Калибратор переменных напряжений Советский патент 1982 года по МПК G05F1/44 

(54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

По основному авт.св. № 807247 известен калибратор переменного напряжения, содержащий генератор, выход которого через регулирующее звено подключен к усилителю мощности, образцовую меру напряжения, выход которой соединен с первым входом электронного коммутатора, второй вход которого подключен к выходу усилителя мощности и выходной клемме, а выход электронного коммутатора через последовательно соединенные согласующий усилитель, измерительный преобразователь и электронный усилитель подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого через интегратор соединен с управляемым входом регулирующего звена, причем интегратор выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и усилителя напряжения, зашунтированного конденсатором, и генератор опорной частоты, выход которого подключен к третьему входу электронного коммутатора и к второMV входу синхронного детектора, при

этом точка соединения усилителя напряжения и резистора интегратора подключена ко входу резистивного делителя напряжения, а его выход через двухсторонний ограничитель напряжения - к выходу синхронного детектора l .

Недостатком этого устройства является значительная длительность пе10реходного процесса при изменении уровня выходного напряжения.

Цель изобретения - уменьшение длительности переходного процесса калибратора.

15

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве электронный коммутатор выполнен в виде основного и дополнительного синхронно связанных двухпозиционных переключа20телей, дополнительного согласующего усилителя, дополнительного измерительного- преобразователя действующего значения напряжения и дополнительного электронного усилителя,

25 причем подвижный контакт основного двухпозиционного переключателя подключен к первому входу электронного коммутатора, подвижный контакт дополнительного двухпозиционного пе30реключателя соединен с вторым входом

3j;si: ipOriHoro коммутатора, первый ниподвкжньгй контакт основного двухпэициониого переключателя подсоединен ко второму неподвижному коьГтакт дополнительного двухпоэиционного переключателя и подключен к выходу электронного коммутатора, а первый неподвижный контакт дополнительного двухпозициоиного переключателя подсоединен ко второму неподвижному контакту основного двухпозиционного переклгочателя и подключен ко входу дополнительного согласующего усилителя,- выход которого через дополнительный измерительный преобразователь действующего значения напряжения подсоединен ко входу дополнителного электронного усилителя, выходом соединенного с введенным дополкитель HFjiM выходом электронного комму1атора, который подключен ко второму входу синхронного детектора.

На чертеже приведена блок-схема изобретения.

Выход задающего генератора 1 подсоединен ко входу регулирую1цего звена 2, В свою очередь выход регулирующего звена подсоединен ко входу /силителя мощности 3 .

3 состав компаратора 4, все узjTH которого обведены сплошной линией, входят электронный KOMiviyTaTOp 5, включающий дополнительный двухпозиционный переключатель с подвижньи контактом б и неподвижными KGPira-: uMn 7, 8 и оснозной дувухпозиционкый переключатель с подвижньм контактом 9 и неподвижными контактами 10, 11,

Прк этом неподвижьый контакт 7 соединен с неподвижным коятс-ктом 11 а негюдвижный контакт 8 соединен с неподвижньлм контактом 10.

Общая точка соединения неподвижных контактов 7 и 11 подсоединена к Еходу основного corjiacy oij i-o усилителя 12, а его выход подключен ко входу основного преобразователя дейвующего значения напряжения 13. В свою очередь его выход подсоединен через основной электронный усилитель напряжения 14 к первому вход синхронного детектора 15.,

Общая точка соединения неподвижных контактов 10 и 8 подсоединена ко входу дополнительного согласующего усилителя 16, а его выход подключен ко входу дополнительного преобразователя действующего знаЧения напряжения 17. В свою очередь его выход через дополнительный электронный усилитель напряжения 18 подсоединен ко второму входу синхронного детектора 15.

Узел 5 обведен пунктирной линией Выход синхронного детектора 15 подключен к резистору 19 и катоду диода 20 и к аноду диода 21. Второй вывод резистора 19 подсоединен ко входу электронного усилителя напряжения 22, к конденсатору 23 и к резистору 24. Второй вывод резистора 24 подсоединен к аноду диода 20, к катоду диода 21 и к резистору 25, второй вывод которого подключен к общей шине. К выходу электронного усилителя напряжения 22 подключен второй вывод конденсатора 23. Выход электронного усилителя напряжения 22 подсоединен к управляющему входу регулирующего звена 2.

Вход усилителя мощности 3 подключен к подвижному контакту б дополнительного двухпозиционного переключателя, а подвижный контакт 9 основного двухпозиционного переключателя подключен к источнику 26 образцвого источника напряжения.

Генератор опорной частоты 27 подсоединен к третьему входу синхронного детектора 15 и к управляющему входу коммутатора 5.

Предложенный калибратор переменных напряжений работает следующим образом.

Пусть измеряемое напряжение U/, с выхода усилителя мощности 3 калибратора переменных напряжений в результате возмущающих воздействий не равно выходному напряжению UQ образцового источника напряжения 26, т.е. Ux UQ. Тогда в первый полупериод коммутации при замкнутых подвижном контакте 6 с неподвижным контактом 7 и подвижном контакте 9 с неподвижHEJM контактом 10 на основной согласующий усилитель 12 подано измеряемое напряжение с выхода усилителя мощности 3, а на дополнительный согласующий усилитель 16 подано образцовое напряжение DO с выхода образцового источника напряжения 26. В этом случае на выходе основного измерительного преобразователя действующего значения напряжения 13 получаем приращение напряжения ди, которое после усиления усилителя 14 поступает на первый вход синхронного детектора 15, ас его выхода на вход электронного интегратора, включающего элементы 19-25.

