Калибратор переменных напряжений Советский патент 1983 года по МПК G05F1/44 

(54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электротетснике и может быть использовано в цепях питания различных радиотехничеких устройств. По основному авт. св. № 807247 известен калибратор переменных напряжений, содержащий задающий генератор, выход которог э через регулирующее звено подключен к усилителю мощности, образцовую меру напряжения, выход которой сбединен с первым входом электронного коммутатора, второй вход подключен к вььходу усилителя моЬнссти и выходной клем ме, а выход электронного коммутатора че рез последовательно соединенные согласующий усилитель, измерительный преобразователь и электронный усилитель подк, лючен 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 генера тора опорной частоты, выход которого подключен к третьему входу электронного кс мутатора и ко второму входу синхронного .детектора, при этом точка соединения уси лителя напряжения и резистора интегратора подсоединена ко входу резисторного делителя напряжения, а его выход через двусторонний ограничитель напряжения подключен к вЬ1ходу CHHXptHiHoro детектора ;lj. Недостаткок этого устройства является большая длительность переходного процео са. Цель Изобретения - уменьшение длительности переходного процесса калибратора переменных напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в калибратор введены электронный ключ,резистор и инвертирующий усилитель напряжения, при этом точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного усилителя напряжения подсоединена к входу инвертирующего уснлителя напряжения, выход которого в свою очередь подсоединен к общей шине образ3689В424

цовой меры напряжения, кроме того, точкавходу резисторного делителя напряжения

соединения выхода измерительного преоб-на резисторах 16 и 17. разователя и входа электронного усилите-В свою очередь выход резисторного

,ля напряжения подсоединена к первому вы-делителя через диодный ограничитель напводу резистора, второй вывод которого че-5ряжения на диодах 14 и 15 подсоединен

рез электронный ключ подключен к общейк выходу синхронного детектора 10. Геишне, причем управляющий вход электрон-нератор опорной. частоты 18 подключен к

ноге ключа подсоединен к генератору опор-электронному коммутатору 4 и синхронноной частоты.му детектору 10, Выход дополнительно

На чертеже представлена принципиальная,Q.введенного электронного усилителя напряг

схема калибра.тора переменных напряже-жения 20 подсоединен к обшей шийео§

НИИ.разцовой меры напряжения 5. Выход инКалибратор содержит источник 1 ста-тегратора подсоединен к управляющему билизируемого напряжения, регулирующеевходу регулирующего звена 2. звено 2, усилитель мощности 3, электрон- , 5 Кроме того, общая точка соединения ный коммутатор 4, образцовую меру нап-входов усилителей напряжения 2О и 9 и ряжения 5, согласующий усилитель 6,выхода измерительного преобразователя (например, повторитель напряжения ) из-7 действующего значения напряжения подмерительный преобразователь 7 действую-соедогнена к первому выводу дополнительjmiero значения напряжения (например, фо- joно введенного резистора 8, второй вывод тоэлектрический преобразователь на базе которого через дополнительно введенный маломощной лампочки накаливания и фо- электронный ключ 19 подсоединен к общей тодиода), введенный резистор 8, электрон-шине. Управляющий вход электронного клн ный усилитель напряжения 9, синхронныйча 19 подсоединен к г.енератрру опорной детектор 10, интегратор на базе резисто - 25частоты 18

ра 11, конденсатора 12, электронного. Предлагаемый калибратор работает слеусилителя 13, диодного ограничителя нап-дующим образом.

ряжения на диодах 14 и 15,, резисторко-Пусть напряжение Uy с выхода усилиго делителя напряжения на резисторазстеля мощности 3 стабилизатора перемен16 и 17. Кроме того, устройство сод ер- JQного напряжения в результате возмущаюжит генератор опорной частоты 18, вве-шего воздействия не равно выходному напденные электронный ключ 19 и инверти-ряжению (jg образцовой меры напряжения

рующий усилитель напряжения 20.5,. т.е. Uj( i |JQ . Тогда на выходе измериДополнительно введенные элементы 8,значения напряжения мы пов1учим напряже19 и 20 обведены пунктиром.ние ДУ , которое после усиления усилит&Источник 1 стабилизируемого напряж -леи 9 подается на вход синхронного дет&1ния подсоединен к входу регулирующегоктора 10. На выходе синхронного детекто.

звена 2 выход которого в свою очередьра 10 появляется выпрямленное пульсиру-

подсоединен к входу усилителя мощности 3.ющее напряжение дО После фильтрации

1 В компараторе входы электронного ком-напряжения интегратором на его выходе

мутатора 4 подсоединены к выходу усили-получим постоянное напряжение дО велйтеля мощности 3 и к образцовой мере нап-чина которого пропорциональна отклонению

ряжения 5. Выход электронного коммута-U по отнощению Ug Это напряжение,,

тора подсоединен к входу согласующегопоступая на управляющий вход управляющеусилителя 6, выход которого подключен кго звена 2, рагулнрует напряжение на входополнительно введенному инвертирующемуде усилителя мощности 3 таким образом,

