Широкополосный калибратор напряжения переменного тока

Сеюз Сфветскнх Сфцнаинстнчесннх РеспублннОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо 792235(5)Р К 3 О 05 Г 1/44 Государстаенннй иоинтет СССР но делан нзобретеннй н открытийКиевский ордена Ленина политехническийинститут им. 50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(54) ШИРОКОПОЛОСНЫИ КАЛИБРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА2 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источннка калиброванного напряжения переменного тока в широком диапазоне частот, а также при построении высокостабильных многозначных мер переменного напряжения.Известны устройства для .получения стабильного напряжения переменного тока, содержащие регулирующий элемент и цепь обратной связи, состоящую из схемы сравнения с источником опорного напряжения, выпрямитель и интегрирующую цепь 11 .15К общим недостаткам известных устройств следует отнести низкую точность поддержания уровня стабилизации выходного напряжейия на нагрузке из-эа влияния неизвестных реактивной 2 О и активной составляющих нагрузки.Наиболее близкий заявляемому устройству по технической сущности широ- кополосный калибратор напряжения переменного тока, содержащее соединенные 25 последовательно задающий генератор напряжения переменного тока, регулы" руемый усилитель, дифференциальный компаратор и усилитель, подключенный к управляющему входу регулируемого . ЗО усилителя, выход которого соединЕн через аттенюатор с выходным кабелем, а также подключен к одному из входов дифференциального компаратора, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен через усилитель, к управляющему входе регулируемого усилителя 2 .В данном устройстве из-за конечного значения выходного сопротивления аттенюатора значительно снижается точность поддержания уровня стабилизации выходного напряжения на нагрузке эа счет влияния неизвестного значения комплексного сопротивления нагрузки, что не позволяет производить абсолютные измерения часто встречающиеся в практике радиотехнических . измерений.Решение данной проблемы за счет подсоединения одного ыэ входов дифференциального компаратора непосредственно к нагрузке, охватив таким образом обратной связью выходную часть калибратора, не позволяет повысить точность стабилизации, Это объ" ясняется тем, что погрешность дифференциального компаратора, строящегося, как правило для широкополосных калибраторов, в виде детекторов, под"соединенных входами к опорному истабилиэируемому источникам напряжений а выходами подсоединенных к входам сравнивающего устройства, выход которого является управляющим выходбм, достигает значение 10-20% и более при малых, уровнях сигнала порядка милливольта и меньше.Вследствие этого, практически реа-. лизуемые технические решения выполнялись по аналогии с прототипом.Целью настоящего изобретения является повышение точности подцержания уровня выходного напряжения на нагрузке.Поставленная цель достигается тем, что в широкополосный калибратор напряжения переменного тока дополнительно введены третий детектор, второе сравнивающее устройство, ключ, запоминающее устройство, регулируемый делитель, устройство управления, причем третий детектор включен между точкой подсоединения нагрузки и одним иэ входов второго сравнивающего устройства, выход которого соединен через ключ и запоминающее устройство с управляющим входом регулируемого делителя, вход которого соединен с выходом первого детектора,а выход - с другими входами сравнивающих устройств, при этом выходы устройства управления соединены со вторыми входами ключа и аттенюатора.На чертеже приведена структурная схема устройства.Задающий генератор 1, регулируемый усилитель 2, переключаемый аттенюатор 3 выходной кабель 4, нагрузка 5, первый детектор б, источник опорного напряжения 7, второй детектор 8, сравнивающее устройство 9, усилитель 10, третий детектор 11, второе сравнивающее устройство 12, ключ 13, запоминающее устройство 14, регулируемые делитель 15, устройство 16 управления. ОоткудаКА50Овых = О КдтФ КдТаким образом, результирующее выражение для О показывает независимостьВВвыходного напряжения Ох от величиныК коэффициента влияния подключаемойхнагрузки, или другими словами, корректируется погрешность стабилизацииуровня выходного напряжения из-завлияния комплексного сопротивлениянагрузки.40 фактически, коррекция данной погрешности осуществляется в 1 режиме .