Калибратор переменных напряжений

Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик ТОРСКОМ ВИДЕ ТЕЛЬС(5 М. Кл. 605 Г 1/44 22) Заявлено 31.08.81 (21) 3335542/ соединением заявк Гесударетееввйкеитет СССР(2 риоритетпубликовано 15.01.83; Бюллетень,В м кзебретенкй етерытий 53) УДК 621.316, ,722. 1( 088. 8) та опубликованн описания 15.01.8, Научно-и 1 интроскоп Революции полит ехнич след оват ельский институтоком орденаТрудового Кституте им.С Октябрьсконого ЗнамМ. Кир и) Заявител и орденеском ин ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ АЛИБР еи 1 атовоыИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различных радиотехничеких устройств.По основному авт. св. % 807247 из-5 вестен калибратор переменных напряжений, ,содержащий задающий генератор, выход которого через регулирующее звено подключен к усилителю мощности, образцовую меру напряжении, выход которой сОедин с первым входом электронного коммута ра, второй вход которого подключен к в ходу усилителя мойности и выходной клемме, а выход электронного коммутатора через последовательно соединенные согда сующий усилитель, измерительный преобразователь и электронный усилитель подк лючен к первому входу синхронного дет тора, выход которого через интегратор соединен с управляемым входом регулирую щего звена, причем интегратор выполнен в виде цепочки из последовательно соединенных резистора и усилителя напряжения, зашунтированного конденсатором, и генератора опорной частоты, выход которого подключен к третьему входу электронного коммутатора и ко второму входу синхронного детектора, при этом точка соединения, усилителя напряжения и резистора интегратора подсоединена ко входу резисторного делителя напряжения, а его выход через двусторонний ограничитель напряжения подключен к выходу синхронного детектора1,Недостатком, этого устройства является большая длительность переходного процеоса еЦель изобретения - уменьшение длитеЪ льности переходного процесса калибратора переменных напряжений.Поставленная цель достигается тем, что в калибратор введены электронный ключ, резистор и инвертируюший усилитель напряжения, при этом точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного усилителя напряжения подсоединена к входу инвертирующего уси литепя напряжения, выход которого в свою очередь подсоединен к общей шине образ3 9894 цовой меры напряжения, кроме -о"о, точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного усилителя напряжения подсоединена к первому выводу резистора, второй вывод которого че-рез электронный ключ подключен к общей шине, причем управляющий вход электронного ключа подсоединен к генератору опорной частоты.На чертеже представлена принципиальная 1 О схема калибратора переменных напряжь ний.Калибратор содержит источник 1 стабилизируемого напряжения, регулирующее звено 2, усилитель мощности 3, электронный коммутатор 4, образцовую меру напряжения 5, согласуюший усилитель 6, (например, повторитель напряжения ) измерительный преобразователь 7 действую,шего значения напряжения (например, фотоэлектрический преобразователь на базе,маломощной лампочки накаливания и фотодиода), введенный резистор 8, электрон ный усилитель напряжения 9, синхронный детектор 10, интегратор на базе резисто ра 11, конденсатора 12, электронного усилителя 13, диодного ограничителя напряжения на диодах 14 и 15,резисторного делителя напряжения на резисторах 16 и 17. Кроме того, устройство содер-. Зо жит генератор опорной частоты 18, введенные электронный ключ 19 и инвертирующий усилитель напряжения 20. Дополнительно введенные элементы 8,35 19 и 20 обведены пунктиром.Источник 1 стабилизируемого напряжения подсоединен к входу регулируюшего звена 2 выход которого в свою очередь подсоединен к входу усилителя мошности 3В компараторе входы электронного коммутатора 4 подсоединены к выходу усилителя мощности 3 и к образцовой мере напряжения 5. Выход электронного коммутатора подсоединен к входу согласующего4 усилителя 6, выход которого подключен к дополнительно введенному инвертируюшему электронному усилителю напряжения 20 и к электронному усилителю напряжения 9 через измерительный преобразователь 7 действующего значения напряжения. Выходзо электронного усилителя 9 подсоединен ко входу интегратора через синхронный,детектор 10. Резисторы 13., 16 и 17, диоды 14 и 15, конденсатор 12 и усилитель 13 напряжения образуют интегратор. Причем общая точка соединения резистора 11, конденсатора 12 и инвертируюшего входа,усилителя 13 напряжения подсоединена ко 2 4 1входу резисторного делителя напряженияна резисторах 16 и 17.В свою очередь выход резисторногоделителя через диодный ограничитель напряжения на диодах 14 и 15 подсоединенк выходу синхронного детектора 10, Генератор опорной. частоты 18 подключен кэлектронному коммутатору 4 и синхронному детектору 10. Выход дополнительновведенного электронного усилителя напря;жения 20 подсоединен к общей шине оЪразцовой меры напряжения 5, Выход ытегратора подсоединен к управляющемувходу регулирующего звена 2.Кроме того, общая точка соединениявходов усилителей напряжения 20 и 9 ивыхода измерительного преобразователя7 действуюшего значения напряжения подсоединена к первому выводу дополнительно введенного резистора 8, второй выводкоторого через дополнительно введенныйэлектронный ключ 19 подсоединен к общейшине. Управляюший вход электронного клю.ча 19 подсоединен к генератору опорнойчастоты 18,Предлагаемый калибратор работает слдующим образом.Пусть напряжение Ц с выхода усилителя мощности 3 стабилизатора переменного напряжения в .результате возмущающего воздействия не равно выходному напряжению Оо образцовой меры напряжения5, т.