Калибратор переменных напряжений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцкапистическихРеспублик ни 981972(23) ПриоритетОпубликовано 151282 Бюллетень Мо 46 Дата опубликования описания 15. 12.82 1311 М.Кл з С 05 Е 1/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий153) УДК 621. 316. .722.1(088.8) фъ л,.,Г. И. Зайдман, М. С. Ройтман и Ю. Г, Свинолуповт р11 цНаучно-исследовательский институт электр ннойинтроскопии при Томском ордена Октябрьск у,. - ,Революции и ордена Трудового Красного Знамениполитехническом институте им. С.М. Кирова(54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.По основному авт.св. Р 807247 известен калибратор переменного напряжения, содержащий генератор, выход которого через регулирующее звено подключен к усилителю мощности, образцовую меру напряжения, выход которой соединен с первым входом электронного коммутатора, второй вход которого подключен к выходу усилителя мощности и выходной клемме, а выход электронного коммутатора через последовательно соединенные согласующий усилитель, измерительный преобразователь и электронный усилитель подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого через интегратор соединен с управляемым входом регулирующего звена, причем интегратор выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и усилителя напряжения, зашунтированного конденсатором, и генератор опорной частоты, выход которого подключен к третьему входу электронного коммутатора и к второму входу синхронного детектора, при этом точка соединения усилителянапряжения и резистора интегратораподключена ко входу резистивногоделителя напряжения, а его выходчерез двухсторонний ограничитель напряжения - к выходу синхронного детектора 11 .Недостатком этого устройства является значительная длительность переходного процесса при измененииуровня выходного напряжения.Цель изобретения - уменьшениедлительности переходного процессакалибратора.15 Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве электронныйкоммутатор выполнен в виде основного и дополнительного синхронно связанных двухпозиционных переключателей, дополнительного согласующегоусилителя, дополнительного измерительного преобразователя действующего значения напряжения и дополнительного электронного усилителя,причем подвижный контакт основногодвухпозиционного переключателя подключен к первому входу электронногокоммутатора, подвижный контакт дополнительного двухпозиционного переключателя соединен с вторым входомрс;:нс, ". 1 сощутатора, первыйкс:подвнжнксй контакт осковного двухпозиционкого переключателя подсоедивнек кс. Второму неподвижному контактуДОПОЛ 11 ЧТЕЛЬНОГО ДВУХПОЗИЦИОННОГО ПЕреклю .ате 11 и подключен к выходу5эле 1 стронкого коммутатора, а первыйнеподвижный контакт дополнительногодвухпозициопного переключателя подсоединен ко второму неподвижномуконтакту основного двухпозиционногоперекл 1 очателя и подключен ко входудополнительного согласующего усилителя,. вь 1 ход которого через дополнительный измерительный преобразователь действующего значения напряжения подсоединен ко входу дополнительного электронного усилителя, выХОДОМ СОЕДИНЕННОГО С ВВЕДЕННЫМ ДОПОЛНнсОЛЬНЫ; ВЫХОДОМ ЭЛЕКТРОННОГОкомму тора, который подключен ко 20второму входу синхронного детекторнаа ертеже приведена блок-схемаизобретения,Выход задающего генератора 1 подсоединен ко входу регулирующего звена 2, В свою о:ередь выход регулирующ го звена подсоединен ко вхоСнл;,ТЕЛИ МОЩНОСТИостав компаратора 4, все узлы которого обведены сплошной линией, входят электронный коммутатор5, Вкл очающий дополнительный двухпозициоккый переключатель с подвижным контактом б и неподвижными35О,", -,: - пми 7, 8 и Основной т Вухпозиционкь 11 11 ереключатель с пОдВиж "кым контактом 9 и неподвижными контактами 10, 11,При этом неподвиж 1.ый ;Октакт 740:"=.динеп с неподвижн 1:" контактом 11,а непОДВижный контакт 8 соединенс кепОДВижным контактО:". 10.Общая точка соединения неподвижных контактов 7 и 11 поцсоединена к.