Управляемый генератор импульсов тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) А 1 03 К 3/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ коимен де Т.п. ф-ль ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструкторстехнологическое бюро с экспертальным производством Института яных исследований АН УССР(57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительныхсистемах преобразования напряженияв ток для задания режимов при снятиивольт-амперной характеристики и измерении параметров активных и пассивных двух- и и-полюсников большоймощности, в частности полупроводниковых диодов, транзисторов, термоэмиссионных преобразователей, аккумуляторов и т.п. Целью изобретения является повышение надежности, КПД уменьшение потребляемой мощности в паузах между импульсами и массогабаритных показателей при генерировании импульсов тока большой амплитуды. Устройство содержит источник 1управления, масштабирующий входнойусилитель 2, усилители 3 и 19, резис"тор 4 обратной связи, суммирукиций резистор 5, интегрирующую КС-цепь 6,выполненную на конденсаторе 7 и резисторе 8, датчик 9 тока покоя, диоды 10 и 12, резистор 11, шунт 13,резистор 14 нагрузки, цепь 15 следящей обратной связи по току, инвертирующий усилитель 16, резисторы 17масштабный и 18 - обратной связи, Вустройстве обеспечивается компенсация ЭДС нагрузки, что позволяетобеспечить требуемую точность задания тока в нагрузке, снизить мощность потребления, а также повыситьКПД и расширить область примененияпредложенного устройства. 1 ил.,Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительныхсистемах преобразования Напряжения5в ток для задания режимов при снятиивольт-амперных характеристик и измерении параметров активных и пассивных двух и и-полюсников большой мощности, в частности, полупроводни Оковых диодов, транзисторов, термоэмиссонных преобразователей, аккумуляторов и т,п,Цель изобретения - повышение надежности, КПД, уменьшение потребляемой мощности в паузах между импульсами и массогабаритов при генерировании импульсов тока большой амплитуды.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема управляемого 2 Огенератора импульсов тока.Управляемый генератор импульсовтока содержит источник 1 управления,соединенный через масштабирующий усилитель 2 с входным резистором 3, который через резистор 4 обратной связи и датчик тока покоя, содержащийдиоды, соединен с выходом усилителя,а через суммирующий резистор 5 и интегрирующую КС-цепь б, выполненную на ЭОконденсаторе 7 и резисторе 8, соединен с входом усилителя. Датчик 9 тока покоя содержит диод 10, резистор11 и диод 12. Выход датчика 9 тока покоя через резистор шунта 13 и резистор 14 нагрузки соединен с общей шиной. Общая точка резисторов 13 и 14через цепь 15 следящей обратной связи по току соединена с входом усилителя 2, а общая точка датчика токапокоя и резистора шунта 13 соединеначерез инвертирующий усилитель 16 исуммирующий резистор 20 с информационной обкладкой конденсатора 7 интегрирующей цепи 6, а инвертирующийусилитель содержит масштабный резистор 17, резистор 18 обратной связии усилитель 19.Управляемый генератор импульсовтока работает следующим образом.Управляющее напряжение 1 усилива 50ется усилителем 2 с масштабирующимивходным резистором 3 и резистором4 обратной связи и поступает на шунт13 и нагрузку 14.Падение напряжения на нагрузке5514 через цепь 15 следящей обратнойсвязи по току поступает на инвертирующий вход усилителя 2. Суммарный коэффициент передачи цепи 15 следящей обратной связи по току и усилителя 2 равен 1. Датчик 9 тока покоя охвачен совместно с усилителем 2 обратной связью по напряжению резистором 4, В общей точке шунта 3 и резистора 4 обратной связи устанавливается напряжение, равное сумме.усиленного управляющего напряжения и падения напряжения на нагрузке 1. Поскольку потенциал нагрузки 1 одновременно приложен к обоим выводам шунта 13, то амплитуда выходного тока полностью определяется иэ выражения1ПпрК ф где 1 - амплитуда генерируемого импульса тока, А;Б - амплитуда импульса управляюарщего напряжения, ВЕ - коэффициент усиления усилителяК - опротивление шунта, Ом.При отсутствии управляющего напряжения усиленное напряжение смещения на выходе усилителя 2 прикладывается к датчику 9 тока покоя, шунту 13 и нагрузке 14, Ввиду того, что сопротивление резистора 11 датчика 9 тока покоя на два-пять порядков превышает суммарное сопротивление шунта 13 и нагрузки 14, напряжение смещения на входе усилителя 2 практически полностью приложено к резистору 11 и через резистор 8, конденсатор 7 интегрирующей цепи 6 и суммирующий резистор 5, поступает на инвертирующий вход усилителя 2, усиливается и подается снова на резистор 11 в противо- фазе, уменьшая напряжение смещения на входе усилителя 2 и соответственно ток покоя в паузе между импульсами.