей 1 и 12. Они переходят в состояние отсечки и на их выходе появляются импульсы, поступающиена входы Л и временного селектора.

Длительность импульса на входе А определяется временем перезаряда конденсатора 17 от уровня напряжения, до которого он был заряжен, до уровня напряжения, при котором происходит насыщение ключа 11, по цепи плюс t/cT, часть резистора 14, резистор 16 и ключ //. Длительность импульса на входе Б определяется временем перезаряда конденсатора 19 от уровня напрял ения, до которого он был заряжен, до уровня напряжения, при котором происходит насыщение ключа 12 по цепи плюс t/oT, часть резистора 14, резистор 18 и ключ 12.

Схема настраивается резистором 14 таким образом, что при нулевом рассогласовании между сравниваемыми напряжениями и выведенном до нуля резисторе 15 длительность импульсов на входах А и Б селектора равна. Величина напряжения рассогласования, при котором включается релейное устройство, определяется величиной введенного регулируемого резистора 15 и током стабилизатора 23. Селектор 4 выдает сигнал на выходной усилитель 5 в случае, когда длительность импульсов на одном входе равна или более длительности импульсов на другом входе селектора. Вследствие того, что конденсатор 17 в исходном состоянии был заряжен на меньший уровень напряжения, чем конденсатор 19 на величину падения напряжения на резисторе 15, то длительность импульсов на входе А будет меньше, чем на входе Б. Временной селектор при этом не выдает сигнал на выходной усилитель 5, и транзистор 28 находится в режиме отсечки.

При повышении одного сравниваемого напряжения или уменьшении другого уровень напряжения заряда конденсатора 17 будет приближаться к уровню заряда конденсатора 19. Как только уровень напряжения заряда конденсатора 17 будет равен уровню напряжения на конденсаторе 19 или превысит его, длительность импульсов на соответствующем входе временного селектора будет равна длительности импульсов на другом его входе 5 или превысит его. Временной селектор выдает сигнал на выходной усилитель 5. Транзистор - 28 выходного усилителя перейдет в режим насыщения и выдаст сигнал на нагрузочный резистор 6.

10 При этом по цепи «плюс резистор 25 стабилизатора тока 23, резистор 26 и диод 27 цепи обратной связи - переход коллектор-эмиттер транзистора 28 будет протекать ток обратной связи, который уменьшает ток стабилизации

15 тока 23 и падение напряжения на резисторе 15. При уменьшении падения напряжения на резисторе 15 уровень заряда конденсатора 19 уменьшается, а, следовательно, уменьшится длительность импульсов на входе Б и тем самым осуществится самоподхват релейного устройства в момент срабатывания. При уменьшении сравниваемых напряжений в сторону уменьшения рассогласования, когда уровень напряжения заряда конденсатора 17 вновь будет равен уровню напряжения заряда конденсатора 19 или меньше, длительность импульсов на входе Л временного селектора будет равна или меньше длительности импульсов на входе Б, и схема перейдет в выключенное состояние. При этом транзистор 28 выходного усилителя входит в режим отсечки, запирается диод 27, прекращается ток цепи обратной связи 13, возрастает ток стабилизатора 23, увеличивается падение напряжения на резисторе 15, повышается уровень заряда конденсатора 19 и длительность импульсов на входе Б становится больше длительности импульсов на входе Л. Тем самым осуществляется процесс выключения.

0 Гистерезис, определяемый изменением падения напряжения на резисторе 15 в момент включения релейного устройства, зависит от тока цепи обратной связи 13, величина которого может регулироваться резистором 26.

5 Ввиду того, что RC-цепи, эмиттерный повторитель и ключи идентичны, значительные изменения частоты импульсов с генератора и изменения температуры окружаюшей среды в широких пределах не влияет на стабильность

0 работы релейного устройства.

Предмет изобретения

Устройство для сравнения напряжений, со5 держащее генератор импульсов, временной селектор, выход которого подключен ко входу выходного усилителя, и входные клеммы, подключенные к источникам сравниваемых напряжений, отличающееся тем, что, с целью 0 повышения надежности работы устройства оно снабжено двумя RC-цепями и двумя парами ключей, причем одна пара ключей подключена параллельно входным клеммам и последоваггельно RC-цепям, управляющие :входы 5 этой пары ключей подключены к выходу генератора импульсов, а входы временного селек- соединения тора через другую пару ключей - к точкамRC-цепей.

резисторов с конденсаторами

и.

сл

±

J