Устройство для сравнения напряжений Советский патент 1978 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, технике связи и автоматических системах, например, в релейной следящей системе.

Известно устройство для сравнения напряжений, содержащее генератор импульсов, управляющий .ключ, усилители, триггер на транзисторных ключах, КС-цепи, стабилизатор тока и источники сравниваемых напряжений 1.

Недостатком известною устройства является ограниченная точность сравнения, так как глубина положительной обработки связи, обеспечивающая релейность характеристики устройства, зависит от изменения питающих напряжений, колебания тока нагрузки.

Целью изобретения является повышение точности сравнения.

С этой целью в устройство для сравнения напряжений, содержащее генератор импульсов, соединенный со входом управляющего ключа, выход которого соединен со входом первого усилителя сравниваемого напряжения, триггер на двух транзисторных ключах, входы которых через последовательные RCцепи соединены со стабилизатором тока и выходом второго усилителя сравниваемого напряжения, выходной усилитель, выходы обоих усилителей сравниваемых напрял:р.ний

соединены с выходами двух источников сравниваемых напряжений, введены две пары по два встречновключенных диодов, при этом аноды диодов каждой из пар объединены и

соединены с RC-цепями, катоды первых диодов каждой из пар также объединены и соединены с выходом управляющего ключа и выходом первого усилителя сравниваемого напряжения, катоды вторых диодов каждой

из пар соединены с транзисторными ключами триггера, причем катод второго диода первой пары соединен с выходным усилителем.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, служащий для периодического открывания и закрывания управляющего ключа 2, первый усилитель 3 сравниваемого напряжения, поступающего с зажима 4, подключен к диодам 5, 6.

Катоды диодов 5, 7 и 6, 8 объединены и соединены с RC-цепями 9, состоящей из последовательно соединениого резистора 10 и конденсатора 11 и 12, состоящей из резистора 13 и конденсатора 14. Конденсаторы 11, 14 служат для накопления зарядов, соответствующих сравниваемым напряжениям и поступающих с зажимов 4, 15 и усилителей 3, 16. Транзисторные ключи 17, 18 входят в состав симметричного триггера, обеспечивающего релейную характеристику устройства.

Для обеспечения постоянства зарядов конденсаторов 11, 14 включен стабилизатор тока 19, состоящий из транзистора 20 и резистора 21. Выходной усилитель 22 предназначен для преобразования выходных импульсов в определенный уровень напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии уровни напряжения иа клеммах 4 и 15 равны. Ключ 2 переключается с частотой следования импульсов с генератора 1. При отсутствии импульса (иизкий уровень напряжения) с выхода генератора 1 ключ 2 насыщен. Диоды 5 и 6 закрыты. Ключи 17 и 18 находятся в одном из устойчивых состояний: пусть, например, ключ 17 насыщен, ключ 18 - закрыт. Тогда диод 7 открыт, диод 8 закрыт. Конденсаторы 11 и 14 RC-цепей заряжаются. Конденсатор 11 заряжается по цепи: резистор 21, переход эмиттер - коллектор транзистора 20 стабилизатор тока 19, резистор 10 КС-цепи 9 и переход эмиттер- база транзистора ключа 17 до уровня напряжения на переходе эмиттер - коллектор транзистора открытого ключа 18 плюс падение напряжения на открытом диоде 7. Конденсатор 14 заряжается по цепи: резистор 21, переход эмиттер-коллектор транзистора 20 стабилизатор тока 19, резистор 13 кО-цепи 12 и переход эмиттер - база транзистора ключа 18 до уровня напряжения на зажиме ib за вычетом падения напряжения на переходе транзистора эмиттер-оаза усилителя ib.

11ри высоком уровие напряжения с выхода генератора ключ 2 закрывается и на катоде диодов о и б будет уровень напряжения с выхода усилителя 3, определяемый напряжением на зажиме 4 за вычетом падеиия напряжения на нереходе эмиттер-база транзистора усилителя 3.

ьследствие того, что уровень напряжения иа конденсаторе 11 значительно ниже уровня напряжения на зажиме 4, а уровни на зажимах 4 и 1о в исходном состоянии были равны, диоды 5 и b останутся неизл1енными.

при повышении одного сравниваемого напряжения или уменьшении другого, как только уровень напряжения на конденсаторе 14 иревысит уровень напряжения закрытого ключа 2, определяемый уровнем напряжения на зажиме 4, диод b откроется. Это вызовет разряд конденсатора 14, при этом минус обкладки коиденсатора нрикладывается на вход ключа 18. триггер на ключах 17 и 1Ь опрокидывается и переходит в другое устойчивое сосгояние, когда ключ 18 оудет закрыт, а

ключ 17 -открыт. Конденсатор 14 разряжается по цепи: диод 8, переход эмиттер-коллектор транзистора ключа 17 и транзистор 20. Конденсатор 11 заряжается по цепи: резистор 21, переход эмиттер-коллектор транзистора 20, резистор 10 RC-цепи 9 и переход эмиттер-база транзистора ключа 17 до уровня напряжения на зажиме 4. При низком уровне напряжения с выхода генератора 1,

когда ключ 2 насыщен, конденсатор 11 заряжается до уровня напряжения на зажиме 15. Далее процесс повторяется с частотой поступления импульсов с генератора 1. Таким образом, в случае,, если уровень напряжения на зажиме 4 выше уровня напряжения на зажиме 15 триггер на ключах 17 и 18 находится в одном из устойчивых состояний, когда ключ 18 насыщен, а ключ 17 закрыт, либо наоборот.

В случае превышения уровня напряжения на зажиме 15 триггер на ключах 17 и 18 переключается с частотой поступления импульсов с генератора 1. Импульсы переключения с выхода одного

из ключей триггера, например, ключа 18 поступают на вход выходного усилителя 22.

Формула изобретения

Устройство для сравнения напряжений, содержащее генератор импульсов, соединенный со входом управляющего ключа, выход которого соединен с входом первого усилителя сравниваемого напряжения, триггер на двух транзисторных ключах, выходы которых через последовательные RC- цепи соединены со стабилизатором тока и выходом второго усилителя сравниваемого напряжепия, выходной усилитель, выходы обоих усилителей сравниваемых напряжений соединены с выходами

двух источников сравниваемых напряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности сравнения, в него введены две пары по два встречио-включенных диодов, при этом аноды диодов каждой из пар объединены и соединены с RC-цепями, катоды первых диодов каждой из пар также объединены и соединены с выходом управляющего ключа и выходом первого усилителя сравниваемого напряжепия, катоды вторых диодов

каждой из пар соединены с транзисторными ключами триггера, причем катод второго диода цервой пары соединеи с выходным усилителем.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №395782, кл. G 05В 1/01, 1970.

Г

j