Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике, а именно к созданию прецизионных генераторов гармонических колебаний. Оно может быть использовано в измерительных приборах для исследования и проверки радиотехнической аппаратуры и других устройствах, где необходимы быстродействующие стабилизаторы с малыми нелинейными-искажениями.

Известен стабилизатор, который содержит обостряющий узел, усилитель, пиковый детектор, ключ сброса, усилитель сигнала управления, ключ с запоминающим конденсатором, регулирующее звено и усилитель мощности 1.

Однако в этом стабилизаторе между моментом времени измерения напряжения и моментом времени начала регулирования происходит задержка на четверть периода, что ухудшает устойчивость; импульсы управления ключами должны иметь малую длительность, что приводит к дополнительным нелинейным искажениям, из-за прохождения части сигнала в управляющее напряжение. Нелинейные искажения можно снизить , если сделать достаточно короткие импульсы. При уменьшении дпительности импульсо.в снижается частотный диапазон из-за ухудшения работы ключа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стабилизатор переменного напряжения, который содержит усилитель, охваченный частотно-зависимой обратной связью, включающей блок с дополни10тельным выходом усилителя и частотнонезависимой обратной связью, включающей регулирующее звено, дополнительный выход усилителя через последовательно соединенные формирователь

15 прямоугольного напряжения, первый ключ с первым запоминающим элементом и усилительный элемент подключен ко входу регулирующего звена, основной выход усилителя соединен с одним,из

20 входов суммирующего усилителя, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения С2.

Недостатком этого стабилизатора является то, что в нем также форми25руются импульсы малой длительности, что приводит к ограничений диапазона рабочих частот и увеличению нелинейных искажений.

Цель изобретения - расширение час30тотного диапазона. Поставленная цель достигается тем что в стабилизатор введены второй ключ, второй запоминающий элемент и логический инвертор, причем вход вто рого, ключа соединен с выходом суммирующего усилителя, выход подключен ко втopoмy запоминающему элементу и вхоь ду первого ключа, а управляющий вход соединен с выходом формирователя пря моугольного напряжения через логический инвертор, На чертеже изображен предлагаемый стабилизатор. Стабилизатор с основным и дополнительным выходами содержит усилитель 1 с частотно-зависимой 2 и частотно-независимой регулируемой обрат ными связями, к основному вцходу которого подсоединены последовательно суммирующий усилитель 3, второй вход которого соединен с выходом источника 4 опорного напряжения, ключ 5 с запог/шнающим элементом, выполненном на конденсаторе 6, ключ 7 с за-помина ющим элементом на конденсаторе 8, усилительный элемент 9 и регулирующе звено 10 в цепи частотно-независимой обратной связи. Дополнительный выход стабилизатора соединен со входом фор мирователя прямоугольного напряжения 11, выход которого связан непосредст ЕеннО с управляющим входом основного ключа 7 и через логический инвертор 12 с управляюцим входом ключа 5. Стабилизатор работает следующим образом. При выполнении условий самоВозбуж дения на выходе усилителя 1 появляют ся колебания, которые сравниваются с напряжением источника 4 опорного напряжения и усиливаются суммирующим усилителем 3..Напряжение с выхода суммирующего усилителя 3 поступает на открытый ключ 5 и заряжает запоминаюищй конденсатор 6. В следующий полупериод ключ 5 закрывается, а ключ 7 открывается. Запирание ключа 5 происходит в момент времени, когда выходное напряжение суммирующего усилителя 3 достигает своего максимального значения. Это напряжение, соответствующее амплитуде, запоминается на запоминающем конденсаторе 6. Одновременно через открытый ключ 7 напряжение с запоминакацего конденсатора 6 переписывается на запоминающий конденсатор 8. Постоянное напряжение запоминающего конденсатора 8 через усилитель 9 управляет коэффициентом передачи регулирующего звена 10, которое изменяетамплитуду колебаний в направлении уменьшения рассогласования выходного напряжения сТабилизатора и источника 4 опорного напряжения. Так как напряжение на конденсаторе 8 обновляется каждый период в момент достижения выходньвл напряжением своего максимального (амплитудного) значения, задержки в цепи регулирования нет, что позволяет реализовать большое петлевое усиление в контуре стабилизации. Расширение диапазона рабочих частот обусловлено уме ньшением влияния, на высоких частотах конечной постоянной времени цепи ключ - запоминающий конденсатор на работу стабилизатора, так как ключи управляются прямоугольным напряжением со скважностью равной двум, вместо коротких управляющих импульсов в устройстве, выбранном в качестве прототипа. Снижение нелинейных искажений происходит за счет того, что конденсатор 8 в момент обновления напряжения соединяется с конденсатором 6 в момент времени, когда напряжение на последнем неизменно. Таким образом, введение дополнительных .ключа и запоминающего конденсатора, а также логического инвертора позволяет расширить частотный диапазон и уменьшить нелинейные искажения, что дает возможность значигтельно улучшить качество и повысить производительность работ при использовании предлагаемого стабилизатора. Формула изобретения Стабилизатор переменного напряжения, содержащий усилитель, охвачен.ный частотно-зависимой обратной связью, включающей блок с дополнительным выходом усилителя, и частотнонезависимой обратной связью, включающей регулирующее звено, дополнительный выход усилителя через последовательно соед;иненные формирователь прямоугольного напряжения, первый ключ с первым -запоминающим элементом и усилительный элемент подключен ко входу регулирующего звена, основной выход усилителя соединен с одним из входов суммирующего усилителя, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены второй ключ, второй запоминающий элемент и логический инвертор, причем вход второго ключа соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход подключен ко второму запоминающему элементу и входу первого ключа, управляющий вход второго ключа соединен с выходом формирователя прямоугольного напряжения через логический инвертор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Известия Томского ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С. М. Кирова, т. 298, 1974, с. 54. 2.Патент Японии 44-53484, кл. G 05 F 1/44, 1969.