Высокостабильный источник опорного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/56 

I

Изобретение относится к метрологии, измерительной технике, приборостроению и может быть использовано в качестве образцовых и рабочих мер напряжения постоянного тока.

Известен источник опорного напряжения, содержащий стабилитрон и два транзистора с дополнительной симметрией и коллекторно-базовы ми связями, змиттер одного из которых соединен через резистор с общей шиной, а змиттер другого - с источшком питания, причем один вывод стабилитрона подключен к выходу устройства, а другой - к общей шине 1.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее компенсационный стабитшзатор напряжения с последовательным регулирующим элементом, усилителем постоянного тока и делителем напряжения, включенным одним концом к выходу регулирующего элемента, другим - к общей шине, по крайней мере, два оконечных параметрических стабилизатора напряжения, каж дый из которых вьшолнен на стабилитроне и балластном резисторе, причем точка соединения одного вывода каждого балластного резистора и соответствующего стабилитрона, через соответствующий суммирующий первый резистор, соединена со входом усилителя постоянного тока компенсационного стабилизатора, а через соответствующий суммирующий второй резистор - с выходной клеммой 2.

Выходное напряжение таких источников Uabix в момент времени t о определяется как среднее арифметическое значение напряжения стабилизации группы стабилитронов по формуле

и

.1)

.t,

где J - напряжение стабилизации

-ГО

Стабилитрона группы; П - число стабилитронов в группе, Есаш в момент времени t изменяется напряжение стабилизации стабилитрона, например г -ого, на величину tf Un ™ ™ приводит к изменению выходного напряжения на Bcmrainiy . можно определитк no формуле ..u .t, -Bbixt, выу 1п-л П у в соответств1Ш с (2) повысип стабильност известных ИСТОЧШ1КОВ на основе группового соедщ ения стабилитронов возможно либо за счет увел1етения числа п стабилитронов в группе, либо путем изготовления или специал ного отбора стабилитронов и балластных резисторов с малой величиной нестабильности. Увеличение числа стабилитронов в группе значительно усложняет создашю опорного истопшка, снижает его надежность, увеличивае стоимость, При этом в источник требуется дополнител но вводить большое «шсло высокоточных резисторов, а для питания его использовать более мощный высокостабильный предварителькьш стабилизатор, что существегто усложняет hpaKTiwecKoe осуществление источника. Цель изобретения - умею шенис нестабильности выходного напряжений и повышение надежности истошика опорного напряжения. Поставле шая цель достигается тем, что в устройство введены по крайней мере два операцяош№1Х усилителя, выходы которых соедин ны с управляющим входом соответствующих регулирующих элементов, включешгых 1«ежду выходом компенсационного стабилизатора напряжения и другим выводом соответствующего балластного резистора, а точки соедин ния каждого балластного резистора и стабили рона подключены к одному из входов соответств тощего операционного усилителя, друго вход которого подключен ко входу усилителя постоянного тока комленсапданного стабилизатора напряжения. На чертеже приведена функциональная схема высокостабильного источьшка опорного напряжения. Схема содержит последовательный -регулирующий элемент 1, усилитель 2 постоя1шо тока, делитель 3 и 4 напряжения, первую группу суммирующих резисторов вторую группу суммирующих резисторов 6f, балластные резисторы 7 операционные усилители 8д- 8, регулирующие элеме 8лстабшштроны 10 л Устройство работает следующим образом. Входное напряжение подается на клеммы 11 и 12. Изменение наиряжешя стабилизации Л1абого из стабилитронов, например, вызывает на входе соответствующего операционного усилителя (8 f измерение управляющего сип1ала, который- представляет разность напряжений (управляющего и опорного) снимаемых непосредственно со стабилитрона и с общей точки первой группы суммирующих рез1юторов, подключенных к параметрическим стабилизаторам напряжений. Параметрические, стабилизаторы, выполненные на основе группы стабилитронов10 -Юр питаются через балластные резисторы 7д - Тр, и регулирующие элементы от предварительного компенсационного стабилизатора напряжения, который содержит последовательный элемент 1, усилитель 2 постоянного тока и делитель 3 и 4 нанряжения. Управляющий сигнал с выхода операционного усилителя 8п подается на регулирующий элемент 9, который изменяет ток стаб1шизации стабилитрона Юр, и соответстве1шо напряжение стабилизации стабилитрона так, чтобы восстановить напряжение стабилизации стабилитрона до величины, равной начальному значению, т.е. скомпенсировать действие дестабилиз1фующего фактора. Допол штельные регулирующие элементы 9д -9 включены последовательно с регулирующим элементом 1 компенсационного стабилизатора напряжения, который соединен с выходом усилителя 2 постоянного тока. На входы усилителя 2 постоянного тока подаются напряжения с делителя 3 и 4 напряжения и опорное напряже1ше, с шмаемое с группы стабилитронов 10 10п через первую группу суммирующих резисторов. Высокостабильное выходное напряжение источника на клеммах 11 и 12 снимается с общей точки второй группы суммируюидах Резисторов 5 -5 и с общей точки стабилитонов . Формула изобретения Высокостабильный источник опорного напрякения, содержащий компенсационный стабилизатор напряжения с последовательным регулирующим элементом, усилителем постоянного тока и делителем напряжения, включенным ОД1ШМ концом к выходу регулирующего элемента, а другим - к общей шине, по крайней мере, два оконечных параметрических стабичмзатора напряжения, ка5вдый из который выюлнен на стабилитроне и балластном резисторе, причем точка соединения одного вывода каждого балластного резистора и соответствующего, стабилитрона через соответствующий суммирующий первый резистор, соединена со входом усилителя йостоянного тока компенсационного стабилизатора, а через соответствующий суммирующий второй резистор - с выходной клеммой, отличающийс тем, что, с целью уменьшения нестабильности выходного напряжения и повьпиения надежности источника опорного натфяжения, в него 1зведены по крайней мере два операционных усилителя, выходы которых соединены с управляющим входом соответствующих-регулирующих элементов, включенных между выходом компенсационного стабилизатора напряжения и другим выводом соответствующего бал ластного резистора, а точки соединения каж7522906

цого балластного, резистора я стабктпроня подключены к одному из входов соответ. ствугощего операционного усилителя, другой

вход которого подключен ко входу уснлшеля j постоянного тока компенсапяонного стабилизатора напряжения.

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе to 1. Авторское свидетельство СССР N 513287, кл- Н 03 К 7/10, 1974.

2. Авторское свидетельство CCdP Н 579604, кл. G 0& F 1/56, 1975.