Устройство для получения стабильного напряжения переменного тока

О Л И-:(-: А Н И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет по делам иаабретеиий и открытий(5 т ) т/Д( 621 г ) 6 ,722. 1(088.8) Дата опубликования описания 30.05,80(72) Авторы изобретения В. В, Вопохин, В, И, Губарь и А, Ф, Миняйло Киевский ордена Ленина политехнический институтимени 50 летия Великой Октябрьской социалистическойреволюции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАИзобретение относится к электротехнике и может бьггь использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.Известно устройство для получения стабильного напряжения переменного тока, 5 содержащее задающий генератор, регулируемый усилитель, усилитель некомпенсации и компаратор 11.Наиболее близким техническим решением является устройством содержащее1 О регулирующий элемент, к управляющему входу которого подключен выход первого усилителя, вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход которо 15 го подключен к исгочнику опорного напряжения, а второй вход - к выходной клемме, и синтезатор частоты входного сигнала 21,20Недостаток устройств - низкая точность поддержания уровня стабилизации выходного напряжения в широком частотном диапазона, Это вызвано тем, что погрешность компаратора непосредственно влияет на точность всего устройства,Цель изобретения - повышение точности поддержания уровня стабилизации выходного напряжения в сверхвысокочастотном диапазоне.Цель достигается тем, что в известное устройство для получения стабильного напряжения переменного тока введены синтезатор частоты гетеродина, формирователь стробимпульсов, . смесит ель, фазовращатель, пересчетный узел, второй усилитель и задающий генератор, причем выход задающего генератора соединен с первым входом фазовращателя, выход которого подключен ко входу пересч.етного узла, вьгходом соединенного с первым входом формироватвпя стробимпульсов, второй вход которого подключен к синтезатору частоты ггеродина, один выход формирователя стробпмпульсов соединен с введенным третьим входом компаратора, другой выход - с первым входом смесителя, друтой вхсд которого3 8)с СТР 1 Ъ Э стр частота задацпого Напри)кениянапример 1 О КГПчастота входного сигнала, ца-.".йрцмер 1 - 1 ГГп;частота стробимпульсов Гетеродина в дцапазоце 0,8,.,;) )1 ГП. ПОДКЛЮЧЕН К ВЫХОД)Юй КЛ,ММЕ, 3 Вф,-.р 1)Дчерез второй усилитель - ко второмувходу фязовряшятеля, при этом сипт.затор частоты Входного сигнала сог)111 нен с выходной клеммой через )ревуг)и-руюший элемент.На фиг. 1 представл 1 НЯ блок"схемавсего устройства, на фиг, 2 -" блоксхема формирователя стробимпульсовУстройство дл 11 получения стабьчыхо пго напряжения переменного тока содер=)кит синтезатор 3. частоты входногосигналя, который подключен через регудируюший элемент 2 к Выходу Всегоустройства и ко входам смесителя 3 5и компараторя 4 сицтезятог) 5 ястотыгетеродиня подклк)чепцы)1 через ф;. рми ровзтель 6 стробимпульсов к иру,имвходам смесителя 3 и компарятс)ра -".-.:задаюший Генератор 7, соединенный ч - 20рез фазоврашатель 8 с пересчет)п 1 Музлом 9, Выходы которого под)слк)1, цыко входам формирователя б стробимпул); -сов, и источник 10 опорного цзц)1 я)кегп)яВЫХОД КОТОРОГО СОЕДИНЕН С Т 1 РЕ)ЬПМ1.3входом компаряторз 4, причем вых 011смесителя 3 через усилитель 1.Х ,)с)дкл)очен к другому входу фазоврзшятг;:ля 1:-.а выход компяряторз 4 через ус,".Л)1 Т:Ль12 подключен к управляющему входу ре- ЗПгулируемого элемента 2Устройство ддя получения стабил 1 пого напряжения переменного тока раба:тает следующим образом,Если ВысокочастОтный сиГнал ( Г):15суммировать с зядзц)юй низкой с)11 кси-:рОВЯнной частотой В моменты стг)с)бц рования определенной частотой 1. с,снимаемой с ГенератОра стр 061)мп)хл 1 с ОВи одновременно изменять фазу и ямпнтуду заданного напряжения низкой фиксированной частоты, то ц)ступает такоймомент, когда мгцовеннь)е значения Вь).