Стабилизированный источник периодического сигнала Советский патент 1974 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для стабилизации периодического напряжения или тока при изменении их частоты в широких пределах.

Одним из важных параметров стабилизированных источников периодического сигнала является время отработки возмущений, т. е. быстродействие. Этот критерий приобретает первостепенное значение, например, при многоточечном контроле технологического процесса, когда различные датчики поочередно подключаются к источнику стабильного напряжения или тока. Скачкообразное изменение нагрузки вызывает отклонение выходной величины от номинального значения. Возникшее рассогласование устраняется при помощи тракта коррекции. Однако для полного его устранения необходимо некоторое время. Если оно превышает период подключения датчиков, то измерение неэлектрической величины производится с погрешностью, причем тем большей, чем меньше быстродействие стабилизатора. Кроме того, большая инерционность приводит к амплитудной модуляции выходного сигнала, что также способствует увеличению погрешности измерения. В связи с этим уменьшение времени, необходимое для отработки возмущений, представляет собой важную и актуальную задачу.

Известен стабилизированный источник периодического сигнала, содержащий задающий генератор, усилитель с управляемым коэффициентом передачи, усилитель постоянного напряжения, перемножитель, блок сравнения и усилитель-ограничитель. Недостатками такого источника являются малая скорость отработки возмущений вследствие того, что в тракте коррекции имеется фильтр нижних частот с большой постоянной времени, и больщая инерционность, способствующая возникновению амплитудной модуляции выходного напряжения, что приводит к увеличению погрешности измерений.

Предлагаемый источник позволяет увеличить скорость отработки возмущений. Это достигается тем, что он содержит инвертор периодического напряжения и сумматор. Их входы соединены с перемножителем, при этом выход инвертора подключен к второму входу сумматора, а выход последнего - к усилителю постоянного напряжения.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого источника; на фиг. 2, а-е - графики напряжений в отдельных точках схемы источника.

Источник содержит основной и корректирующий тракты.

К основному тракту относятся задающий генератор 1 и усилитель 2 с управляемым коэффициентом передачи. Он служит для подведения синусоидальных колебаний к нагрузке. Корректирующий тракт источника состоит из инвертора 3, сумматора 4, усилителя-ограничителя 5, перемножителя 6, усилителя 7 постоянного напряжения и блока 8 сравнения. При помощи корректирующего тракта выделяется сигнал, характеризующий погрещность системы, и осуществляется ее коррекция.

В основу работы схемы положен принцип непрерывного сравнения выходной L/z (см. фиг. 2, а) и опорной UQ (см. фиг. 2, б) величин. В качестве последней используется прямоугольное колебание, полученное из стабилизируемого при помощи усилителя-ограничителя 5. Разностный сигнал t/з (см. фиг. 2, в) определяется посредством блока 8 сравнения и подается на перемножитель 6. На другой вход перемножителя поступает синусоидальное колебание от задающего генератора 1 или с выходных зажимов источника. В результате перемножения разностного t/з и выходного гармонического f/2 сигналов выделяются постоянная во времени составляющая и переменный сигнал U (фиг. 2, г). Полезной является только постоянная составляющая сигналов, так как ее уровень пропорционален погрешности источника.Постоянная составляющая выделяется путем компенсации высших гармоник спектра. Это достигается благодаря тому, что переменная компонента подается на инвертор 3 периодического напряжения, необходимый для изменения ее фазы на 180° (сигнал t/5 на фиг. 2, д). Затем сигналы f/s и t/4 инвертора и перемножителя, соответственно, суммируются в сумматоре 4. Результатом сложения является исключение высших составляющих и выделение постоянного напряжения f/6 (см. фиг. 2, е), которое после усиления используется для регулировки коэффициента передачи основного тракта, что способствует

восстановлению заданного значения стабилизируемой величины с высокой точностью.

Таким образом, в предлагаемом источнике из состава корректирующего тракта исключается инерционное звено - фильтр нижних частот, что позволяет увеличить скорость отработки возмущений.

Предмет изобретения

Стабилизированный источник периодического сигнала, содержащий задающий генератор, усилитель с управляемым коэффициентом передачи, усилитель-ограничитель, блок сравнения, перемножитель, усилитель постоянного

напряжения и нагрузку, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости отработки возмущений, он содержит инвертор периодического напряжения и сумматор, причем их входы соединены с перемножителем, при

этом выход инвертора подключен к второму входу сумматора, а выход последнего - к усилителю постоянного напряжения.

У

А

У

у

А