селя 12, а его выход под 1 слючен коВходу основного преобразователя действующего значения напряжения 13. Всвою Очередь его выход подсоединен через основной электронный усилитель напряжения 14 к первому входусинхронного детектора 15Общая точка соединения неподвижных контактов 10 и 8 подсоединенако входу дополнительного согласующего усилителя 1 б, а его Выход подключен ко входу дополнительного преобразователя действующего значениянапряжения 17. В свою очередь егоВыход через дополнительный электронкый усилитель напряжения 18 подсоединен ко второму входу синхронногодетектора 15.Учел 5 Обведен пунктирной линией. Выход синхронного Детектора 15 подключен к резистору 19 и катоду диода 20 и к аноду диода 21. Второй вывод резистора 19 подсоединен ковходу электронного усилителя напряжения 22, к конденсатору 23 и к резистору 24. Второй вывод резистора24 подсоединен к аноду диода 20,к катоду диода 21 и к резистору 25,второй вывод которого подключен кобщей шине. К выходу электронногоус;илителя напряжения 22 подключенвторой вывод конденсатора 23. Выходэлектронного усилителя напряжения 22подсоединен к управляющему входу регулирующего звена 2,Вход усилителя мощности 3 подключен к подвижному контакту б дополнительного двухпозиционного переключателя, а подвижный контакт 9 основного двухпозиционного переключателя годключен к источнику 26 образцового источника напряжения.Генератор опорной частоты 27 подсоединек к третьему входу синхронного детектора 15 и к управляющемувходу коммутатора 5.Предложенный калибратор переменных напряжений работает следующимобразом.Пусть измеряемое напряжение Б свыхода усилителя мощности 3 калибратора переменных напряжений в результате возмущающих воздействий не равно выходному напряжению Бо образцового источника напряжения 26, т.е,Б= Бо. Тогда в первый полупериодкоммутации при замкнутых подвижномконтакте б с неподвижным контактом7 и подвижном контакте 9 с неподвижным контактом 10 на основной согласу.ющий усилитель 12 подано измеряемоенапряжение с вь 1 хода усилителя мощности 3, а на дополнительный согласующий усилитель 1 б подано образцовое напряжение По с выхода образцового источника напряжения 26. Вэтом случае на выходе основного измерительного преобразователя дейстВующего значения напряжения 13 получаем приращение напряжения ьБ, которое после усиления усилителя 14поступает на первый вход синхронного детектора 15, а с его Выхода навход электронного интегратора, включающего элементы 19-25.На выходе электронного интегра,тора получаем постоянное напряжение ВП 1, которое поступая на управляющий вход регулирующего звена 2, регулирует напряжение на входе усилителя мощности 3 таким образом, чтобы выходное напряжение образцового источника, т.е.Цх= ПоВо второй полупериод коммутации подвижный контакт б оказывается соединенным с его неподв 11 жным контактом35 40 50 Формула изобретения 55 60 б 5 8, а подвижный контакт 9 соединенс неподвижным контактом 11, В этомслучае на дополнительный согласующий усилитель 16 подано измеряемоенапряжение Бх с выхода усилителямощности 3, а на основной согласующий усилитель 12 подано образцовоенапряжение Бо. Тогда на выходе дополнительного измерительного преобразователя 17 получаем приращение напряжения дП, которое послеусиления усилителем 18 поступаетна нторой вход синхронного детектора 15, а с его выхода поступает навход электронного интегратора, включающего элементы 19-25, На выходеэлектронного интегратора получаемпостоянное напряжение дУ, которое,поступая на управляющий вход регулирующего звена 2, регулирует напряжение на входе усилителя мощности 3 таким образом, чтобы его выходное напряжение равнялось напряжениюобразцового источника 27, т,е,ПхТаким образом, на выходе компаратора 4, т.е. на управляющем входерегулирующего звена 2, имеется информация о соотношении величин измеряемого напряжения Пх к образцового напряжения И в течение всегопериода работы компаратора,При этом процесс управления регулирующего звена 2 получается непрерывным и точным в течение всегопериода коммутации коммутатора 5.Предлагаемое устройство позволяет уменьшить длительность переходныхпроцессов при изменении его уровнявыходного напряжения,Данный положительный эффект можно объяснить следующим образом.