- борок высокочастотного сигналя заданного напряжения рявцы, Причем чясточягетеродина 1 О., дол)кна быть СТ 1.ото связяня с частотой заданного цапря)кец 1 я -,г,и частотой входного сигнала 1 , соотно- шением 1) " КС)1 И 1".СТВО ПРРИОДОБ ВХО 1)НОГОВ)1 СИ 1 цг)ЛЯ КОТО)01) уЯ 1 ЯДЬ 11В 111)тг) в периоде 1 г)с"10 ть 1 1 ет р)Д 1)цч О=1; 23Если 1)ыделит 1 стробим:)ульс, совпадп)ь)дий с и)реходом через ноль заданного низкочя:. Отцы)О цапряженич фиксированной частоты и стробировять им ВЧ сиг 11 ал, то можно, изменяя Фазу задащ 1 ого нацря)кец 1)Я побиться со)И 1 адения стробимпульс переходами через ноль заданного и ь 1 напри)кеций, 1)то справеддиВО и ддя случая, если заданное няцря)кение формиОу ется В Виде импульснОГО 11 яг 1 ряжения ф)гкспроаннгй 1 яст 1)т 1,1, гогдя, Выдедяя стробимгсльс,. совпадз,оший с началом пер) саа заданного напряжения и стробируя ИМ ВЬ)сг)КОцастотцЫй) С)1 ГН;ц 1 МО)КНО двбитЬ; ся совпадения стробпмпудьса с переходом через )юль входного высокочастотного с)1 гцяпз и цячала периода заданного напря- жЕЦ)1 Я фИКСИ 1 ОВЯГН)Ой чаотОтЫ, ИЗМЕНЯЯ ПРЦ этом задержку ня)зля периода заданноГо напряжения, Е")Оме ТОГО, задянную чзстс 1 у мо)кцо предзг)и)ельно выбрать В г) 1)аз бол 1 шу)о и задать в зядаюшем Гецеря 1 оре) е зятем ее подели Гъ В Й паз дп,"; псау ения заданного напряжения фиксирсв) Пцо)1 частоты.В случае, если заданное няпряжениг и Напр1, ение )"-3" ( сит цадя соплаДЛКТ пс) 1)ЯЗЕТ Е ПЕРЕХОДЫ ЧЕРЕЗ НОЛЬВ 1 сигналя и зздзнного цс)пряжениясовг)а 1)1)ют В момент стробированця, тодля определения м)кспмума ВЧ сигналядостаточно Выделить стробимпульс, который сдтут относительцо стробим 11 ульс 1 пере,ходя)лего ч Рэез нсль нячасть кс 1 ич Яства с 1 г)обимпульсов кОтО-"рос ук 1 а;.ц.1 вяется в периоде заданногонапряжения, т,е. На - -, Затем произ 2.вод)ят стробцровяние в одну точку исря)унывают при этом амплитудное значе)Э 1НИЕ В). СИГЦЗЛЯ )11 И ЯМПЛИТУДНОЕ ЗНЯчепце за)1 янного напря)кенияи,изменяя амплитуду добиватьсяполной их компецсадйи. ричем в качестве амплитудного звданного напряженияможно брать постоянное напря)кение, которое можно нормировать. Импудьс стробировация И ., фО, проходящий в моментперехода через ноль заданного ис)Ч ск валов, а также импульс строс)ЯН 1 , ,сдвинутый ця - , формируетйся один ряз в периоде заданного напряжения для того, чтобы стробированиепроисходило в одну точку,синусоцдельного сигнале и напряжениепостоянного тока, снимаемого с источника 10 опорного напряжения. И в случаеих неравенства в момент стробцрованияразностное напряжение между максимальным значением высокочастотного сигнала и нормированным напряжением, снимаемым с источника 3.0 опорного сигнала(напряжение цекомпенсации), усиленное усилителем 12 некомпенсации, подается на управляющий вход регулируемого апемента 2, который изменяет амплитуду высокочастотного напряжения до полной компенсации постоянном напряжении в моменты стробцровения, Устройство автоматцчески привязывает фазу заданного напряжения к фазе ВЧ сигнала и устанавливает амплитудуВЧ сигнала равной нормцрованному постоянному напряжению, снцлеемого с блохе 10.В пересчетцом узле 9 выделяются импульсы начале и рцоде заданного на пряженця и импульс, сдвинутый относительно этОГО неНла Не четввртЬ периоде с частотой заданного напряжения (фцг. 1) Эти цлцульсы поступают не две % - 5 триггеры 13 и 14, с приходом этих импульсов с частотой заданного непрюкения триггеры устанавливаются в исходное состояниеи импульс с синтезатора частоты гетеродцна проходит через схемы совпадения 3. 5,3.6 ц через линии задержки 17, 18 устаневлцвеют эти триггеры в противоположнОЕ состояние (фиг, 2). В формирователях 3.9, 20 формируются стробцмпульсы длительностИО 0,2-0,3 н се. Блок формирует стробцмпульсы, совпадающие с началом периода заданного напряжения ц с цмпульсемн, сдвипутымц, относительно этого начале не четверть пэрцоде. Для это реелцзаццц не требуется Особых аппаратурных затрат.