е, О 0 . Тогда на выходе измерительного преобразователя 7 действующегозначения напряжения мы получим напряже.ние ЬО, которое после усиления усилителем 9 подается на вход синхронного детектора 3.0. На выходе синхронного детектора 10 появляется выпрямпенное пульсирующее напряжение Ь О. После фильтрациинапряжения интегратором на его выходепопучим постоянное напряжение Ьо, велийчина которого пропорциональна отклонениюЦ по отношению Оо. Это напряжение,.поступая на управляющий вход управляюшего звена 2, регулирует напряжение на входе усилителя мощности 3 таким образом,чтобы выходное напряжение усилителямощности 3 равнялось напряжению образцовой меры 5, т.е. Ь = Ц, Электронныйключ 3.9 подсоединяет резистор 8 к обшейшине только на длительность интервала. Калибратор переменных напряженийпозволяет уменьшить длительность переходных процессов при изменении его уровня выходного напряжения за счет увеличения длительности стадии активной стабилизации 6 в течение периода коммутации,т,е. за счет сокращения длительности вре5 - 0805 менного интервала и соответствующего увеличения длительности временного интервала временив течение периода коммутации.Для прототипа отношениепериода кдлительности временного интервала актив.ной стабилизации Ьа. равно двум. 1+1,д.о)Эго означает, что стадия активной стабилизапии выходного напряжения калибратора возможна лишь на протяжении дытельности полупериода . В течение полуцериода 6 коммутации в калибраторе принципиально исключена отработка возмущающего напряжения, что и приводит к увеличению длительности переходных про. цессов.В предлагаеьеом устройстве, длительность временного интервала времени Ь сущест;-20 венно меньше временного интервала времени., т.е. Ф(сфа отношение периода коммутации к длительности временного интервала временит, стремится к единице.25Я. С 2) За счет этого увеличена длительность стадии активной стабилизации выходного уровня калибратора напряжения, а следовательно, сокращена длительность отрабоъ-зй ки переходных процессов стабилизатора переменного напряжения в течение периода коммутации.физически достижение данного положи- тельного эффекта можно объяснить следуюЗЗ щим образом,На интервале времени Ь электронный коммутатор 4 подключает выход образцовой меры 5 на вход согласующего усюп- теля напряжения 6. В этом случае цепь отрицательной обратной связи элементов 2 Д,4,6, - 17 разомкнута, но при этом замкнута цепь отрицательной обратнойсвязи элементов 5,. 4, 6, 7 и 20, т,е. измерительный преобразователь 7 дейст. вующего значения напряжения входит в замкнутый контур, охватывающий узлы 4, 6, 7, 2 О и 5. Этот контур охвачен отрицательной обратной связью. Согласно теории отрицательной обратной связи чаототные искажения преобразователя 7 дей 5 О ствующего значения напряжения уменьшаются, в связи с чем сокращается длительность его переходного процесса на интервале времениИ Таким образом, введенный нами первыйтехнический прием позволяет уменьшитьчастотные искажения измерительного пре 42 6образователя 7 действующего значения напряжения.Чтобы сократить, временной интервали увеличить временной интервал +, необходимо, чтобы переходной конденсатор фотоэлектрического преобразователя 7 успевал приобретать один и тот же заряд как в течение интервала Е 1, так и в течение длительности интервала 6,р, Это возможно лишь, если ток заряда (разряда) в интервале временибудет во столько раз больше тока разряда (заряда) в интервале времени 6, каково их отношение 1 д 4; .Сказанное можно реализовать, если на этапе 4 уменьшить постоянную време ни переходной КС - цепочки фотоэлектри ческого преобразователя 7, Для этого на этапе электронный ключ 19 подсое диняет резистор 8 к общей шине. В этом случае уменьшается постоянная времени. переходной КС- цепочки фогоэлектричесм кого преобразователя 7, а следовательно достигается быстрое восстановление заряда конденсатора.Итак, заряд 9, конденсатора на этапедолжен быть равен его зарядуфр на этапе Ьа. в установившемся режиме, т.е. Ь фрТаким образом, второй технический прием позволяют обеспечить равенство количества электричества, которое кондея сатор приобретает на этапе Ь, количеств ву электричества, которое конденсатор теряет на этапе Ь или наоборот в зависимо-. сти от знака отклонения 0 от ОИспользование этих приемов одновремен но и обеспечивает сокращение длительноо-ти этапа , что позволяет сократить длительность переходного процесса в течение периодаТ частоты следования генератора опорной частоты 18. ф о р м у л а и э о б р е т е н и я Калибратор переменных напряжений по авт. св. М 807247, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения длите льности переходного процесса, в него введены электронный ключ, резистор и инвертируюший усилитель напряжения, при этом .точка соединения выхода измерительного преобразователя и входа электронного уси- лителя напряжения подсоединеиа к входу инвертирующего усилителя. напряжения, выход которого в свою очередь подсоединен к общей шине образцовой меры напряжения, кроме того, точка соединения выхода из7 989542 8мерительного преобразователя и входа . соединен к генератору опорной часэлектронного усилителя напряжения под- тоты.соединена к первому выводу резистора, Источники информации, второй вывод которого через электронный принятые во внимание нри экспертизе ключ подключен к общей шине, причем1. Авторское свидетельство СССР управляющий вход электронного ключа под- М 807247, кл. 505 Г 1/44, 1979,Составитель С, ЧернышеваРедактор М. Петрова Техред Т.Фанта Корректор Г. ОгарЗаказ 11130/68 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Укгород, ул. Проектная, 4