На выходе электронного интегра, тора получаем постоянное напряжение ullli , которое поступая на управляющий вход регулирующего звена 2, регулирует напряжение на входе усилителя мощности 3 таким образом, чтобы выходное напряжение образцового источника, т.е.

Ux UQ.

Во второй полупериод коммутации подвижный контакт 6 оказывается соединенным с его неподвижным контактом

8, а подвижный контакт 9 соединен с неподвижным контактом 11. В этом случае на дополнительный согласующий усилитель 16 подано измеряемое напряжение Ux с выхода усилителя мощности 3, а на основной согласующий усилитель 12 подано образцовое напряжение Ug. Тогда на выходе дополнительного измерительного преобразователя 17 получаем приращение напряжения iUj, которое после усиления усилителем 18 поступает на второй вход синхронного детектора 15, а с его выхода поступает на вход электронного интегратора, включающего элементы 19-25. На выходе электронного интегратора получаем постоянное напряжение лИ, которое поступая на управляющий вход регулирующего звена 2, регулирует напряжение на входе усилителя мощности 3 таким образом, чтобы его выходное напряжение равнялось напряжению образцового источника 27, т.е.

Ux оТаким образом, на выходе компартора 4, т.е. на управляющем входе регулирующего звена 2, имеется информация о соотношении величин измеряемого напряжения Ux и образцовго напряжения Ug в течение всего периода работы компаратора.

При этом процесс управления регулируквдего звена 2 получается непрывным и точным в течение всего периода коммутации коммутатора 5.

1

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить длительность переходны процессов изменении его уровня выходного напряжения.

Данный положительный эффект можно объяснить следующим образом.

В калибраторе 1 переменных напряжений информация о разностном значениях напряжений U ; и Ug су- . ществует лишь в течение одного полупериода коммутации коммутатора. В течение этого полупериода и осуществляется регулирование выходного напряжения усилителя мощности 3 до значения Ох UQ. В течение второго полупериода коммутации на преобразователь действующего значения напряжения 17 поступает напряжение Uo- Однако на управляющий вход регулирующего звена 2 продолжает поступать выпрямленное напряжение с выхода интегратора 11, т.е. регулирование продолжается. В связи с этим процесс управления становится неопределенным, так как в течение второго полупериода цепь отрицательной обратной связи калибратра переменных напряжений не функционирует

Это и приводит к увеличению д.пительности переходного процесса калибратора переменных напряжений.

Процесс установления стационарного значения выходного напряжения

калибратора переменных напряжений по этой причине устанавливается не менее чем за несколько периодов.

Данное устройство обеспечивает отрицательную обратную связь по не-,

0 -равенству Ux 5 UQ непрерывно -в течение всего периода работы коммутатора 5. На управляющий вход регулирующего звена 2 в этом случае поступает управляющее напряжение о

5 соотношении Ux и UQ непрерывно в течение периода коммутации. Это и дает возможность быстро, практически в течение одного периода коммутации переключателя 5, отрабатывать вариации выходного напряжения усилителя мощности 3.

В устройстве по сравнению с прототипом полностью исчезает неопределенность в отработке возникающих

5 возмущений напряжений на выходе усилителя мощности 3, обусловленный моментом его возникновения. В произвольный момент времени цепь отрицательной обратной связи калибратора

0 переменных напряжений замкнута.

I

Длительность переходного процесса калибратора по сравнению с прототипом меньше за счет исключения этапа перерегулирования, возникающего в устройство п тее;-;ие полупериода, когда на вход измерительного преобразователя поступает информация о величине напряжения Up от

образцового

П1Тз, т.е. в течение полупериода, когда цепь отрицательной обратной связи по возмущающему напряжению не функционирует, неопределенности момента возникновения возмуы.аюиего напряжения на выхосе усил/то/тя ;-1С-;::нсСти 3 и ченного состояния цепи отрицательной обратной связи по обработке этого возмущения.

50

Формула изобретения

Калибратор переменных напряжений по авт. св. № 807.247, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения длительности переходных процессов, в нем электронный коммутатор выполнен в виде основного и дополнительного синхронно связанных двухпозиционных переключателей, дополнительного согласующего усилителя, дополнительного измерительного преобразователя действующего значения напряжения и дополнительного злектронного усилителя, причем подвижный контакт основного двухпоэиционного переключателя подключен к первому входу электронного коммутатора, подвижный контакт дополнительного Двухпозиционного переключателя соединен с вторым входом электронного коммутатора, первый неподвижный контакт основного двухпоэиционного переключателя подсоединен к второму неподвиному контакту дополнительного двухпозиционного переключателя и подключен к выходу электронного коммутатора, J первый неподвижный контакт дополнительного двухпозиционного переключателя подсоединен к второму неподвижному контакту основного двух

позиционного переключателя и подключен к входу дополнительного согласующего усилителя, выход которого че..рез дополнительный измерительный преобразователь действующего значения напряжения подсоединен к входу дополнительного длектронного усилителя, выходом соединенного с введенным дополнительным выходом электронного коммутатора, который подключен к второму входу синхронного детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 807247, кл. G 05 Р 1/44, 1979.