Стабилизатор периодического сигнала Советский патент 1982 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к созданию стабилизаторов переменного напряжения, и может быть использовано в схемах автоматической регулировки усиления, генераторах-калибраторах и других . устройствах, где необходимы стабилизированные источники гармонических сигналов с малыми нелинейными искажениями выходного напряжения.

Известен стабилизатор периодического сигнала, содержащий звено с регулируемым коэффициентом передачи, включенное между источником входного напряжения и усилителем мощности, к выходу которого через двухсторонний ограничитель подключен резистор и вход первого усилителя напряжения, неинвертирующий выход которого через электронный ключ и второй усилитель напряжения соединен со входом указанного звена с регулируемым коэффициентом передачи, а инвертирукяций выход через конденсатор подключен к управляющему входу упомянутого ключа, через резистор соединенному с источником напряжения смещения, при этом выход электронного ключа шунтирован запоминающим конденсатором ClJ.

Недостатком данного стабилизатора является низкое быстродействие его цепи стабилизации, обусловленное необходимостью фильтров в импульсной системе регулирования, с электронным ключом, что не позволяет стабилизировать быстрые флуктуации и изменения выходного напряжения.

Отсутствие разрядной цепи запоминающего конденсатора при спадах выходного напряжения ниже уровня ограничения приводит к длительной его задержке на этом уровне, а также к низкой помехозащищенности стабилизатора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор периодического сигнала, содержащий регулирующий блок, входом подключенный к входной клемме, а вькодом через усилитель мощности к выходной клемме, куда через ограничитель подключен усилитель, выход которого соединен со входом детектора с большой постоянной времени разряда и входЬм детектора с малой постоянной времени разряда, усилитель постоянного тока, выходом соединенный с управляющим входом регулирующего блока, и доидный ключ 2. Недостаток известного устройства - нелинейные исключения выходного напряжения. Целью изобретения является умень шение нелинейных искажений. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор периодического сигнала введены электронный ключ с конденсатором на выходе, резистор, усилитель-формирователь и дифференцирующая цепь, причем выход детектора с малой постоянной времени разряда через резистор подключен к одному выводу диодного ключа, дру гой вывод которого соединен-с выходом детектора с большой постоянной времени разряда, а выводы резистора соединены с инвертирующим и неинвер тирующим входами усилителя-формирователя, выход которого через дифференцирующую цепь подключен к управляющему входу электронного ключа с конденсатором на выходе, включенного между выходом детектора с большо постоянной времени разряда и выходо усилителя постоянного тока. На чертеже приведена схема стаби лизатора. Стабилизатор содержит регулирующий блок 1,.включенный между входно клеЫмой и усилителем мощности 2, к ; выходу которого через ограничитель 3 и усилитель 4 подключены детектор с большой постоянной времени разряд (диод 5, конденсатор 6), который че рез электронный ключ 7 с конденсато ром 8 на выходе и усилитель постоян ного тока 9 соединен с управляющим входом регулирующего блока 1, и детектор с малой постоянной времени разряда (диод 10, конденсатор 11, разрядный резистор 12), выход котор го .соединен с выходом детектора 5 и 6 через последовательно соединенные диодный ключ 13 и резистор 14. К выводам последнего подключены неинвертирующий и инвертирующий входы усилителя-формирователя .15, выхо которого соединен через дифференцирующую цепь 16 с управляющим входом электронного ключа 7. Устройство работает следующим об разом. . Выходное напряжение стабилизируется на уровне, заданном ограничите лем 3. Система стабилизации также содержит усилитель 4 ограниченных верхушек сигнала, два детектора с большой и малой постоянными времени разряда, которые выделяют информацию о .нестабильности амплитуды выходного сигнала. Выходное напряжение диода 5 через электронный ключ.7 и усилитель постоянного тока 9 подается на управляющий вход регу лирующегд блока 1, изменяя его коэффициент передачи так, чтобы стабилизировать выходное напряжение. Для повышения быстродействия стабилизатора при спадах входного сигнала в схеме имеется детектор с малой постоянной времени разряда. Однако уменьшение постоянной времени приводит на нижней границе частотного диапазона,к появлению пульсаций на управляющем напряжении с выхода ос,новного детектора из-за открывания диодного ключа 13, с помощью которого производится перезаряд конденсатора 6. На величину пульсаций управляющего напряжения влияет также неидеальность характеристики диодного ключа 13, вследствиечего через него протекает ток разряда конденсатора 6 еще до прихода очередной верхушки сигнс1ла. Чтобы исключить влияние выбросов управляющего напряжения на нелинейные искажения устройства, напряжение с конденсатора б подается на управляющий вход блока 1 через электронный ключ 7, который отключается с помощью усилителя-формирователя 15 в момент протекания тока через диодный ключ 13. В это время на конденсаторе 8 запоминается управляющее напряжение, необходимое для установления требуемого коэффициента передачи регулируемого блока 1. Величину резистора 14 выбирают такой, чтобы выходное напряжение усилителя 15 обеспечило надежное запирание ключа 7 на все время протекания тока через диодный ключ 13. Дифференцирующая цепь 16 служит для восстановления исходного состояния ключа 7 при уменьшении входного сигнала, когда вместе с конденсатором б необходимо разрядить конденсатор 8. Постоянная времени цепь 16 выбирается достаточно большой, чтобы пропустить без заметных искажений импульсы с усилителя-формирователя 15, однако не больше периода входного сигнала на нижней границе частотного диапазона, чтобы не затягивать переходный процесс. Таким образом, подключение электронного ключа, управляемого от усилителя-формирователя, позволяет уменьшить уровень пульсаций в управляющем напряжении регулирующего блока, что значительно уменьшает нелинейные искажения выходного напряжения и повышает тем самым метрологические характеристики стабилизатора. Формула изобретения Стабилизатор периодического сигнала, содержащий регулирующий блок, входом подключенный к входной клемме а выходом через усилитель мощности к выходной клемме, куда через ограничитель подключен усилитель, выход которого соединен со входом детектоpa с большой постоянной времени разряда и входом детектора с малой постоянной времени разряда, усилитель постоянного тока, выходом соедненный с управляющим входом регулирующего блока, и диодный ключ, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений выходного напряжения, в него введены электронный ключ с конденсатором на выходе, резистор, усилитель-форм рователь и дифференцирующая цепь, причем выход детектора с малой постоянной времени разряда через резистор подключен к одному выводу диодного ключа, другой вывод которого соединен с выходом детектора с большой постоянной времени разряда, а выводы резистора соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами усилителя - формирователя, выход которого через дифференцирующую цепь подключен к управляющему входу электронного ключа с конденсатором на выходе, включенного между выходом детектора и большой постоянной времени разряда и входом усили теля постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №448442, кл. G 05 F 1/44, 1974

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2872523/07,

кл. G 05 F 1/44, 1980.

Вкод