Калибратор напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R1/28 

(54) КАЛИБРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к измерительной технике.

Известен калибратор напряжения, содержащий источник постоянного опор)- него напряжения, усилитель, разистор- ный делитель напряжения, включенный в цепь отрицательной обратной связи усилителя |lj.

CteHOBHoft недостаток этого устройства - трудность выполнения высокоточного резисторногчэ делителя, обеспечивающего долговременную стабильность и мальш температурный коэфф щиент.

Наиболее близок к предлагаемому-калибратор напряжения, содержащий двухчастотный генератор с частотой следования импульсов f , 2 , выход которого соединен с модулятором, источник постоянного тока, который образует совместно с модулятором источником прямоугольного опорного переменного напряжения, параметрический много декад ный индуктивный делитешэ напряжения (ПИДН

КельБНпа-ьарлея на выдод модулятора постоянного опорного напряжения.

А1одулятор управляется генератором с частотой f следования илтульсов, который стабилизирует период деления на два частоты 2- задающего генератора, вход.чщего в двухчастотный генератс JS.

Основной недостаток данного устройства - сложнос1Ь егю конструкции, недо :;таточная точность.

Цель изобретения - повышение точности и унрсядение конструкции калибратора напряжения. Поставлен1 ая цель достигается блахчэдаря тому, что в калибратор напряжения, содержащий двухчастотный

S генератор,,1одулятор, присоединенньШ к выходу генератора с частотой следования импульсов, модулируемьй источник постоянного опорного напряжения и параметрический индукт1тный делитель,

0 введены диффереЕшиальный усилитель, последовательно соединенные фильтр и АШМ - усилител1з, вкгаоченные между соответственно инвертирующим н неи 1370вертирующими входами диффере щиально го усилителя, звеном двухканальной последовательно отрицательной обратной связи дифференциального усилителя, один канал которой образован резисторным делителем, включенным между выходом усилителя и одним из выходов модулятора, а д{зугой упомянутым параметрическим индуктивным делителем с обмоткой обратной связи, включенной между другим выходом модулятора и инвертирующим входом дифференциального усилителя, причем входы управления МДМусилителем присоединены к выходу 2 генератора. На чертеже представлена схема калибратора напряжения. Калибратор напряжения содержит двух частотных генератор 1 с частотой следования импульсов , 2 , выход которого присоединен к модулятору 2, образующему совместно с источником 3 постоянного опорного напряжения источник 4 прямоугольного опорного переменнохх напряжения, дифференциальный усилитель 5, между инвертирующим и неинвертирующим входами которого включены последовательно соединенные фильтр 6 и МДМ-усилйтель 7. Звено отр1щательной обратной связи содержит резисторный делитель 8, включенный между выходом усилителя 5 и одним из входов модулятора 2, и индуктивный делитель 9, включенный намагничивающей обмоткой Ю на выход усилителя 5, а обмоткой обратной связи 11 - между одним из выходов модулятора 2 и инвертирующим входом усилителя 5. Выходом калибратора 5шляется обмотка 12 индукт1 вного делителя 9. Выход управления МДМ-уси лителя присоединен к выходу 2 f генератора 1 . Предлагаемое устройство работает следующим образом. В основном частотном диапазоне, прилежащем к частоте f цепь С фильтром 6 и МДМ-усилителем 7 практически отключена, и высота и плоская часть прямоугольных импульсов с модулятора 2 воспроизводится активным индуктивным делителем напряжения состоящим из усилителя 5, коэффициент усиления которого определяется и стабилизируется резисторным делителем 8, рассматриваемым как звено местной обратной связи усилителя 5, и индуктивно долителя 9, включенного в качестве основного звена обратной связи. В соотве ствии со свойствами рассматриваемой системы с обратной связью, постоянная 4 ремени индуктивного делителя напряения увеличивается в коэффидиент усиения усилителя раз, что позволяет поысить точность и одновременно упросить конструкцию индуктивного делителя апряжения за счет применения станартных ферритовых сердечников и проодов. Стабилизация устройства (подавление рейфа нуля и низкочастотного щума усилителя 5) производится МДМ-усийителом, образующим совместно с усилителем 5 и делителем 8 замкнутую низкочастотную систему с коэффициентом усиления, обратным по величине коэффициенту деления делителя 8. Наличие этой цепи позволяет выполнить усилитель 5 с большим коэффициентом усиления, необходимым для получения указанных выше положительных свойств устройства, и обеспечить повыщение точности. Высокое входное сопротивление относительно выхода модулятора 2 дает возможность практически не ограничивать выходное сопротивление источника опорного напряжения и соответственно упростить конструкцию. Отсутствие тока в обмотке 12, трансформаторно связанной преимущественно с обмоткой связи 11, позволяет без снижения точноса-и разместить на одном, сердечнике обмотки нескольких декад (практически трех ) и приводит также к упрощению конструкции. Одной из существенных трудностей, возникающих при выполнении устройств с индуктивным делителем напряжения, является подавление низкочастотногошума усилителя. Применение цепи стабилизации, содер кащей МДМ-усилитель, , который может быть выполнен малошумящим в низкочастотном спектре частот, позволяет решить эту задачу. Напряжение задатчика частоты 1 кГп не влияет на работу МДМ-усилителя, поскольку подавляется усилителем 5 на собственном инвертирующем входе, куда присоединен фильтр б, самим фшплтром 6 и МДМ-усилителем 7, управляемым частотой 2 . Данное изобретение позволит реализо- вать точные калибраторы для широкого диапазона напряжений, Б которых ,-снтс-;ЛЬная нелинейность не превышает 0,ОО059о, отношение сигнал-шум 10 Описанное устройство позволяет создать многодекадные поте1щиометры, цифровые вольтметры, устройства для измере