Широкополосный калибратор напряжения переменного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника калиброванного Нсшряжения переменного тока в широком диапазоне частот, а также при построении высокостабильных многозначных мер переменного напряжения. Известны устройства для .получения стабильного напряжения переменного тока,содержащие регулирующий элемент tf цепь обратной связи, состоящую из схемы сравнения с источником опорного напряжения, выпрямитель и интегрирующую цепь l . К общим недостаткам-известных уст ройств следует отнести низкую точность поддержания уровня стабилизаци выходного напряжения на нагрузке из-за влияния неизвестных реактивной и активной составляющих нагрузки. Наиболее близкий заявляемому уст ройству по технической сущности широ кополосный калибратор напряжения пер менного тока, содержащее соединенные последовательно задающий генератор напряжения переменного тока, регулируемый усилитель, дифференциальный ,компаратор и усилитель, подключенный к управляющему входу регулируемого усилителя, выход которого соединен через аттенюатор с выходным кабелем, а также подключен к одному из входов дифференциального компаратора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен через усилитель , к управляющему входе регулируемого усилителя 2 . В данном устройстве из-за конечного значения выходного сопротивления аттенюатора значительно снижается точность поддержания уровня стабилизации выходного напряжения на нагрузке за счет влияния неизвестного значения Комплексного сопротивления нагрузки, что не позволяет производить aбcoлFOTныe измерения часто встречающиеся в практике радиотехнических измерений. Решение данной проблемы за счёт подсоединения одного из входов дифференциального компаратора непосредственно к нагрузке, охватив таким образом обратной связью выходную часть калибратора, не позволяет повысить точность стабилизации. Это объясняется тем, что погрешность дифференциального компаратора, строящегося, как правило для широкополосных калибраторов, в виде детекторов, под- соединенных входс1ми к опорному иста е5илиэируемому источникам напряжений а выходами подсоединенных к входам Сравнивающего устройства, выход кото рого является управляницим выходам, достигает значение 10-20% и более при малых.уровнях сигнала порядка милливольта и меньше. Вследствие этого, практически pea лизуемые технические решения выполнялись по аналогии с прототипом. Целью настоящего изобретения явля ется повышение точности поддержания уровня выходного напряжения на нагрузке. ПоставленнаяЦель достигается тем что в широкополосный калибратор напряжения переменного тока дополнител но введены третий детектор, второе сравнивающее устройство, ключ, запоминающее устройство, регулируемый де литель, устройство управления, приче третий детектор включен между точкой подсоединения нагрузки и одним из входов второго сравниванмцего устройства, выход которого соединен через ключ и запоминающее устройство с управляющим входом регулируемого делителя, вход которого соединен с выхо дом первого детектора,а выход - с другими входами сравнивающих уст.ройств, при этом выходы устройства ьгправления соединены со вторыми входами ключа и аттенюатора. На чертеже приведена структурная схема устройства. Задающий генератор 1, регулируемый уси 1итель 2, переключаемый аттенюатор 3,, выходной кабель 4, нагрузка 5, первый детектор 6, источник опорного напряжения 7, второй детектор 8, сравнивающее устройство 9, усилитель 10, третий детектор 11, второе сравнивающее устройство 12, KJH04 13, запоминающее устройство 14, регулируемые делитель 15, устройство 16 управления. К Зсщающему генератору 1 подключены последовательно соединенные регулируемый усилитель 2, аттенюатор 3, выходной кабель 4, нагрузка 5. Вход первого детектора б подключен к выходу регулируемого усилителя 2, а выход через регулируемый делитель 15 к одному из входов первого сравнивающего устройства 9, ко второму входу которого через второй детектор 8 подсоединен источник опорного напряжения 7. Выход сравнивающего устройства 9 через усилитель 10 подключен к управлякяцему входу регулируемого усилителя 2. Третий детектор 11 входом подсоединен к точке подсоединения нагрузки 5, а выходом подсоеди пен к одному из входов второго сравнивающего устройства 12, второй вход которого соединен с выходом регулируемого делителя 15, а выход сравнивающего устройства 12 соединен через ключ 13 и запоминающее устрой- ство 14 с управляющим входом регулируемого делителя 15. Устройство управления 16 соединено с ключом 13 и аттенюатором 3. Предлагаемый широкополосный калибратор напряжения переменного тока ра-ботает следующим образом. В первом режиме работы устройства управления 16 замыкает ключ 13 и переключает аттенюатор 3 в положение нулевого ослабления или выбранного номинального значения. Разность напряхсений на выходном кабеле 4 и и на выходе регулируемого усилителя 2, возникающая вследствие влияния подключенной неизвестной нагрузки 5 обуславливает наличие разностной величины на выходе запоминающего устройства 14, что обеспечивает необходимое изменение коэффициента преобразования регулируемого делителя Крд. За счет глубокой обратной связи ли- О и выполняется равенство и-К Кд5 Кд, (1) V КАГОРА. где К, коэффициент влияния подключенной нагрузки; Кд - коэффициент преобразования соответствующих детекторов Кдт - коэффициент преобразования аттенюатора, , для данного режима работы. Во II режиме работы ключ 13 размыкается и аттенюатор 3 устанавливается в необходимое для работы положение. (Депь авторегулирования - сравнивающее устройство 9, усилитель 10, регулируемый усилитель 2 обеспечивает выполнение равенства Ц- КА.КРД (2) где UQ - величина напряжения источника опорного напряжения. Напряжение на нагрузке 5 Jb.,,x Кдт К (3) Из выражения (1) найдем значение (4) (2) пои подставим его в выражение лучим откуда Таким образом, результирующее выражение для показывает независимость выходного напряжения bgj, от величины K.J коэффициента влияния подключаемой нагрузки, или другими словами, корректируется погрешность стабилизации уровня выходного напряжения из-за влияния комплексного сопротивления нагрузки. Фактически, коррекция данной погрешности осуществляется в 1 режиме « работы, когда состояние регулируемого делителя определяет коррек.тирующий множитель, вводимый запоминаквдим устройством, используемый для дальней