Цифровой генератор тока инфранизкой частоты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетсиикСоциалистическиереспублик(51)М. Кл. Н 03 К 4/02 1 ааударетекавй каиетет СССР ао аеааи кэобретенкй и аткрьпкй(54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ТОКА ИНФРАНИЗКОЙ ЧАСТОТЫ1Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике, в частности к измерениям фазочастотных и амплитудночастотных параметров электротехнических устройств и систем.5Известен цифровой генератор тока, инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетчику импульсов, соединенному с цифровым управляемым сопротиво лением и управляющими входами знаковых ключей, Силовые входы знаковых ключей соединены через цифровое управляемое сопротивление с одним полюсом источника питании, два других силовых вхо да знаковых ключей соединены с другим полюсом источника питания, а выходы соединены с нагрузкой 1.Недостатком устройства является низкий коэффициент полезного действия из за того, что для осуществления режима генератора тока по отношению к нагрузке минимальная величина цифрового управляемого сопротивления должна на 1-2 порядка превышать максимальную величину сопротивления нагрузки. Кроме того, через цифровое управляемое сопротивление (ключи и прецизионные резисторы) течет полный ток нагрузки, что приводит к перерасходу мощности. в цепях управления ключами, увеличению габаритов и ухудшению метрологических параметров.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетчику импульсов, соединенному с цифровым управляемым сопротивлением, подключенным к одному полюсу источника питания, и с управляющими входами двух знаковых ключей, два силовых входа которых соединены с силовым входом регулирующего элемента стабилизатора тока, выход и управляющий вход которого подключены между инвертирующим входом и выходом усилителя сигнала рассогласования соответственно, два других силовых входа знаковых ключей подключены к этому же полюсу источни 944089 45 10 15 20 25 5 л 35 40 45 5 Е ка питания, а выходы-к нагрузке, причемвыход регулирующего элемента стабилизатора тока через этелонный резистор, а прямой вход усилителя сигнала рассогласования через опорный резистор подключены кдругому полюсу источника питания, и источник опорного напряжения 2.Недостаток данного устройства заключается в том, что через цифровой управляемый резистор и его прецизионные резисторы течет полный ток нагрузки, чтоприводит к существенному расходу мощности в цепях управления и увеличениюмощности генерируемых полях.Цель изобретения - снижение мощности управления ключами при одновременномповьпдепии помехозащищенности.Поставленная цель достигается тем,что в цифровом генераторе тока инфрьнизкой частоты, содержащем генератортактовых импульсов, выход котороГо подключен к счетчику импульсов, соединенному с блоком цифрового управляемогосопротивления, подключенного к одномуполюсу источника питания, и с управляющими входами двух знаковых ключей,два силовых входа которых соединены ссиловым входом регулирующего элемен-та стабилизатора тока, выход и упрамяющий вход которого подключены междуинвертирующим входом и выходом усилителя сигнала рассогласования соответственно, два других силовых входа знаковых ключей подключены к этому жеполюсу источника питания, а выходы -х нагрузке, причем выход регулирующего элемента стабилизатора тока черезэталонный резистор, а прямой вход усилителя сигнала рассогласования черезопорный резистор подключены к другомуполюсу источника питания, введен токостабилизирующий элемент, эталонныйвывод которого подключен к блоку цифрового управляемого сопротивления, опорный вывод - к полюсу источника, питания, а нагрузочный вывод - к дополнительному прямому входу усилителясигнала рассогласования.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства,Цифровой генератор тока инфранизкой,частоты содержит генератор 1 тактовыхимпульсов, счетчик 2 импульсов, знаковые ключи 3 и 4, нагрузку 5, блок цифрового управляемого сопротивления 6,стабилизатор 7 тока, усилитель 8 сигнала рассогласования, регулирующий элемент 9 стабилизатора тока, опорныйрезистор 10, эталонный резистор 11,токостабилизирующий элемент 12, содержащий транзистор 13, стабилитрон14, резистор 15 и транзистор 16 ин.вертирующего каскада усилителя 8 сигнала-рассогласования, полюсы 17 и 18источника питания.