Калибратор напряжения

 

КАЛИБРАТОР НАПРдаШНИЯ, содержащий источник опорного напряжения , к выходу коз-ррого подключены пос ../ Го ледовательно соединенные первый и второй ключи, линейный детектор, интегратор , фиксатор уровня и управляемый генератор , вькод которого подключен к выходным выводам, узел управления, выходом соединенный с управляющими входами первого и второго ключей и управляемого генератора, входом - с входными выводами, отл ичающийся тем, что, с целью расширений функцнонадь ных возможностей, в него введены последовательно включенные между первым ключом и линейным детектором допопц тельные интегратор и фиксатор уровня, выходные выводы подключены к управляющему входу линейного детектора, а дополнительный выход узла управления соединен с управляющим входом дополнителыйого фиксатора уровня.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ.

РЕСПУБЛИК

3С50 G 05 F 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3383112/24-О7 (22 ) 14.01.82 (46) 15.06.83. Бюл. ¹ 22 (72) И. Ю. Сергеев, В. И. Губарь, В. Г. Левон, А. Ф. Миняйло, В. В.Фецив, Ю. В. Демченко и В. К. Рошни (71) Киевский орцена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР № 532092, кл. 605 F 1/44, 1977.

2, Авторское свицетельство СССР № 612218, кл. 005F -1/44, 1978. (54) (57) КАЛИБРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, соде ржаший источник опорного напряжения, к выходу которого подключены послецовательно соединенные первый и amрой ключи, линейный детектор, интегратор, фиксатор уровня и управляемый генератор, выхоц которого подключен к выходным вывоцам, узел управления, выходом соединенный с- у равляюшими вхоцами первого и второго ключей и уп» равляемого генератора, входом - с вход» ными.вывоцами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ ных возможностей, в него ввецены последовательно включенные межцу первым ключом и линейным детектором доноси тельные интегратор и фиксатор уровня, выходные выводы подключены к управляющему входу линейного детектора, а цопол д нительный выход узла управления соеци- Е нен с управляюшим вхоцом дополнительного фиксатора уровня.

Калибратор напряжения содержит источник 1 опорного напряжения, к выходу которого подключены первый ключ 2, управляемого генератора 7, а вход — к

Bxo{{HbIM выводам. Дополнительные интегратор 9 и фиксатор 10 уровня включены послецовательно. Вхоц цополнительного интегратора 9 подключен к ключам 2 и 3, а выхоц дополнительного фиксатоКалибратор работает слецуюшим. образом.

Источник 1 опорного напряжения подключается к входу интегратора 9 через первый ключ 2 на время T задаваемое управляющим интервалом времени, поступающим на ключ 2 с узла 8 управления.

Кроме того к входу интегратора 9 через второй ключ 3 подключается напряжение с выхоца фиксатора 10 уровня, на время Т, зацаваемое также узлом 8 управления.

Опорное напряжение Ео источника 1 и выходное напряжение 0,{о фиксатора 10 уровня противоположны по знаку. Фиксатор 10 уровня по приходу управляющего короткого импульса от узла 8 управления осуществляет выборку и запоминание (фиксацию) выходного напряжения интег1023296 2

Изобретение относится к информацион- ления соединен с управляющим вхоцом но-измерительной технике и автоматичес- . дополнительного фиксатора уровня. кому управлению, в частности и калибра- На фиг. 1 представлена структурная торам напряжения, и может быть испольэо блок-схема калибратора напряжения; вано при построении информационно-изме- 5 на фиг. 2 — пример построения узла рительных. систем и систем автоматичес- управления. кого контроля и управления.

Известен калибратор напряжения, со- держащий задающий генератор, управляющий элемент, источник опорного напряжения, 10 второй ключ 3, линейный детектор 4, дифференциальный компаратор и усилитель интегратор 5, фиксатор 6 уровня и управи представляющий собой совокупность ляемый генератор 7, соединенные послеэадаюшего генератора и стабилизатора цовательно. Выхоц управляемого генеранапряжения переменного тока. Выходное тора 7 подключен к выходным выводам. напряжение в известном устройстве стаби 15 Выхоцы узла 8 управления подключены к лизировано (не зависит от колебаний на- управляюшим входам ключей 2 и 3 и пряжения задающего генератора), а его величина управляется значением напряжения опорного.источника (1) .