В калибраторе 11переменных напряжений информация о разностном значениях напряжений Ух и о существует лишь в течение одного полупериода коммутации коммутатора, В течение этого полупериода и осуществляется регулирование выходного напряжения усилителя мощности 3 до значения 0= Уо. В течение второго полупериода коммутации на преобразователь действующего значения напряжения 17 поступает напряжение Бо. Однако на управляющий вход регулирующего звена 2 продолжает поступать выпрямленное напряжение с выхода интегратора 11, т.е, регулирование продолжается. В связи с этим процесс управления становится неопределенным, так как в течение второго полупериода цепь отрицательной обратной связи калибратора переменных напряжений ке Функци- онирует Это и приводит к увеличению длительности переходного процесса калибратора переменных напряжений.Процесс устанонления стационарного значения ныходнрга напряжения калибратора переменных напряжений по этой причине устанавливается не менее чем за несколько периодовданное устройство обеспечиваетотрицательную обратную связь по не"равенству Пх Ф Уд непрерывно в течение всего периода работы коммутатора 5. На управляющий вход регулирующего звена 2 в этом случае поступает упранляющее напряжение осоотношении П х и Бо непрерывно в течение периода коммутации. Это и даетвозможность быстро, практически в течение одного периода коммутациипереключателя 5, отрабатывать ва риацик выходного напряжения усилите-ля мощности 3,В устройстве по сравнению с прототипом полностью исчезает неопределенность н отработке возникающих 25 возмущений напряжений на выходе усилителя мощности 3, обусловленный моментом его вознккновенкя. В произвольный момент времени цепь отрицательной обратной -вязи калибратора 30 переменных напряжений замкнута.1 Длительность переходного процесса калибратора по сравнению с прототипом меньше за счет исключения этапа перерегулкрананкя, возникающего В устройс .Ре :. тс "екке полуперкола когда на вход кзмерктельного преобразователя поступает информация о величине напряжения Уо от образцового кс-, - ".: а, т, е. в теченке полуперкода, ко.;:да цепь отрицательной обратной связк по воз; ущающему напряжению не Функцконкрует, неопределенности момента вознккновенкя возмущающего напряжения на выходе ус .: - г;. -", с:;:.: . = - к и:":.люсостоянкя цепи отрицательной обратной связи по обработке этого возмущения. Калибратор геременных напряжений по ант.св. Р 807,247, о т л к ч а ющ к й с я тем, что, с целью уменьшения длительности переходных процессов, в нем электронный коммутатор выполнен в зкде основного к дополнительного синхронно связанных двухпозицконных переключателей, дополнительного согласующего усилителя, дополнительного измерительного преобразователя действующего значения напряжения к дополнительного электронного усилителя, пркчем годвкжный кон.Долинич Техред М.Коштура Редакт ектор Г.Решетник Подписн ак итета СССткрытийкая наб., д. 4/ атент иал ППП такт основного двухпозиционного переключателя подключен к первому вхо-,ду электронного коммутатора, подвижный контакт дополнительного двухпозиционного переключателя соединенс вторым входом электронного коммутатора, первый неподвижный контактосновного двухпозиционного переключателя подсоединен к второму неподвижному контакту дополнительного двухпозиционного переключателя и подключен к выходу электронного коммутатора,первый неподвижный контактдополнительного двухпозиционного переключателя подсоединен к второмунеподвижному контакту основного двух9710/67 Тираж 914ВИИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рауш позиционного переключателя и подключен к входу дополнительного согласующего усилителя, выход которого через дополнительный измерительныйпреобразователь действующего значения напряжения подсоединен к входудополнительного электронного усилителя, выходом соединенного с введеннымдополнительным выходом электронногокоммутатора, который подключен квторому входу синхронного детектора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Р 807247, кл. 6 05 Р 1/44, 1979.