Изобретение позволяет повысцть точность установки переменного напряжения для широкого частотного диапазона вплоть до десятков гигагерц. 20 5 О формула изобретения Устройство для получения стабильного напряжения переменного токе, соержашее регулцрующцй элемент, к управляюшему входу которого подключен выход первого усилителя, вход которого соепинен с Выходом компереторе, нерВЫй ВХОД КотОРОГО ПОДКЛЮЧЕН ИСТОЧНИ 5 736065Итак, необходимо формировать строб" импульс, совпадающий с моментом пере,ходе через ноль заданного напряжения и привязать это заданное напряжение к моменту переходе через ноль В 1 сигнала. Кроме того, необходимо сформировать стробилпульс, совпадающий с моментом максимума заданного напряжения илц сдвинутого относительно перехода через ноль на четверть гериода. оВысокочастотный синусоидальный сгнал, снимаемый с синтезатора 1 частоты входного сигнала, поступает через регулируемый элемент 2 на входы смесителя 3 и компаратора 4, выполненных по мостовой схеме на диодах и запертых постоянным напряжением. Импульсы начала периода заданного напряжения и сдвинутые относительно этого начала не четверть периода с пересчетным узлом 9 поступают на формирователь 6 строб- импульсов (фиг. 1). Причем частота импульсов, поступающих на пересчетный узел 9, снимаемая с задающего генератора 7 через блок 8, в Й раз больше частоты заданного напряжения. Причем Ч выбирается из расчета погрешности от дискретизации. На блок 6 также поступают импульсы с синтезатора 5 частоты гетеродина, Блок 6 формирует строб- импульсы в момент начала периода заданного напряжения, который стробирует в смесителе 3 высокочастотный сигнал. В случае, если переход через ноль ВЧ сигнала и начало периода заданного напряжения, а также момент появления стробимпульса не совпадают, появляется напряжение компенсации, которое подается через усилитель 11 на управляе 40 мый фазоврашатель 8 (собранный, например по схеме: емкость-управляемое с противление). Фезоврашатель 8 цзменяет задержку заданного напряжения до тех пор, пока стробимпульс, формируемый45 блоком 6, в момент начала периода заданного напряжения не совпадает с переходом через ноль высокочастотного сигнала. Тогда йа выходе смесителя 3 напряжение некомценсации будет минимальным, Устройство автоматически компенсационной схемой привязывает начало периода заданного напряжения с переходом через ноль высокочастотного сигнала. Одновременно блок 6 форми 55 рует стробимпульс, сдвинутый от нулевого стробимпульса на четверть периода, который в компараторе 4 стробирует амплитудное значение высокочастотного7 ку опорного напряжения, а второй вход -к выходной клемме, и синтезатор частсьты входного сигнала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышенияточности поддержания уровня выходногонапряжения в сверхвысокочастотномдиапазоне, в него введены синтезаторчастоты гетеродина, формирователь стробимпульсов, смеситепь, фазовращат ель,пересчетный узел, второй усилитель изадающий генератор, причем выход задающего генератора соединен с первымвходом фазовращателявыход которогоподключен ко входу пересчетного узла,выходом соединенного с первым входомформироватэии стробимпульсов, второйвход которого подключен к синтезаторучастоты гетеродина, один выход формирователя стробимпульсов соединен с введенным третьим входом компаратора, другой выход - с первым входом смесителя,другой вход которого подключен к выходной клемме, а выход через второй усилитель - ко второму входу фазовращателя,при этом синтезатор частоты входногосигнала соединен с выходной клеммой через регулирующий элемент. Источники информапииу принятые во внимание при экспертизе 1, Ройтман М. С, Многозначные меры переменных напряжений. Известия. Томского политехнического института,т. 270, Томск.изд. ТРУ, 1973. 2, Авторское свидетельство СССР532092, кл, О 05 Г 1/44, 1974.ИИПИ Заказ 2265/5ираж 956 Подписное филиал ППП "Патентф,г.Ужгород, ул. Проектная,4