Устройство для получения стабильного напряжения переменного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепах питания различной радиотехнической аппа ратуры. Известно устройство для получения стабильного напряжения переменного ток содержащее задающий генератор, регулируемый усилитель, усилитель некомпенсации и компаратор 111. Наиболее близким техническим решением является устройство;содержащее регулирующий элемент, к управляющему аходу которого подключен вькод первого усилителя, аход которого соединен с вьь.ходом компаратора, первый вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а второй вход - к выходной клемме, и синтезатор частоты входного сигнала 2J. Недостаток устройств - низкая точность поддержания уровня стабилизации выходного напряжения в щироком частотном диагшзонв. Это вызвано тем, что погрешность компаратора непосредственно влияет на точность всего устройства. Цель изобретения - повышение точности поддержания стабилизации выходного напряжения в свер.хвысокочас- тотном диапазоне. Цель достигается тем, что в известное устройство для папучения стабильного напряжения переменного тока введены синтезатор частоты гетеродина, формирователь стробимпульсов, .смеситель, фазоврашат-ель, пересчетный узел, второй усилитель и задающий генератор, причем выход задающего генератора соединен с первым входом фазовращатачя, выход которого ПОДКЛЮЧИВ ко входу пересч.етно-го узла, выходом соединенного с первыл.1 входом формироватап.я стробимпульсов, второй аход которого подключен к синтезатору частоты Гетеродина, один выход формирователя стробимпульсов соединен с введеннь1м третьим аходом KON паратора, другой выход - с первым вхо дом смесителя другон вхсд которого подключен к выкодпой кпеммд, а |зы:х(;.д через второй усилит эль - ко второму КХ.ОДУ фазовращателя, при этом сиилге затор частоты входного сигнапа соедт нен с выходной клеммой через регу-нирующий элемент , На фиг. 1 пред став л it; на блок-- ;.:.ема всего устройства. на фиг, 2 - бжхксхема формирователя стробимпупьсов. Устройство для получения .Ого напряжения переменного тока содвр жит синтезатор 1 частоты входного сигнала, .который подключен через регулирующий элемент 2 к выходу ecisro устройства и ко входам CMecviTSjiH 3 и компаратора 4, синтезатор 5 гетеродина, подключенный через ф ормк-« роваталь 6 стробнмпульсов к цру:;-нм аходам смесителя 3 и KOMnapaTOfia 4, задающий генератор 7, соединенный ч&рез фазовращатель 8 с нересчетным узлом 9, выходы Koioporo нодклк: чгакы ко входам формирователя 6 строСимпул сов, и источник 10 опорного нап{)я;кенн1 выход которого соединен с третьим входом компаратора 4, причем выход смесителя 3 через усилитель 11 подкл чен к другому входу фазовращатвдя 8., а выход компаратора 4 через усилтмйпь 12 подключен к унраЕшяющему входу ре гулируемого элемента 2, Устройство для получения го напряжения переменного тока тает следующим образом, Если высокочастотный сигнал (ВЧ) суммировать с заданн.ой низкой фиксированной частотой в моменты строби- рования определетшой частотой снимаемой с г енератора стробнмпульсов и одновременно изменять фазу и амплит ду заданного напряжения низкой | шкси- рованной частоты, то наступает такой момент, когда мгновенные значения .оь-ь борок высокочастотного сигнала и зада ного напряжения равньг. Причем частот должна быт) ст}:гэго свя гетеродииа зава с частотой заданного нппря чекий i :и частотой входного сигнала ;F р.,, соотн швнием ъ В CTpi где 4- - частота заданного напряже например 10 кТщ i - частота аходного сигнала пример 1-1 ГГц; J - частота стробимпульсов ге родина в диапазоне 058-2/ п -. аолиюство периодо,, входного ВЧ снгпапа, которое ywiQAbiва&той в периоде частоты гятарудица 2/3.,,. Е5сл,и выд&пить стробимпульс, совпадяюцйй с переходом через ноль заданного HH3j ;o4ac: 4yrHoro напряжения фиксированной частоты 1 стробировать им ВЧ сигнал, то МОЖНО} изме}1Яй фазу заданного напряжения, добиться сов11адени.я стробимлульса с переходами через ноль заданного и ВЧ мапряжений Это справедливо и аля случая5 если задан 1ое напряжение формируется, в виде импульсного напряжения. фиксированлой частотьь тогда, выделяя стробимпульс, совпадающий с началом периода заданного напряжения -и стробируя им высокочастотны} сигнал, можно добиться совпадои.ия стробимпульса с пераходом через нопь в.ходного высокочастотного сигнала и начала периода заданного напря- н-сения фиксированной настотыд измеаяя при этом гзадержку начала периода заданного напряжения. Кроме того, заданную частоту можно иредварительно выбрать в N Ьаэ баг. и задать в зад.а-ющем генераторе, а затем ее поделить в 14 Liaa для ггсшучеция заданного напряжения фиксировпнной частотьи В случае, если заданное напряжение и напряжение ВЧ сигнала совпадают по фазе, т.е„ переходы чарез ноль ВЧ cf.o-tia.na и заданного напряжения совпао.