Недостатком данного устройства яв- 20 ляется низкое быстроцействие.

Наиболее близким к прецлагаемому изобретению является калибратор напряже« ра 10 уровня подключен к линейному цения, содержащий источник опорного на- тектору 4, .Выхоцные вывоцы устройства пряжения, к выходу которого подключены 25 подключены к линейному детектору 4, а последовательно соединенные первый и вто цополнительный выход узла 8 управления рой ключи, линейный детектор, интегра» подключен к управляющему вхоцу дополнитор, фиксатор уровня и управляемый гене- тельного фиксатора 10 уровня. Узел 8 ратор, выход которого подключен к выход управления содержит преобразователь ным выводам, узел управления, выходом g0 кода в интервал 11 времени, поцключенсоединенный с управляющими входами пер" ный к входу узла управления и к оцному ваго и второго ключей и управляемого из бго выходов, генератор 12 тактовых генератора, выходом - с вхоцными Bb{ao импульсов, подключенный к преобразовадами (21 . тепп кода в интервал 11 времени и к

Нецостаток известного калибРатоРа - счетчику 13 импульсов поцключенному к

t огРаниченные фУнкциональные возможно- входам цешифратора 14, выхоцы которого сти, что связано с большой динамической подключены к другим выходам узла управпогРешностью пРи Работе в шиРоком циа- ленин а также формирователь 15 под назоне частот. ключенный к вхоцу узла 8 управления и цель изобретения - расширение функ-,4 еше одному выходу, циональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в калибратор напряжения, содержащий источник опорного напряжения, к выхоцу которого поцключены последовательно

45 соециненные первый и второй ключи, линейный детектор, интегратор, фиксатор уровня и управляемый генератор, выход .которого поцключен к выходным вывоцам, узел управления, выходом соединенный с управляющими вхоцами первого и второго

50 ключей и управляемого генератора, вхоgoM - с BxogHblMH вывоцами, цополнительно введены последовательно включенные между, первым ключом и линейным цетектором дополнительные. интегратор и фик- 55 сатор уровня, выхоцные выводы поцключены к управляюшему вхоцу линейного детектора, а дополнительный выход узла управФ 3 10232 pampa 9. Импульсы выборки прецставляют собой непрерывную цослецовательность, импульсов, зацающих циклы работы уст»ройства. В кажцом цикле узел 8 управления формирует оцнократно интервалы вре мени. Ч4 и 7<. В результате такой работы по истечении и циклов от момента изменения входного сигнала напряжение на вы- ходе фиксатора уровня 10 становится равным 10 2. гце !

- постоянная времени интегратора 9;

- коэффициент передачи фиксатора 20 уровня 10.Если выполняется условие I Ц„ (1, то при цостаточно большом Yt (т.е. в . установившемся режиме) постоянное напря жение На выхоце фиксатора уровня 10 25 становится

Ьот, 10ю Т2

Постоянное напряжение с выхода фик j0 сатора 10 уровня и неременное напряже. ние с выхоца управляемого генератора 7 (это переменное напряжение является вы» хоцным сигналом калибратора напряжения) ., через линейный цетвктор 4 поступают

-.35 на вхоц ocqoâíoãî интегратора 5. Структура линейного цетектора 4 и ин тегратора 5 такова, что результаты интвгри рования интегратором„5 упомянутых на» лряжений противоположны по знаку. Фик- 40 сатор уровня 6 по прнхоцу коротких импульсов выборки (эти импульсы формируют синхронно с периодом выхоцного переменного напряжения управляемого генератора 7) осуществляют выборку и

45 запоминание напряжения интегратора 5.

Постоянное выходное напряжение фиксато ра уровня 6 поступает на вхоц управляемого генератора 7, управляя уровнем:ro выхоцного переменного напряжения. По истечении пт периоцов выхоцного перемен50 ного напряжения после - скачкообразного изменения постоянного напряжения на вхоце линейного цетектора 4 срецнее значение выхоцного напряжения становиъся

СР В 4О(" ) + "CPO a.

