Стабилизатор периодического сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1051511 1/4 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО КОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О Й АВТОР(НОМУ ЕЛЬЮ ВУ(72) й, М, Сергеев и В. И. Петроченко (71) Научно-исспедоватепьский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Ревопюции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им, С. М. Кирова.(56) 1, Авторское свидетепьство СССР И 792237 кп. б 05 1" 1/449 1979.2, Авторское свидетепьство СССР по заявке М 3333139/07, кп. 6 05 Р 1/4 1981.(54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРИОДИЧЕ КОГО СИГНАЛА, содержащий поспедоватепьно соединенные задакиций генератор,регупируюший блок и усипитепь мощности,выход которого подкпючен к выходнойклемме и к входу нзмеритепьного преобразователя, сумматор, один иэ входовкоторого соединен с источником опорногонапряжения, а выход через интеграторподкпючен к управпяюшему входу регулирующего бпока, а также амппитудный детектор, о т п и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия,в него введены дифференцируюшая цепь,вход которой подкщочен к выходу ампщтудного детектора, а выход соединен свторым входом сумматора, и инерционноезвено, вход которого подключен к выходу измеритепьного преобразователи, а выход соединен с третьим входом сумматора, причем вход аппитудного детектораподключен к выходной клемме,1 1051Изобретение оносится к электротехнике, а именно к использованию стабилизаторов переменного напряжения, и может быть использовано в схемах автоматической регулировки усиления, измери 5 тельных генераторах и других устройствах, где необходимы стабилизаторы синусоидального сигнала в том числе и низких частот с предельно малыми нелйнейными искажениями выходного напряжения при высоком быстродействии его цепи стабилизациии.Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные эадакиций генератор, управляемый делитель и усилитель мощности, выход которого подключен к выходной клемме и выходу измерительного преобразователя, выходом подключенного к формирователю прямоугольных импульсов и к первому входу сумматора, второй и третий входы которого соединены с источни-, ком опорного напряжения и выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход сумматора через интегратор подключен к регулирукицему входу управляемого делителя 1 3Однако в данном стабилизаторе недостаточно полная компенсация гармоничес.- ких состлвлякидих преобразованногс напря 30 жения из-за конечного числа пороговых устройств, используемых в формирователе прямоугольных импульсов, и необходимости тщательной настройки углов отсечки и ширины прямоугольных импульсов. В результате стабилизатор обладает ограни 35 ченным быстродействием цепи стабилизации из-за необходимости фильтрации нескомпенсированных низкочастотных и последующих гармонических составлякицих40 управлякицего сигнала и большими нелинейными искажениями выходного напряжения при недостаточной фильтрации этих составлякидихеНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стаби 45 лизатор периодического сигнала, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, регулирующий блок и усилитель мощности, выход которого подклю чен к выходной клемме и к входу измерительного преобразователя, сумматор, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения, а выход через ин, тегратор подключен к управлякицему входу регулирующего блока, а также амп литудный детектор2 .Недостатком известного устройства является то, что при использовании в каче 511 2стве измерительного преобразователя устройства, обладакицего собственной инериионностью, например в случае использования электротеплового преобразователясреднеквадратического значения, оно обладает невысоким быстродействием,Цель изобретения - повышение быстродействия стабилизатора.Поставленная цель достигается тем,что в стабилизатор периодического сигнала,содержащий последовательно соединенные задаиций генератор, регулирукицийблок и усилитель мощности, выходкоторого подключен к выходной клеммеи к выходу измерительного преобразователя, сумматор, один из входов которогосбединен с источником опорного напряжения, а выход через интегратор подключен к управляющему входу регулирующегоблока, а также амплитудный детектор,введены днфференцирующаяцепь, вход которой подключен к выходу амплитудногодетектора, а выход соединен с вторымвходом сумматора, и инерционное звено,вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя, а выход соединен с третьим входом сумматора, причем вход амплитудного детектора подключен к выходной клемме,На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора периодическогосигнала.