Источник опорного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 H02M3/155 

(54) ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к источникам опорного напряжения высокоточных измерительных приборов и может быть использовано в приборостроении, измерительной и радиоизмерительной технике.

Известен источник опорного напряжения, содержащий многокаскадный параметрический стабилизатор напряжения с оконечным стабилитроном и последовательнопараллельную комбинацию включения нелинейных полупроводниковых резисторов и линейных резисторов, использующихся для температурной компенсации |1).

Нелинейная температурная зависимость величины перечисленных типов терморезисторов, а также зависимость их сопротивления от приложенного напряжения вызывают большие трудности в расчете таких схем, сложности настройки термокомпенсации в щироких пределах изменения температуры окружающей среды.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник опорного напряжения, содержащий последовательно соединенные генератор тока, стабилитрон и термокомпенсирующий резистор и

температурнозависимыи источник напряж ния, подключенный через переменный резистор параллельно термокомпенсирующему резистору

Недостатком такого источника опорного

5 напряжения является то, что из-за нелинейности температурной характеристики он имеет сравнительно невысокую температурную компенсацию в небольшом диапазоне температур. Кроме того больщой разброс параметров терморезисторов усложняет настройку схемы для заданного диапазона температур. Малая мощность рассеяния терморезисторов не позволяет строить схемы термокомпенсаторов для стабилитронов с широким диапазоном напряжения стабилиза,5 ции.

Целью изобретения является расширение пределов температурной компенсации источника опорного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в источник опорного напряжения, содержа20 щий последовательно соединенные генератор тока, стабилитрон и термокомпенсирующий резистор и температурнозависимыи источник напряжения, подк 1юченный через переменный резистор параллельно термокомпенсирующему резистору, введен стабилизатор нагфяжения, сеостоящий из последовательно- соединенных дополнительных генератора тока и стабилитрона, а температурнозависимый источник напряжения выполнен на эмиттерном повторителе и задатчике термозависимого напряжения, состоящем из транзистора с резистором нагрузки в цепи коллектора, последовательной цепочки из резистора и диода в прямом направлении, включенной между эмиттером транзистора и обцей тинон, и хаелителя напряжения Гкг/.ового смещения на двух резисторах, выход которого соединен с базой транзисто ,. один из входов - общей шиной, а другой - со свободным концом резистора нагрузки п с точкой соедир1ени я дополнительного генератора тока с катодом дополнительного стабилитрона, анод которого подключен к точке соединения резистора с диодом в задатчике термозависимого напряже ния. 1 1ичем эмиттер транзистора эмиттерного повторителя соединен с упомянутым переменным резистором, а коллектор -- с силовой щиной и со свободными зажимами обоих генераторов тока.

На чертеже гфедставлена схема источника опорного напряжения.

Источник опорного напряжения содержит последовательно соединенные генератор тока ,1, стабилитрон 2, термокомпенсирующий низкоомный резистор 3, эмиттериый повторитель на транзисторе 4, задатчик термозависимого напряжения 5, са:тоянхнй из резистора коллекторной нагруз,ки Г), транзистора 7, эмиттерного резистора 8, диода 9, резисторов базового смещения 10 и 11. а также дополнительные генератор ГОК а 12 и стабилитрон 13, переменный резистор 14.

Источник опорного на |ряжения рабоI ас1 следукппим образом.

При нормальной температуре окружающей среды транзистор 7 цепочкой резисторов И) и И устанавливается в такой режим, Ч1()Г)Ь1 напряжение на коллекторе транзисгорп 7 бы;к) равно половине напряжения стабилилацим стабилитрона 13. При увели-, чснии температуры прямое напряжение на диоде 9 и вх(1дное сопротивление транзистора 7 умсшыпаютсн, что при неизменном ((инряжении питания цепочки резисторов К) и i I вызывает увеличение тока базы транзистора 7 и уменьшение напряжения па его коллекторе. Такое уменьшение напряжения будет вызвано и на эмиттере транзистора 4, что будет вызывать уменьшение тока, проходящего через переменный резистор 14 и термокомпенсирующий резистор 3.

Уменьшение напряжения на термокоМ: пенсирующем резисторе 3 будет компенсировать увеличение напряжения на стабилитроне 2 при условии, что стабилитрон 2 имеет положительный ТКН. В случае отрицательного ТКН стабилитрона 2 схема задатчика 5 строится на транзисторе 7 обратного типа проводимости. При уменьшении

температуры окружающей среды напряжение на диоде 9 и входное сопротивление транзистора 7 увеличиваются, что приводит к уменьшению тока базы и увеличению нагфяжения на коллекторе транзистора 7 и, в конечном итоге, к увеличению тока через

переменный резистор 14 и термокомпенсирующнй резистор 3.

Выбором величины переменного резистора 14 производят точную настройку температурной компенсации источника опорного напряжения.

Эмиттерный резистор 8 yмeньщaeJ температурную нелинейность входного сопротивления транзистора 7, которая влияет на нелинейность выходного напряжения температурнозависимого источника напряжения. Получение линейного температурного изменения напряжения на диоде 9 осуществляется стабилизацией проходящего через пего тока, введением дополнительного генератора тока 12 и стабилитрона 13, путем подсоединения резистора коллекторнойнагрузки 6 и цепочки резисторов И) и 11 к точке соединения генератора тока 12 с катодом стабилитрона 13, при этом анод стабилитрона 13 под1 пючается к точке соедине П1я резистора 8 и диода 9. Такое включечие стабилитрона позволяет обеспечить практически постоянш щ ток через диод 9.

Использование новых эле.ментов и связей в данном источнике onopHoio напряжения позволяет повысить его точность и расширить пределы термокомпенсации На основе такого источника огюрного напряжения можно строить высокоточные измерительные приборы, которые не требуют специальных мер по термостабилизации.

Формула изобретения

Источник опорного напряжения, содержащий последовательно соединенные генератор тока, стабилитрон и термокомпенсир.ующий резистор и температурнозависимый источник напряжения, подключенный через переменный резистор параллельно термокомпенсирующему резистору, отличающийся тем, что, с целью, расширения гфеделов термокомпенсации, в него введен стабилизатор напряжения, состоящий из последовательно саддиненных дополнительных генератора тока и стабилитрона, а температурнозависимый источник напряжения выполнен на эмиттерном повторителе и задатчике термозависимого напряжения, состоящем из транзистора с резистором нагрузки в цепи коллектора, последовательной цепочки из резистора и диода в прямом направлении.

включенной между эмиттером транзистора и общей шиной, и делителя напряжения базового смещения на двух резисторах, выход которого соединен с базой транзистора, один из входов - с общей шиной, а другой - со свободным концом резистора нагрузки и с точкой соединения дополнительного генератора тока с катодом дополнительного стабилитрона, анод которого подключен к точке соединения резистора с диодом в задатчике термозависимого напряжения, причем эмиттер транзистора эмиттерного повторителя соединен с упомянутым переменным резистором, а коллектор - с силовой щиной и со свободными зажимами обоих генераторов тока.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Дусавицкий Ю. Я. Компенсация с помощью термосопротивлений типов КМТ, ММТ и НКЛР. «Радиотехника, 1962, т. 17, № 16.

2. Авторское свидетельство СССР 477404, кл. G 05 F 1/56, 1975.