электронному усилителю напряжения 20 ичтобы выходное напряжение усилителя

к электронному усилителю напряжения 9мощности 3 равнялось напряжению обраэ

через измерительный преобразователь 7цовой меры 5, т.е. 1Ц UQ. Электронный действующего значения напряжения. Выход ключ 19 подсоединяет резистор 8 к общей

электронного усилителя 9 подсогединеи кощине только на длитепьность интервала

входу интегратора через синхро«йый детек-t-f Калибратор переменных напряжений

тор 10. Резисторы 11, 16 и 17i диодыпозволяет уменьщить длительность пер&14 и 15, конденсатор 12 и усилитель 13ходных процессов при изменении его уровиапряжения образуют интегратор. Причем ня выходного напряжения за счет увелич&общая точка соединения резистора 11,ния длительности стадии активной стабиконденсатора 12 и инвертирующего входа ,лизации t течение периода коммутации,

усилителя 13 напряжения подсоединена кот.е. за счет сокращения длительности вр&тельного преобразователя 7 действующего менного интервала - и соответствующего увеличения длительности временного интервала времени течение периода коммутации. Для прототипа отношение периода к длительности временного интервала акти . ной стабилизации -fca равно двум. п - 1-bta. Q...i. Это означает, что стадия активной ста билизапии выходного напряжения калибратора возможна лишь на протяжении длительности полупердаода В течение по луйериода-t;) коммутации в калибраторе принципиально исключена отработка возмушающего напряжения, что и приводит к увеличению длительности переходных про.цессов. В предлагаеглбм устройстве.длительност временного интервала времени -fe существенно меньше временного интервала времени-tj,, т.е. . Q отношение периода коммутации к длительности временного интервала времени-t о. стремится к единиц ;2.С2) За счет этого увеличена длительность стадии активной стабилизации выходного уровня калибратора напряжения, а следовательно, сокращена- длительность отработ ки переходных процессов стабилизатора переменного напряжения в течение период коммутации. Физически достижение данного топож тельного эффекта можно объяснить следую щим образом.. На интервале времени Ь электронный коммутатор 4 подключает выход образцовой меры 5 на вход согласующего усилителя напряжения 6. В этом случае цепь отрицательной обратной связи элементов ; 2,i,4,6j - 17 разомкнута, но при этом замкнута цепь отрицательной обратной связи элементов 5 4, 6, 7 и 2О, т.е. измерительный цреобразоватепь 7 дейст вующего значения напряжения входит в замкнутый контур, охватывающий узлы 4, 6, 7, 20 и 5. Этот контур охвачен отрицательной обратной связью. Согласио теории отрицательной обратной связи чао тотные искажения преобразователя 7 действующего значения напряжения уменьшают ся, в связи с чем сокращается длительность его переходного процесса на инт вале времени-Ь . Таким образсж, введенный нами первый технический прием позволяет уменьшить частотные искажения измерительного преобразователя 7 действующего значения напряжения. Чтобы сократить, временной интервал Ь и увеличить временной интервал ,, необходимо, чтобы переходной конденсатор фотоэлетстрнческого преобразователя 7 успевал приобретать один и тот же заряд как в течение интервала -Ьн , так и в течение длительности интервала 4. Это возможно лиы1Ь, если ток заряда (разрада) в интервале времени -t будет во столько раз больше тока разряда (зарада) в интервале времени fc., каково их отношение-t2./-t.i Сказанное можно реализовать, если на этапе 4,-( уменьшить постоянную переходной RC - цепочки фотоэлектрического преобразователя 7. Для этого на этапе-fcx электронный ключ 19 подсо диняет резистор 8 к общей шине. В этом случае уменьшается постоянная времени, переходной RC - цепочки фотоэлектричеокого преобразователя 7, а следовательно достигается быстрое восстановление заряда конденсатора. Итак, заряд О.,, конденсатора на этапе л должен быть равен его заряду Лр на этапе Ьа в установившемся режиме, т.е. % 9р-, Таким образом, второй технический прием позволяют обеспечить равенство количества электричества, которое конден сатор приобретает на этапе Ь , количеств ву электричества, которое конденсатор те- ряет на этапе -fca или наоборот в зависимости от знака отклонения U)t от (JQ . Использование этих приемов (новременно и обеспечивает сокращение длиТельнооти этапа -Ь- что позволяет сократить длительность переходного процесса в т&чение периодаТ частоты следования генератора опорной частоты 18. формула изобретенияКалибратор переменных напряжений по авт. св. № 8О7247, отличающийс я тем, что, с целью уменьщения дш1т&- льности п еходного процесса, в него введены электронный ключ, резистор и инвертирующий усилитель напряжения, при этом точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного усилителя напряжения подсоединена к входу инвертирующего усилителя напряжения, выход которого в свою очередь подсоединен к общей шине образцовой меры напряжения, кроме того, точка соединения выхода и

7 9895428

мерительного преобразователя и входа: соединен к генератору опорной часэлектронного усшштеля напряжения под- тоты.

соединена к первому выводу резистора,Источники информации,

вьшод которого через электронныйпринятые во внимание при экспертизе

ключ подключен к общей диине, причем 5 Авторское свидетельство СССР управляющий вход электронного ключа под- NO 807247, кл. Q05F 1/44. 1979.