Устройство содержит последовательносоединенные задающий генератор 1, регулирующий, блок 2 и усилитель 3 мощности, выход которого соединен с выходнойклеммой и с входами измерительногопреобразователя 4 и амплитудного детектора 5, которые, в свою очередь, подключены соответственно через инердионноезвено 6 и дифференцирующее звено 7 квходам сумматора 8, к третьему входукоторого подключен источник 9 опорногонапряжения, а выход сумматора 8 черезинтегратор 10 соединен с управляющимвходом регулирующего блока 2.Стабилизатор работает следующим образом.Синусоидальное напряжение с задающего генератора 1 поступает через регулирующий блок 2 на усилитель 3 мощности,выходной сигнал которого стабилизируется на уровне, заданном источником 9опорного напряжения , Сигнал рассогласования между преобразованным выходными опорным йапряжениями усиливается ифильтруется интегратором 10, после чегоподается на управлякиций вход регулирукищего блока 2, изменяя его коэффициент11 4выпрямленного или среднекввдратичного внвчения преобразует выходной сигнал В однополярное напряжение, гврмонические составляющие которого фильтруются далее инерционным звеном 6 с постоянной времени 7 до пренебрежимо малой величины по срввнению с уровнем постоянной составляющей, которая сравнивается в сумматоре 8 с опорным напряжением О. Коэффициент передвчи это цепочки соот 1нететеенне равен К;. геенР 1 трТ е К- коэффициент передачи преобразователя 4,Вторвя цепочка состоит из амплитудного детектора 5, который выделяет огибающую выходного сигнала зв каждый пе- риоп н коэфФициент передвчи которого по пульсациям очень мвл и практически стремится к нулю, а по передвче и прирвщению амплитуды примерно равен 1, Последовательно с детектором включено диффеееренцирующее звено с коэффициентом передачи( ) где- постояннаяас,фа,времени .дифферендирующего звена.При суммировании выходных нвпряжений инерционного 6 и дифференцирукхдих7 звеньев получаемР 6+рГ. пр Г+рь1 Т. е, при равенстве постоянных времениинерционной и Пифферениирукптих звеньеви коэффициенте преобразования К л - 1/Ьмы получили првктически безынерционное звено, быстродействие которого опре-деляется амплитудным детектором, а уровень гармонических составляющих - практически реализуемой большой постояннойвремени инерционного звенв и остаточными пульсациями амплитудного детекторв,Причем погрешность и нествбильность выходного напряжения амплитудного петекторв 5 не влияет на метрологические характеристики устройства, так квк пв выходеего стоит дифференпирующее звено 7,которое не пропускает дрейфе постояннойсоставляющей выходного напряжениятекторв 5.Таким образом, введение амплитудногодетектора, инерционного и дифферсццирующих звеньев позволило цв порядок ц болееповысить быстродействие пепи стзбилпзвции устройстве,Тираж 874 Подпцсцог 3 10515передачи твк, чтобы поддерживать неизменным выходное напряжение стабилизаторапри вариациях сигнала задающего генераторв 1,Интегратор 10, включенный в цепь стабилизации выходного напряжения, служит длявыделения и усиления постоянной составляющей сигнала рассоглвсования и для подввления гармонических составляквцихэтого сигнала пропорционвльно их частотам. Поставленная времени интегрвтора10, требуемая для необходимого подавления пульсаций управлякздего напряжениярегулирующего блока 2, ограничивает быстродействие цепи ствбилизвции, в резуль тате чего не отрвбвтыввются быстрыефлуктуации выходного напряжения звдвющего генератора 1. При снижении постоянной времени возрвстаксдие гармоническиес ос т в в ля ющие упр в Вляющ его н впр яж е ни я р 0приводят к резкому увеличению модуляционных нелинейных исквжений выхоПногонапряжения, образующихся в результатеперемножения входного сигнала и соответствукидих гармоник упрввлякщего напряже ния. Указанная взаимосвязь между быстродействием цепистабилизации и уроввнем нелинейных искажений выходного напряжения может быть ослаблено, если навход интегратора подавать такое преобрв 30;зоввнное по уровню средневыпрямленногознвченйя напряжения, которое в первыйже очередной период выхопного сигнвласодержит информацию о прирвщении этогонвпряжения и в тоже время имеет весьмамалый уровень гарь онических ссстав- . 35ляющих, Роль так ого преобразователяиГрают две цепочки, составленные из последовательно соединенных измерительного преобразователя 4 и инерционного звена 6, амплитудного детектора 5 и .дифференпирующего звена 7, выходные нвпряжения которых складывают в суммвторе 8и сравниваются с опорным напряжением 9,сигнал рассогласования усиливается интегратором 10, постоянная времени которого может быть зцачительно уменьшена(нв порядок и более), и подается на управляющий вход регулирующего блока 2,изменяя его коэффициент передачи твк,чтобы попдерживвть неизмеццым выходное 50напряжение ствбнзизатори,Рассмотрим более подробно работупреобразователя переменного выходногонвлряжения в постоянное, роль которогоквк указыввлось, вылолцяют блоки 4-1 Измерительный преобрвзоввтель 4 среднеР 111 ПИ Закв з 8665/47Фцпцзц ПГ 1 П фПатецт", г. Ужгород, ул, Проектная, 4