Поскольку сопротивление резисторов 3, 8 и 5 соизмеримы, а сопротивление резистора 11 датчика 9 тока покоя на два-пять порядков больше суммарного сопротивления нагрузки 14 и шунта 13, то ток покоя усилителя 2 будет ослаблен в десятки и сотни раз.В режиме формирования импульса тока введенный датчик тока покоя на работу генератора импульсов тока влияния не оказывает, ввиду того что постоянная времени интегрирующей цепиКао Кв Кэ Ктгде сопротивление резистора20, Ом;сопротивление резистора 8,Ом;сопротивление резистора18, Ом; 55 31394411 и длительность паузы между импульсами много больше длительности генери.руемого импульса, а резистор датчика тока покоя зашунтирован встречновключенными диодами, прямое на 5пряжение которых при прохождении тока большой амплитуды не превышает1-2 В,Однако, если в составе нагрузкиимеется источник ЗДС, то по окончании переходного процесса в ичтерирующей КС-цепи, общий коэффициент передачи цепи следящей обратной связино току 15 и усилителя 2 не равен 1,поскольку резисторы 8 и 5 подключены параллельно резистору обратнойсвязи 4. На шунте 13 в отсутствие управляющего напряжения появится нескомпенсированная разность потенциалов, вызванная рассогласованием коэффициентапередачи цепи следящей обратной связи по току и, следовательно, на выходе усилителя 2, в шунте 13 и нагрузке 14 появится постоянный ток, опреде ляемый ЗДС в цепи нагрузки, изменением коэффициента передачи усилителя2 и суммарным сопротивлением шунта 13и нагрузки 14. Следовательно, условиянормальной .работы генератора импульсов тока нарушены, ухудшится тепловой режим выходных каскадов и надежность усилителя, увеличится мощностьпотребления от емкостного накопителяи его источника питания, резко снизит 35ся точность задания тока и КПД, игенератор импульсов тока не сможетбыть использован для работы с нагрузкой, содержащей ЭДС. Для обеспеченияработы генератора на нагрузку, со,держащую ЭДС, введены усилитель 16и суммирующий резистор 20.Резистор 8 интегрирующей цепи 6 и усилитель 16 с резистором 20 образуют дифференциальную схему измеренияпадения напряжения на резисторе 11датчика 9 тока покоя. Номиналы сопро-тивлений резисторов 8, 20 и коэффициент усиления усилителя 16 выбранытак, чтобы выполнялось условие 12К, - сопротивление резистора17, Ом,В этом случае дифференциальнаясхема компенсации ЭДС нагрузки сбалансирована и на конденсаторе 7 вьщеляется разность потенциалов на выводах датчика 9 тока покоя, не зависящая от постоянной ЭДС на входе усилителя 2, необходимая для компенсации ЭДС нагрузки. Полученная разность потенциалов на конденсаторе 7прикладывается к инвертирующему входу усилителя 2 и поступает на датчиктока покоя в противофазе, полностьюкомпенсируя влияние ЭДС нагрузки наток покоя генератора импульсов тока,Блок компенсации ЭДС нагрузки позволяет исключить влияние ЭДС нагрузки любой полярности и уровня, обеспечивает требуемую точность заданиятока в нагрузке, снизить мощность потребления и масс-габаритные показатели генератора, повысить КПД и расширить сферу применения,формула и з о б р е т е н и я1. Управляемый генератор импульсов тока, содержащий усилитель, вь- хад которого через последовательно соединенные резистор шунта и нагрузки соединен с общей шиной, общая точка резисторов шунта и нагрузки через блок следящей обратной связи по току соединена с инверсным входом усилителя, который через масштабирукиций резистор соединен с входной шиной, а через резистор обратной связи - с первым входом резистора шунта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в него введены датчик тока покоя, содержащий резистор зашунтированный встречно-параллельно включен ными диодами, интегрирующую КС-цепь и суммирующий резистор, при этом датчик тока покоя включен между выходом усилителя и общей точкой резисторов обратной связи и шунта, а выход усилителя через интегрирующую КС-цепь соединен с общей шиной, общая точка резистора и конденсатора интегрирующей КС-цепи через суммирующий резистор соединена с инверсным входом усилителя.2. Генератор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности задания тока и1394412 Составитель В. ЯкимовТехред Л.Сердюкова Корректор В. Бутяга Редактор С, Патрушева Заказ 2237/55 Тираа 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,расширения области применения приработе на нагрузку, солеркащую ЭДС,введен блок компенсации ЗДС нагрузки,включающий инвертируемый усилитель,входом подключенный к общей точке5шунта и резистора обратной связи, а выходом через второй суммирующий резистор - к общей точке резистора иконденсатора интегрирукщей КС-цепи ичерез второй резистор обратной связи - к входу интегрирующего усилителя.