Устройство для получения стабильного напряжения переменного тока

О П И С А Н И Е н)74451ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Саве Соаатокик Г Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.0 б.80 51) М, Кл.б 05 Г 1/44 Государственный комитет СССР,1(088,8) ло делам иаооретеиии и открытий(71) Заявитель В, И, Губарь и А. ф, Миняйло Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической революци54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА реактивной составляющей н В этом устройстве из-за ного сопротивления атт тельно снижается точност Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры. Из вестбильного а 1, 2,Первое из известных устройств 1 содержит регулирующий элемент и цепь обратной связи, состоящую из схемы сравнения с источником опорного напряжения, выпрямитель и интегрирующую цепь. Недостатком этого устройства является недостаточная прочность стабилизации.Второе из известных устройств ,2, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит задающий генератор, регулирующий элемент, соединенный с клеммами для подключения нагрузки через аттенюатор и отрезок кабеля, дифференциальный компаратор, на один вход которого подключен выход измерительного элемента, на другой вход - источник опорного напряжения, а выход через усилитель соединен с управляющим входом регулирующего элемента.конечного выходенюатора значиь от влияния акны устройства для получения ста напряжения переменного ток тивнои и агрузки.Целью настоящего изобретения являетсяповышение точности поддержания уровнястабилизации выходного напряжения, Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для получения стабильногонапряжения задающий генератор подключен ко входу регулирующего элемента, вы 10 ход которого соединен с аттенюатором непосредственно, а между отрезком кабеля иклеммами для подключения нагрузки включен первым и вторым выводом введенныйпереключатель, третий вывод которого со 15 единен со входом введенного измерителяпараметров нагрузки, выходом подключенного ко входу введенного иммитатора нагрузки, выход которого соединен с выходомизмерительного элемента, выполненного ввиде дополнительного отрезка кабеля и резистора, один вывод которого через дополнительный отрезок кабеля подключен к выходу измерительного элемента, а другойвывод - ко входу измерительного элемента,соединенного со входом аттенюатора.На чертеже представлена структурнаясхема устройства для получения стабильного напряжения переменного тока,Устройство содержит последовательносоединенные задающий генератор 1, регу(3) К - оп 3лирующий элемент 2, например регулируемый усилитель, аттенюатор 3, отрезок кабеля 4, переключатель 5, нагрузку 6 (Л),При этом между выходом регулирующегоэлемента 2 и дифференциальным компаратором 7 последовательно включены резистор 8 и дополнительный отрезок кабеля 9,аналогичный (длина, волновое сопротивление) выходному кабелю 4, К выходу отрезка кабеля 9 подключен иммитатор нагрузки 10, управляющие входы которогочерез измеритель параметров нагрузки 11подключен к одному из входов переключателя 5. Второй вход дифференциальногокомпаратора 7 подключен к источникуопорного напряжения У, а выход блокачерез усилитель 12 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 2.Устройство работает следующим образом,Выходное напряжение задающего генератора 1 проходит через регулирующий элемент 2 и через аттенюатор 3, отрезок кабеля 4 поступает на переключатель 5. Одновременно выходное напряжение усилителя У поступает через резистор 8, отрезоккабеля 9 на иммитатор нагрузки 10 и дифференциальный компаратор 7, где сравнивается с опорным напряжением Уоп Полученное разностное напряжение ЬУ на выходе дифференциального компаратора 7усиливается усилителем 12 и воздействуетна регулирующий элемент 2 таким образом,чтобы поддержать ЛУ близким к нулю,При подключении нагрузки б по командеоператора или автоматически переключатель 5 устанавливается в положении 1 иизмеритель параметров нагрузки 11 измеряет параметры нагрузки 6 (Л,), напримеремкость и сопротивление, и изменяет параметры емкость, сопротивление имитаторанагрузки 10. Полученные значения параметров иммитатора нагрузки запоминаютсяи удерживаются при переключении переключателя 5 в положение 2, При переключении переключателя 5 в состояние 2напряжение Ун с выхода кабеля 4 поступает на нагрузку 6, Благодаря такому построению устройства для получения стабильного напряжения переменного тока внем значительно снижается дестабилизирующее влияние комплексного сопротивлениянагрузки, шунтирую щей выходное сопротивление аттенюатора (обычно 50, 75 Ом)и кабеля 4.