Выход генератора 1 тактовых импульсов подключен к входу счетчика 2 импульсов, вьиоды которого, кроме выходапоследнего разряда, подкшочены к управляющим входам блока цифрового управляемого сопротивления 6. Выход последнего знакового разряда счетчика 2 импульсов подключен к управляющим входам знаковых ключей 3 и 4, Одна парасиловых входов знаковьи ключей 3 и 4подключена к полюсу 17 источника питания, другая - к силовому входу регулирующего элемента 9 стабилизатора 7тока, включающего эталонный резистор11, усилитель 8 сигнала рассогласования,опорный резистор 10. Прямой вход усилителя 8 сигнала рассогласования черезопорный резистор 10, а инвертирующийвход через эталонный резистор 11 соединены со вторым полюсом 18 источникапитания, при,этом к инвертирующему входуусилителя 8 сигнала рассогласования подключен выход регулирующего элемента 9стабилизатора 7 тока, а к прямому входуусилителя 8 сигнала рассогласования подключен коллектор транзистора 13 токостабилизирующего элемента 12, в эмиттерную цепь которо 1 о включен блок цифрового управляемого сопротивления 6. Нагрузка 5 подключена к выходамзнаковыхключей 4 и 3,Устройство работает следующим образом,Под действием входного напряжения по цепи знаковый ключ 4 - нагрузка 5 - знаковый ключ 3 - регулирующий элемент 9 стабилизатора 7 тока - эталонный резистор 11 протекает ток, соответствующий разнице напряжений на прямом и инвертируюшем входах усилителя 8 сигнала рассогласования, т.е. величина тока нагрузки 5 автоматически поддерживается такой, что падение напряжения от протекания этого тока на эталонном резисторе 11 было бы равным напряжению, снимаемому с опорного резистора 10. Однако при постоянньи величинах сопротивления опорного резистора 10 и напряжения базы транзистора 13 токо- стабилизирующего элемента 12 напряжение на прямом входе усилителя 8 сигнала рассогласования "следит" за измене40 5 9440 нием проводимости блока цифрового управляемого сопротивления 6 и, если последнее изменяется, опорное напряжение стабилизатора 7 тока, а вместе с ним и ток изменяется по тому же закону. По мере заполнения счетчика 2 импульсов проводимость блока цифрового управляемого сопротивления 6 изменяется по квазисинусоидальному закону, причем при заполнении счетчика 2 импульсов от нуля 10 до максимального кода проводимость блока цифрового управляемого сопротивления 6 изменяется в соответствии с полу- волной синусоиды, а при поступлении на вход счетчика 2 импульсов следующего импульса знаковые ключи 3 и 4 опрокидываются, счетчик 2 импульсов сбрасывается в нулевое положение, по мере поступления очередных импульсов проводимость блока цифрового управляемого сопротивления 6 вновь начинает "описывать" полуволну синусоиды, а выходной ток течет через нагрузку 5 в противоположном по отношению к первоначальному направлению. 25 Предлагаемый генератор тока инфра- низкой частоты универсален и не накладывает ограничений на схему исполнения усилителя. 8 сигнала рассогласования. В том случае, когда усилитель 8 сигнала рассогласования проектируется вновь, целесообразно с целью повышения надежности за счет исключения двух каскадов усиления напряжения коллектор транзистора 13 токостабилизирующего трехполюсника подключить. к коллектору транзистора 16 инвертирующего каскада,усилителя 8. При этом коэффициент усиления первого каскада усилителя 8 за счет высокого выходного сопротивления токостабилизирующего трехполюсника достигает 2000-2500, а формиро 89 6ванне выходного тока, происходит точно также, что и в рассмотренном варианте.Формула изобретенияЦифровой генератор тока инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетчику импульсов, соединенному с блоком цифрового управляемого сопротивления, подключенного к одному полюсу источника питания, и с управляющими входами двух знаковых ключей, два силовых входа которых соединены с силовым входом регулирующего элемента стабилизатора тока, выход и управляющий вход которого подключены между инвертирующим входом и выходом усилителя сигнала рассогласования соответственно, два других силовых входа знаковых ключей подключены к этому же полюсу источника питания, а выходы - к нагрузке, причем выход регулирующего элемента стабилизатора тока через эталонный резистор а прямой вход усилителя .сигнала рассогласования через опорный резистор подключены к другому полюсу источника питания, о т л и ч аю щи й с я тем, что, с целью снижения мощности управления ключами при одновременном повышении помехозащищенности, в него токостабилизирующий элемент, эталонный вывод которого подключен к блоку цифрового управляемого сопротивления, опорный вывод - к полюсу источника питания, а нагрузочный вывод - к дополнительному прямому входу усилителя счгнала рассогласования.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 511683., кл. Н 03 К 4/02, 1976.2. Авторское свидетельство СССРМ 525834, кл. Н 03 В 19/00, 1976.Составитель Л. Колосков Редактор М, Келецеш Техред М,Гергель Корректор Ю. Макаренко Е 1 Заказ 5153/74 Тираж 959 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4