96 гце р,=

Я

- периоц выхоцного переменного напряжения f - постоянная времени интеграто» ра 5;

К К - коэффициенты пврецачи фиксато фуб ã ра 6 уровня и управляемого re нератора 7.

При выцолнеиии условия Q )<4 по истечении достаточно болыиого числа периодов выхоцного напряжения, т.е. в установившемся режиме выхоцнов переменное напряжение становится

E ò„

r )Сро U

Узел управления работает слецующим образом.

: Вхоцной сигнал узла управления 8 состоит из коца, зацающего уровень выхоц ного напряжения калибратора, и переменного напряжения, зацающего частоту вы хоцного напряжения калибратора. Коц поступает на преобразователь коца е интервал 11 времени, а переменное напряжение поступает через формирсеатель 15 узла 8 управления на управляемый генер м тор 7, Интервал времени на выхоце пре-, образователя 11 прямо пропорционален коду Й4: и обратно пропорционален часто те 1о генератора 12 тактовых импульсов, т.е.

T6=8qj%o

Счетчик импульсов 13 подсчитывает импульсы частотой %о с генератора 12 тактовых импульсов. Дешифратор 14 фор- мирует оцнократно, за периоц переполнения счетчика 13, цва интервала временижороткий импульс выборки Т., поступающий на фиксатор уровня 10, и интервал времени Т0 постоянной длительности, зависящей от частоты то и некоторого коца N, зацанного структурой цешифратот =H,Д,.

Таким образом, с учетом выражений цля Т и 7,2 уравнение преобразования калибратора имеет слецующий виц о ср оо

Отсюца слецует, что в уравнение преобразования калибратора не вхоцят коэф» фициенты перецачи таких блоков как интеграторы 5 и 9 (т.е. их постоянные

Kl u yf Катк

Йжу

ВНИИПИ Заказ 421 1/32 Тираж В74 Поцпигное

Фйлиал ППП "Патент, г. Ужгороп, ул. Проектная, 1

5 1023 времени), фиксаторов уровня 6 и 10> управляемого генератора 7, Это позволяет, прецъявлять низкие требования к пере численным блокам и строить калибратор цостаточно простым, но в то же время достаточно точным. При этом интервал времени 7,, формируемый пропорциойально вхоцному сигналу (коцу в цанном случае,) не связан с частотой выходного напряжения калибратора. Длительность, интерва- 10 ла времени T ààâèñèò только от частоты. о генератора 12 тактовых импульсов. При этом, поскольку частота 1 используется также и цля формирования постоянного интервала времени Г, отношение Г /Тц не зависит от %до, что позволяет не предъявлять высоких требований к цолговременной стабильности 12. Таким образом, в данном калибраторе преобразование вхоцного сигнала в переменное на- д) пряжение с заданным срецним значением (калиброванное по срецнему значению) осуществляется путем послецовательного преобразования вхоцного сигнала, в дан омслучае коца, в постоянное напряжение и затем р постоянного напряжения в переменное.

При этом вхоцной сигнал преобразуется в интервал времени, Ыительность которого не зависит от частоты выхоцного напряжения калибратора, благодаря чему преобразователь коца во временной интер296 6 вал 11 может быть реализован простейшим путем, например, на основе счетчика импульсов и схемы сравнения кодов, или на основе счетчика импульсов с прецустановкой. Это позволяет использовать калибратор цля формирования выхоцного напряжения, частота которого нестабильна, переменна, или известна неточно.

Это особенно важно, если калибратор используется в качестве управляемого стабилизатора напряжения цля всевозможных генераторов или синхронизаторов частоты, частота которых устанавливается вручную (т.е. грубо); либо управляется в широком циапазоне значений, причем изменение частоты идет непрерывно.

Предлагаемый калибратор может быть использован как в составе автоматизированных систем, так и в варианте ручного управления совместно с генератором.

Бвецение в состав калибратора напряжения дополнительных интегратора и фиксатора уровня с соответствуюшими связями расширяет его функциональные возможности: калибратор напря>кения может быть использован не только в фиксированных частотах, а и в случае, когда частота выходного напряжения нестабильна, известна не точно или цаже переменна.