Покажем это.При глубокой обратной связи, полагаяЬУ - 0 и обозначая коэффициенты передачи блоков в соответствии с их номерамиполучим, что где К - коэффициент передачи из точки ав точку б, являющийся функцией резистора 8, комплексного сопро 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тивления имитатора нагрузки 10 и отрезка кабеля 9. Напряжение на нагру ке УравноЬ,. УК,К (2) где К, - коэффициент ослабления аттенюатора 3;К, - коэффициент передачи блока 4,являющийся функцией выходного сопротивления аттенюатора, нагрузки Л, свойств кабеля 4. Задача состоит в том, чтобы напряжение ыа нагрузке Уотличалось от задаваемого опорного напряжения Ь,и в строго известное число раз, т. е. в соответствии с коэффициентом ослабления аттенюатора 3 и не зависело от изменения Л. Для этого необходимо, чтобы соблюдалось равенство Если (3) верно, то с учетом (1) и (2) получимн: ККо (4) Для выполнения равенства (3) в предлагаемом устройстве предусмотрен отрезок кабеля 9 идентичный кабелю 4, сопротивление резистора 8, равное выходному сопротивлению аттенюатора 3 (обычно 50 или 75 Ом), имитатор нагрузки 10, параметры которого подбираются равными Л.Таким образом, равенство (3) выполняется с высокой точностью и следовательно справедливо соотношение (4).Возможно возникнет вопрос, почему нельзя подсоединить точку б дифференциального компаратора прямо к нагрузке б и таким образом охватить обратной связью аттенюатор 3, кабель 4 и держать строгое соотношение между Уи У,. Зто выполнить можно (так и поступают) при больших уровнях напряжения на Л. При малых уровнях напряжения (милливольты и менее) возникают огромные погрешности в дифференциальном компараторе . Поэтому все существующие решения выполнялись по аналогии с прототипом, т, е, на выходе был аттенюатор и влияние нагрузки на точность уровня стабилизации сказывалось полностью.По этой причине в области низких и звуковых частот в качестве аттенюатора применяют дорогостоящий индуктивный делитель, который имеет на всех пределах ослабления выходное сопротивление близким к нулю, В данном случае Яне сказывается на работе данных устройств, Но при работе в области ультразвуковых и высоких частот применение индуктивных делителей невозможно и вынуждены применять резистивные аттенюаторы как можно более точные, но при этом появляется проблема влияния Лна уровень стабилизации выходного напряжения.744511 ного напряжения, задающий генератор подключен ко входу регулирующего элемента,выход которого соединен со входом аттенюатора непосредственно, а между отрезком кабеля и клеммами для подключениянагрузки вклточен первым и вторым выводом введенный переключатель, третий вывод которого соединен со входом введенного измерителя параметров нагрузки, выхо 10 дом подключгчитого ко входу введенногоимитатора нагрузки, выход которого соединен с выходом измерительного элемента, выполненного в виде дополнительногоотрезка кабеля и резистора, один вывод ко 15 торого через дополиительныи отрезок кабеля подключен к выходу измерительногоэлемента, а другой вывод - ко входу измерительного эл "мента, соединенного со вхором аттснюатора,20Источники информации,грииятые го внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 5 б 194 б, кл. 6 05 Р 1/44, 1975.25 2. Авторское свидетельство СССР532092, кл. 6 05 Г 1/44, 1974.- -17Н1У Г, 1 Составитель С. ЧернышоваТехред А. Качышникова едактор В. Лев рректор О, Тюрина в Заказ 1005/11 Изд о 321 Тг 1 ПО Поиск Государственного когиитета СССР по1 13035 Москва К, 35 Раунсея пографпя, пр. Сапупо В данном устройстве эта проблема решается путем создания имитатора нагрузки. Напомним, что имитатор нагрузки в некоторых случаях может быть создан путем подключения вручную к точке б нагрузки аналогичной нагрузке б. Например, при поверке микросхем подключают две аналогичных микросхемы в точку б в качестве нагрузки б. Аналогично можно поступить при поверке вольтметров при серийном выпуске и т. д.Формула изобретения Устройство для получения стабильного напряжения переменного тока, содержащее задающий генератор, рсгулирующпй элемент, соединенный с клеммами для подключения нагрузки через аттеиюатор и отрезок кабеля, дифференциальный компаратор, на один вход которого подключен выход измерительного элемента, на другой вход - источник опорного напряжения, а выход через усилитель соединен с управляющим входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поддержания уровня стабилизации выходпраж 956 Подписноеделам изобретений и открытий паб., и. 4/5