Калибратор переменного напряжения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к калибраторамнапряжения, и может быть использовано при построении информационноизмерительных систем.5Известен калибратор переменногонапряжения, который содержит задающий генератор, регулируемый усилитель, два детектора, переключаемыйаттейюатор и источник опорного напряжения 1.10Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсякалибратор переменного напряжения,содержащий источник опорного напряжения, выходом подключенный к входу ключа, интегратор, выход которогосоединен с входом анаяогового запоми-нающего блока, преобразователь входного сигнала во временной интервал,входом соединенный с входом управле-. 20ния калибратора, а соответствующимивыходами подключенный к управляющимвходам ключа и аналогового запоминающего блока, и линейный детектор,выход которого соединен с входоминтегратора 2) .Недостатком известных устройствявляется невысокое быстродействие в:широком диапазоне частот переменного напряжения,30Целью и зоб рете ни я являе тся повышение быстродействия устройства в широком диапазоне частот.Поставленная цель достигается тем, что в калибратор переменного 35 напряжения, содержащий источник опорного напряжения, выходом подключенный к входу ключа, интегратор, выход которого соединен с входом аналогового запоминающего блока, преоб раэователь входного сигнала во: временной .интервал, входом соединенный с входом управления калибратора, а соответствующими выходами подключенный к управляющим входам ключа и аналогового запоминающего блока, и линейный детектор, выход которого соединен с входом интегратора, введены регулятор постоянного напряжения, регулятор уровня, формирователь и преобразователь частоты в сигнал управления, причем вход линейного детектора подключен к выходному выводу калибратора и к выходу регулятора уровня, один вход которого соединен с выходом регулятора пос 55 тоянного напряжения, а другой вход подключен к входному выводу. калибратора, куда также подключены входы формирователя и преобразователя. частоты в. сигнал управления, выход 60 последнего соединен с одним иэ входов регулятора постоянного напряжения, другой вход которого подключен к выходу аналогового запоминаю-, щего блока, при этом выход формиро вателя соединен с управляющим входом аналогового запоминающего блока, а выход ключа - с входом интегратора,На фиг. 1 представлена структурная схема калибратора переменногонапряжения, на фиг. 2 и Э - передаточные характеристики управляемогорегулятора постоянного напряжения ирегулятора уровня, управляемогонапряжением; на фиг. 4 - структурная схема преобразователя частотыв сигнал управления.Калибратор напряжения содержитвключенные последовательно источник1 опорного напряжения, ключ 2, интегратор Э, аналоговый запоминающий блок 4, преобразователь 5 входного сигнала во временной интервал,подключенный к входу управления калибратора, включенные последовательно управляемый регулятор б постоянного напряжения, регулятор 7 уровня,управляемый напряжением, и ливрейныйдетектор 8, а также преобразователь9 частоты в сигнал управления регулятором, выход которого подключенк входу управления управляемого ре-гулятора б постоянного напряжения,и Формирователь 10,.выход которогоподключен к аналоговому запоминающемублоку 4 и к преобразователю 5 вход- фного сигнала во временной интервал,причем вход нестабилизированногопеременного напряжения калибратораподключен к входам формирователя 4,регулятора 7 уровня, управляемогонапряжениемпреобразователя 9 частоты в сигнал управления регулятором б постоянного напряжения, авыход калибратора подсоединен квыходу регулятора 7 уровня и к входу линейного детектора 8,Цходное нестабилиэированное переменное напряжение поступает на входрегулятора 7 уровня; управляемогонапряжением, представляющего собоймасштабный преобразователь напряжения, коэффициент передачи которо,го зависит от постоянного напряже-ния на его управляющем входе(Фиг. 2 а). Регулятор уровня должениметь .монотонную непрерывную харак"теристику управления (зависимостьвыходного напряжения от управляющего напряжения в диапазоне рабочихуправляющих напряжений) . Управляемый регулятор б постоянного напряжения совместно с преобразователем9 частоты в сигнал управления регулятором б реализуют ступенчатую зависимость коэффициента передачиуправляемого регулятора б .(К н ) отчастоты входного переменного напряжения (фиг. 2 б).Преобраэователь 5 входной вели.чины во временной интервал формирует импульс, управляющий открыванивыхода калибратора, не входит в конечную формулу, представляющую собой уравнение преобразования калибратора Напряжения, а следовательно, их погрешности корректируются,Можно выразить абсолютную дополнительную погрешность калибратора для (и + 1)-го цикла в следующем видеф срп ="6 ьа срщ ."Вых ср.п = "вь)х.ср,о ( +" 1 рП "ре= ОсрдиООтносительная погрешность приэтомср йй)оа 4 9,"ВЫХ,сРа откуда следует, что для обеспечения заданной погрешностинеобходимо выполнить И циклов, где И определя.- ется выражением1н = еод у-еобф рффеооа) Иоа.еьв,о/" еораг" Значение И оценивает скоростьсходимости итерационного процесса.,Рассмотрим условие сходимости,Для обеспечеНия сходимости необходимо выполнение условия(Я 1, т.е,1 -р Кр)еКр 9 т/К,С(1 риначекре Кт/К С2 иКкртл Съ0,откуда требования к характеристикам блоков; характеристики управляемого регулятора постоянйогонапряжения и регулятора уровня должны быть монотонно возрастающими,должно выполняться условиеМ сЯ 3 Кр Кр) сУсловие наилучшей сходимостиитерационного процесса. Соткуда следует, что для обеспечения сходимости процесса в широкихпределах изменения частоты входно-,го переменного напряжения и поддерживания этой скорости высокой, достаточно поддерживать оптимальноезначение произведения Крее Крп о другими словами, с увеличением частоты ОВо, необходимо, увеличить Кр)е Кр 9,С этой целью в калибратор междувыходом аналогового запоминающегоблока 4 и регулятором 7 уровнявключен управляемый регулятор бпостоянного напряжения, который совместно с регулятором-преобраэова 10 телем 9 частоты сигнала в сигналуправления отслеживает изменениечастоты.Поскольку Крее не входит в конечное выражение для Бее),)х о то жест,15 ких требований к управляемому регулятору б и преобразователю 9 частоты в сигнал управления регуляторомб не предъявляется. Простейшим примером совместной реализации укаэанных устройств является применениев цепи обратной связи операционногоусилителя линейки резисторов, управ-,ляемой от счетчика импульсов с весами разрядов, определяющими шагиквантования характеристики управляемого регулятора б. Предельнымслучаем является непрерывная следящая система,Введение в состав калибраторанапряжения управляемого регулятораб постоянного напряжения, регулятора 7 уровня, управляемого напряжением, линейного детектора 8, преобразователя 9 частоты в сигнал. управления регулятором б и формирователя10, а также соответствующих связей,позволило существенно повысить быстродействие устройства в широкомдиапазоне частот. или, что то же. самое, расширить диапазон частот при40 сохранении быстродействия. Введенные в состав устройства блоки привысокой;точности калибратора в целом и высокой стабильности его коэффициента преобразования могут быть45 "грубымиф, а следовательно, простыми, надежными и дешевыми, В резуль"тате область применения предлагаемого калибратора значительно расширяется, вследствие чего отпадаетнеобходимость в разработке ДрУгихкалибраторов переменного напряженияи в применении в устройстве элементов более качественных, с большимдинамическим диапазоном и высокойчувствительностью,1053079 ВНИИПИ Заказ 8871/46Тираж 874 Подписное Филиал ПП г.ужгород атентф,Проектная