Стабилизатор периодического сигнала

 

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРИОДИЧЕСI КОГО СИГНАЛА, содержащий поспедоватепьно соединенные эадакщий генератор , регулирующий блок и усипитепь мощности, выход которого подключен к выходной knsMMe и к входу измерительного преобразователя , сумматор,- один из входов которого соединен с источником опорного напря } енияа а выход через интегратор подключен к управгшкздему входу регулирующего блока, а также амплитудный детектор , отличающи йся тем, что, с целью повышения быстродействия, в-него введень дифференцирующая цепь, ахоц которой подключен к выходу амплитудного детектора, а выход соединен с вторым входом сумматора, и инерционное звено, вход которого подключен к выхо ОУ измерительного преофазователя, & выс: S ход соединен с третьим входом сумматора , причем нход аплитудного детектора подключен к выходной клемме.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) 0 05 F 1/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3375026/24-07 (22) 30.1 2.81 (46) 30,10,83. Бюл. Ж 40 (72) В, М, Сергеев и В. И. Петроченко (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революаии и ордена

Трудового Красного Знамени политехни» ческом институте им, С. М. Кирова. (53) 621.316 722.1 (088 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 792237, кл. G 05 F i/44, 1979.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке М 3333139/07, кл. С 05 F 1/44, 1 98 1. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРИОДИЧЕС КОГО СИГНАЛА, содержащий последовательно соединенные задакиций генератор, регулирующий блок и усилитель мощности, выход которого подключен к выходной клемме и к входу измерительного преобразователя, сумматор, один иэ входов которого соединен с источником опорного напряжения, а выход через интегратор подключен к управлякинему входу регулирующего блока, а также амплитудный детектор, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены длфференцируюшая цепь, вход которой подкшочен к выходу амплитудного детектора, а выход соединен с вторым входом сумматора, и инерционное звено, вход которого подключен к выходу измерительного преобразоватефо, а выход соединен с третьим входом сумматора, причем вход аплитудного детектора подключен к выходной клемме.

1 1051

Изобретение о носится к электротехнике, а именно к использованию стабилизаторов переменного напряжения, и может быть использовано в схемах автоматической регулировки усиления, измери5 тельных генераторах и других устройствах, гце необхоцимы стабилизаторы синусоицального сигнала в том числе и низких частот с предельно малыми неатнейными искажениями выходного напряжения при высоком быстродействии его цепи стабилиз ации.

Известен стабилизатор переменного напряжения,соцержащий послецовательно соециненные задакиций генератор, управляемый целитель и усилитель мощности, выхоц которого поцключен к выходной клемме и выхоцу измерительного преоб. разователя, выходом подключенного к формирователюю прямоугольных импульсов и к первому входу сумматора, второй и третий вхоцы которого соецинены с источни-) ком опорного напряжения и выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход сумматора через интегратор подключен к регулирукицему входу управляемого целителя 1 g ..

Однако в цанном стабилизаторе нецостаточно полная компенсация гармоничес.ких состлвлякицих преобразованногс напря30 жения из-за конечного числа пороговых устройств, используемых в формирователе прямоугольных импульсов, и необхоцимости тщательной настройки углов отсечки и ширины прямоугольных импульсов. В результате стабилизатор облацает ограни35 ченным быстродействием цепи стабилизации из-за необходимости фильтрации нескомпенсированных низкочастотных и последукицих гармонических составлякицих

40 управлякицего сигнала и большими нелинейными искажениями выхоцного напряжения при нецостаточной фильтрации этих составлякицихе

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стаби45 лизатор периодического сигнала, содержащий послецовательно соединенные зацающий генератор, регулирующий блок и усилитель мощности, выхоц которого подклю чен к выходной клемме и к вхоцу измери- 50 тельного преобразователя, сумматор, один из вхоцов которого соецинен с источником опорного напряжения, а выход через ин, тегратор подключен к управлякицему вхоцу регулирукицего блока, а также амп- 55 литуцный детектор (2 ).

Нецостатком известного устройства является то, что при использовании в каче511 2 стве измерительного преобразователя устройства, обладакицего собственной инерционностью, например в случае использования электротеплового преобразователя срецнеквадратического значения, оно обладает невысоким быстроцействием, Цель изобретения - повышение быстродействия стабилизатора.

Г(оставленная цель цостигается тем, что в стабилизатор периоцического сигнала, содержащий последовательно соединенные зацанхций генератор, регулирующий блок и усилитель мощности, выход которого подключен к выходной клемме и к выходу измерительного преобразоватеns, сумматор, оцин i«a входов которого сбецинен с источником опорного напряжения, а выход через интегратор поцклиочен к управляющему входу регулируишего блока, а также амплитуцный детектор, введены дифференцирукицая. цепь, вход которой подключен к выхоцу амплитудного цетектора, а выход соецинен с вторым вхоцом сумматора, и инерционное звено, вхоц которого поцключен к выходу измерительного преобразователя, а выход соединен с третьим входом сумматора, причем вход амплитуцного детектора подключен к выхоцной клемме.

На чертеже представлена функциональная схема стабилизатора периодического сигнала.