ают в момент стробирования; то для определ9Л1ия максимума ВЧ сигнала достаточно выделить стробимпульс который сдвинут относительно стробимпульса пе|.)ех:одящего через нсль на - часть количества стробимпульсов, которое укладывается в периоде заданного напряжения, т,е, на - , Затем производят стробирование в одну точку и сравнивают при этом амплитудное значение ВЧ сигн.ала Vg и амплитудное значение заданного напряжения V и, изменяя амплитуду /, добиваться ПОЛНОЙ ИХ компенсации Причем в качестве амплитудного заданного напряжения можно брать постоянное напряжение, которое можно нормировать. Импульс стробирования4,p 0-s проходящий в момент перехода через ноль заданного и ВЧ сиг-налов, а также импульс строJ- 7баН -:-. сдвинутый на , формируется один раз Б периоде заданного напряжения для тогор чтобы стробирование происходш1о в одну точку. Итак, г.еобходимо формировать строб импульс, сов падающий с моментом переходе через ноль заданного напряжения и привязать это заданное напряжение к ксоменту перахода через ноль сигнал Кроме того, необходимо сформировать стробимпульс,, совпадающий с мом.ентом максимума заданного напряженки или сд нутого относительно перехода через нол «а четверть периода. Высокочастотный синусоидальный сиг нал, снимаемый с синтезатора 1 частот входного сигнала, поступает через регулируемый элемент 2 на входы смесител 3 и компаратора 4, выполненных по мое товой схеме на диодах и запертых, постоянным напряжением. Импульсы начала периода заданного напрягкешш и сдвинутые относительно этого начала на четверть периода с пересчетным узлом 9 поступают на формирователь 6 стробимпульсов (фиг. 1). Причем частота импульсо1з,, поступагоЕЩХ на пересчетный узел 9, снимаемая с задающего генератора 7 через блок 8, в N раз больше частоты задянного напрянсания. Причем N выбирается из расчета погрешности от дискретизации. На блок 6 также поступают импульсы с синтезатора 5 частоты гетеродина. Блок 6 формирует стробимпульсы в момент начала периода зaдa ного напряжения, который стробирует в смесителе 3 высокочастотный сигнал. В случае, если переход через ноль ВЧ сигнала и начало периода заданного напрянсения, а также момент появления стробимпульса не совпадают, появляется напряжение компенсации, которое подается через усилитель 11 на управляемый фазовращатель 8 (собранцьШ например по схеме: емкость-управляемое сопротивлание), Фазоврашатель 8 изменяет задержку заданного напряжения до тех пор, пока стробимпульс, формируемый блоком 6, в момэнт начала периода заданного напряжения не совпадает с переходом через ноль высокочастотного сигнала. Тогда на выходе смесителя 3 напряжение некомпепсации буде-т минимальным. Устройство автоматически Компенсационной схемой привязывает начало периода заданного напряжения с переходом через ноль высокочастотного сигнала Одновременно блок 6 формирует стробимпульс, сдвинутый от нулевого стробимпульса на четверть периода, который в компараторе 4 стробирует амгшитудное значение высокочастотного синусоидального сигнала и-напряженке постоянного тока, снимаемого с источника 10 опорного напряжения. И в случае их неравенства в момент стробирования разностное напряжение между максимальным значением высокочастотного сигнала и нормированным напряжением, снимаемым с источника 10 опорного сигнала (напряжение некомпенсации), усиленное усилителем 12 некомпенсации, подается на управляющий вход регулируемого элемента 2, который изме11яет амплитуду высокочастотного напряжения до полной компансацин постоянном напряжении в моменты стробирования. Устройство автоматически привязывает фазу заданного напряжения к фазе ВЧ сигнала и устанавливает амплитуду . ВЧ сигнала равной нормированному постоянному напряжению, снимаемого с блсха 1О. В пересчетном узле 9 выделяются импульсы качала периода заданного напряжения и импульс, сдвинутый С1ТНОСИ- т9Л1зНо этого начала на четверть по- рнода с частотой заданного напряжения (фиг. 1} Эти импульсы поступают на два R - S триггеры 13 и 14, с приходом 3TVix импульсов с частотой заданного напряжения триггеры устанавливаются в исходное состояние, и импульс с синтезатора частоты гетеродина ripoxo- лит через схемы совпадения 15,16 и через линии задержки 17, 18 устанавливают эти трттггеры в противоположнгЗй состояние (фиг, 2). В формирователях 19, 20 формируются стробимпульсы длительностью О,2-О,3нс9к. формирует стробнмпул; сы, совпадающие с началом периода заданного напряжения и с импульсами, сдвин тымн, относительно этого начала на четверть пэриода. Для это реализации не требуется особых аппаратурньрс затрат. Изобретение позволяет повысить точность установки переменного напряжения для широкого частотного диапазона вплоть до десятков гигагэрц. Формула изобретения Устройство для получения стабильного напряжения неременного тока, содержащее регулирующий элемент, к управяющему входу которого подключен вььод первого усш1ителя, вход которого соединен с выходом компаратора, первый аход которого подключен к источни-