работы, когда состояние регулируемогоделителя определяет корректирующиймножитель, вводимый запоминающим 65 устройством, используемый для дальнейК задающему генератору 1 подключены последовательно соединенные регулируемый усилитель 2, аттенюатор 3, выходной кабель 4, нагрузка 5. Вход первого детектора б подключен к выходу регулируемого усилителя 2, а выход через регулируемый делитель 15 к одному из входов первого сравнивающего устройства 9, ко второму входу которого через второй детектор 8 подсоединен источник опорного напряжения 7. Выход сравнивающего уст ройства 9 через усилитель 10 подключен к управляющему входу регулируемого усилителя 2. Третий детектор 11 входом подсоединен к точке подсоединения нагрузки 5, а выходом подсоединен к одному из входов второго сравнивающего устройства 12, второй вход которого соединен с выходом регулируемого делителя 15, а выход сравнивающего устройства 12 соединен через ключ 13 и запоминающее устройство 14 с управляющим входом регулируемого делителя 15.Устройство управления 16 соединенос кхйочом 13 и аттенюатором 3.Предлагаемый широкополосный калибратор напряжения переменного тока ра.ботает следующим образом.В первом режиме работы устройствауправления 16 замыкает ключ 13 и пе реключает аттенюатор 3 в положениенулевого ослабления или выбранногономинального значения. Разностьнапряжений О , на выходном кабеле4 и О на выходе регулируемого усилителя 2, возникающая вследствие15 влияния подключенной неизвестнойнагрузки 5 обуславливает наличие раэностной величины на выходе запоминающего устройства 14, что обеспечиваетнеобходимое изменение коэффициентаЯ преобразования регулируемого делителя Кр . За счет глубокой обратнойсвязй ЬО -+ 0 и выполняется равенствоОК К = О К Кд К (1)где 1 - коэффициент влияния подклю 25 ченной нагрузки;КА - коэффициент преобразованиясоответствующих детекторовКдт - коэФфициент преобразованияаттенюатора, Кдт=1, дляданного режима работы,Ворежиме работы ключ 13 размыкается и аттенюатор 3 устанавливаетсяв необходимое для работы положение,Цепь авторегулирования - сравнивающееустройство 9, усилитель 10, регулируемый усилитель 2 обеспечивает выполнение равенстваОк, к,А = О к (2)где Оо - величина напряжения источника опорного наПряжения.40 Напряжение на нагрузке 5Оь : О, К, К (3)Из выражения (1) найдем значениеКр Ак (4) 45 РА Ки подставим его в выражение (2) по- лучим792235 Формула изобретения Составитель Во КругловаРедактор Л, Гольдина Техред,Н,БабуркаКорректор М. Шароши Заказ 9433/48 Тираж 956 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал НПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шей работы с данной нагрузкой в данном частотном диапазоне. Следует отметить, погрешность установки выходного напряжения определяется лишь неидентичностью второго и третьегодетекторов, работающих в цикл коррекции на высоких уровнях напряжения,что определяет их незначительную погрешность,Данное построение структуры засчет незначительных аппаратурных затрат и дополнительного режима работы (цикла коррекции) позволяет зна"чительно повысить точность и стабильность выходного .напряжения калибратора и сделать его независимым от влияния величины нагрузки. Широкополосный калибратор напряжения переменного тока, содержащий последовательно соединенные задающий генератор напряжения переменного тока, регулируемый усилитель, выход которого одновременно соединен с входом первого детектора и через переключаемый аттенюатор и выходной кабель с нагрузкой, а также источник опорного напряжения, цодкжоченный через второй детектор к одному из входовсравнивающего устройства, выход которого соедийен через усилитель суправляющим входом регулируемогоусилителя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиподдержания уровня стабилизации выходного напряжения на нагрузке, внего дополнительно введены третийдетектор, второе сравнивающее устройство, ключ, запоминающее устройство, регулируемый делитель, устройство управления, причем третий детектор включен между точкой подсоединения нагрузки и одним иэ входоввторого сравнивающего устройства, вы ход которого соединен через ключ изапоминающее устройство с управляющим входом регулируемого делителя,вход которого соединен с выходом первого детектора, а выход - с другими 20 входами сравнивающих устройств, приэтом выходы устройства управлениясоединены со вторыми входами ключа иаттенюатора.Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 532092, кл. Н 03 В 3/02, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 561946, кл. С 05 Г 1/44, 1974.