Устройство содержит послецовательно соединенные задающий генератор 1, регулирующий, блок 2 и усилитель 3 мощности, выход которого соединен с выходной клеммой и с входами измерительного преобразователя 4 и амплитуцного детектора 5, которые, в свою очередь, подключены соответственно через инерционное звено 6 и цифференцирующее звено 7 к

axoD,àì сумматора 8, к третьему вхоцу которого подключ ен и сточ ни к 9 опор ного напряжения, а выхоц сумматора 8 через интегратор la соединен с управлякицим входом регулирующего блока 2.

Стабилизатор работает слецующим обPaSOM.

Синусоидальное напряжение с задающе го генератора 1 поступает через рeryлирующий блок 2 на усилитель 3 мощности, выхоцной сигHGB которого стабилизируется на уровне, зацанном источником 9 опорного напряжения . Сигнал рассогласования между преобразованным выходным и опорным йапряжениями усиливается и фильтруется интегратором 10, после чего подается на управлякиций вход регулирукищего блока 2, изменяя его коэффициент

11 4 выпрямленного ипи срецнекввцратичного внвчения преобразует выхоцной сигнал и однополярное напряжение, гврмонические состввляюшие которого фильтруются целее инерционным звеном 6 с постоянной времени 7 цо пренебрежимо малой величины по срввнению с уровнем постоянной состввляюшей, которвя сравнивается в сумматоре 8 с опорным напряжением 9.

Коэффициент перецвчи это цепочки соот1 вететвенне равен К ; гне пр yap

К„- коэффициент передачи преобразователя 4.

Вторвя цепочка состоит из амплитудного детектора 5, который выделяет огибаюшую вь|хоцного сигнала зв квжцый пе- риод н коэффициент передвчи которого по пульсациям очень мвп и практически стремится к нулю, а по передвче и прирвшению амплитуды примерно равен 1, Послецовательно с детектором включено цифференцируюшее звено с коэффициентом переl" двчи () где „- постоянная

Рс1 а, времени цифферендируюшего звена.

При суммировании выхоцных напряжений инерционного 6 и дифференцируюших

7 звеньев получаем

Г а6

+ ((=,1, при Т= <

A

1, е. при рввенстве постоянных времени инерционной и дифференцирукших звеньев и коэффициенте преобразования К пр f/Ü мы получили првктически безынерционное звено, быстроцействие которого опре- деляется амплитудным цетектором, а уро вень гармонических составляющих - првктически реализуемой большой постоянной времени инерционного звенв и остаточными пульсациями вмппитудного цетекторв.

Причем погрешность и нествбильность выходногo напряжения вмппитуцного цетекторв 5 не влияет на метрологические характеристики устройства, так квк нв выходе его стоит диффереицируюшее звено 7, которое не пропускает црейфв постоянной

cocTGBIlRKxIlåII выходного напряжения тектора 5.

Таким образом, ввецение амплитудного цетектора, инерционного и цифференцируюших звеньев позволило нв порядок и более повысить быстродействие цепи стзбилпзвции устройстве.

Тираж 874 Подписнор

3 10515 передачи твк, чтобы поццерживать неизменным выходное напряжение стабилизатора при варивпиях снгнвлв задающего генервторв 1.

Интегратор 10, включенный в цепь стабилизации выходного напряжения, служит для выделения и усиления постоянной составляющей сигнала рассоглвсования и для подввпения гармонических состввлякицих этого сигнала пропорционвльно их частотам. Поставленная времени интегрвтора

10, требуемая для необхоцимого поцавле» ния пульсаций управляюшего напряжения регупируюшего блока 2, ограничивает быстродействие цепи ствбипизвции, в резуль- 5 тате чего не отрвбвтыввются быстрые флуктуации выхоцного напряжения звцвющего генератора 1. При снижении постоянной времени возрвстаюшие гармонические состввляюшие упрввпяюшего нвпряжения 0 приводят к резкому увеличению моцуляционных нелинейных искажений выхоцного напряжения, образующихся в результате перемножения входного сигнала и соответствукздих гармоник управлякшего напряже- 5 ния. Указанная взаимосвязь между быстродействием цепи стабилизации и уров- нем нелинейных искажений выходного напряжения может быть ослаблено, если нв вход интегратора подавать такое преобрв30 зоввнное llo уровню средневыпрямпенного знвченйя напряжения, которое в первый же очередной периоц выходного сигнвла содержит информацию о прирвшении этого нвпряжения и в тоже время имеет весьма малый уровень гармонических состав- . 35 ляющих. Роль такoI о преобразователя иГрают цве цепочки, составленные из послецовательно соединенных измерительного преобразователя 4 и инерционного звена 6, амплитудного детектора 5 и .циф- 40 ференцируюшего звена 7, выходные нвпряжения которых складывают в сумматоре 8 и сравниваются с опорным напряжением 9, сигнал рассогласования усиливается интегратором 10, постоянная времени кото-45 рого может быть значительно уменьшена (нв поряцок и более), и подается на упрввлякший вход регулируюшего блока 2, изменяя его коэффициент лерецачи так, чтобы поддерживвть неизменным выходное 50 напряжение ствбнзизатори.

Рассмотрим более подробно работу преобразователя переменного выходного напряжения в постоянное, роль которого квк указыввлось, выполняют блоки 4-2 Из- 55 мерительный преобрвзоввтепь 4 срецнеPl 1111!ПИ Звкв.з &665/47 t r«rIa«ППП "Пвтент", г. Ужгород, ул. Проектн«л, 4