Стабилизатор переменного напряжения

 

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующее звено,, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а вход - к входному выводу, Образцовую меру напряжения, выход которой соединен с первым входом электронного коммутатора напряжения, второй вход которого подключен к гыходу усилителя, мощности и выкодному выводу , измери-тельный преобразователь, . выход KOToiporo через электронный усилитель напряжения подключен к liepвому входу синхронного детектора, выход которого через интегратор соединен с управляемым входом регулирующего звена, причем интегратор выполнен в виде цепочки из резистора , подключенного к нёинвертирующему входу уЬилителя напряжения, зашунтированного конденсатором, при этом неинвертирующйй вхрй этого уси-, лителя через делитель напряжения подсоединен к общей шине, выход делителя через двусторонний диодный ограничитель напряжения подключен к выходу синхронного детектора, генератор опорной частоты, выход jкоторого подключен к второму входу синхронного детектора, о т гл и - . . ч аю щий с я тем, что, с целью повышения точности калибровки уровня В.ЫХОДНОГО напряжения, в него введены первая, вторая,, третья и четвертая дифференцирующие цепи, первый и второй формирователи коммутационных импульсов, первый и Второй одновибраторы, первый и второй триггеры, первый и второй инверторы , первый и второй электромехани:ческие ключи, при этом неподвижный , ; контакт первого электромеханического ключа подсоединен к выходу образцовой меры напряжения, первый неподвижный контакт второго электромеханического ключа подсоединен к выходу усилителя мощности, при этом подвижные контакты первого и второго электромеханических кгаочей и выход электронного коммутатора 1напряжения подключены к входУ измерительного преобразователя, управ ляющие входы первого и второго электромеханических ключей подсоеди: 5о нены к выходу первого формировате . ля коммутационных импульсов, вход которого через последовательно соединенные , первый триггер и первый иивертор подключен к выходу первой дифференцирующей цепи, вход которой соединен с входами второй и третьей дифференцирующих цепей, а также к выхоДу генератора опорной частоты, выход второй дифференцирующей -цепи через последовательно соединенные первый одновибратор и второй инвертор подключен к управляющему входу первого формирователя кокмутационных импульсов, выход третьей дифференцирующей цепи подклю;чен к входу второго одновибратора, а его выход через четвертую дифферен- :

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ъ

3(51) G 05 F 1 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3467165/24-07 (22) 09 ° 07.82 (46) 07.11.83. Бюл.-9 41 (72) Г.И. Зайдман и М.С. Ройтман (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском ордена Октябрьской Революции .и ордена Трудового Красного

Знамени политехническом институте им. С.М. Кирова (53) 621. 316. 722 (088. 8) (56) 1. Скрипник IO.A. Методы преобразования и выделения измерительной информаци1) из гармонических сигналов. Киев, "Наукова думка", 1971, с.. 55, рис. 11а.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 807247, кл. G.05 F 1/44, 1979. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО

НАПРИЖЕНИя, содержащий регулирующее звено,, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а вход — к входному выводу, образцо- . вую меру напряжения, выход которой соединен с первым входом электронного коммутатора напряжения, второй вход которого подключен к выходу усилителя. мощности и выходному выво-. ду, измериТельный преобразователь,", выход котоgoro через электронный усилитель напряжения подключен к: йервому входу синхронного детектора, . ., выход которого через интегратор соединен с управляемым входом регули» рующего звена, причем интегратор выполнен в виде цепочки из резистора:, подключенного к .неинвертирую-. щему входу усилителя напряжения,: зашунтированного конденсатором,. при этом неинвертирующий вхоц этого уси-; лителя через делитель напряжения подсоединен к общей шине, выход делителя через двусторонний диодный ограничитель напряжения подключен

П9) Э (И)

SU A к выходу синхронного детектора, I генератор опорной частоты, выход которого подключен к второму входу синхронного .детектора, о т .л и - . ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности калибровки уровня выходного напряжения, в него введены первая, вторая,. третья и четвертая дифференцирующие цепи, ° первый и второй формирователи коммутационных импульсов, первый и вто.рой одновибраторы, первый и вторбй триггеры, первый и второй инверторы, первый и второй электромехани«

:ческие ключи, при этом неподвижный, контакт первого электромеханического ключа подсоединен к выходу об- . Е разцовой меры напряжения, первый неподвижный контакт второго электромеханического ключа подсоединен к выходу усилителя мощности, при этом подвижные контакты первого и второго. электромеханических ключей g и выход электронного коммутатора

:,напряжения подключены к входу измерительного преобразователя, управ- . ляющие входы первого и второго электромеханических ключей подсоеди-. нены к выходу первого формировате, ля коммутационных импульсов, вход которого через последовательно соединенные.первый триггер и первый инвертор подключен к выходу -первой дифференцирующей цепи, вход которой соединен с входами второй и третьей дифференцирующих цепей, а также к выходу генератора опорной частоты, выход второй дифференцирующей :цепи через последовательно соединенные первый одновибратор и второй инвертор подключен к управляющему входу первого формирователя коммутационных импульсов, выход третьей дифференцирующей цепи подклю: чен к входу второго одновибратора, а его выход через четвертую дифферен-, 1053080 цирующую цепь подсоединен к входу второго триггера, выход которого через второй формирователь коммутаИзобретение относится к электро-, технике и может быть использовано для питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известно устройство, содержащеекоммутатор, через который поочередно с частотой f< поступает .на измерительный преобразователь измеряемое и образцовое напряжения. С выхода преобразователя сигнал посту-. пает на усилитель и синхронный детектор, к выходу которого подключен низкочастотный фильтр (1 .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

- устройство, содержащее регулирующее звено, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а вход - к входному выводу, образцо- . вую меру напряжения, выход .которой соединен с первым входом.электронного коммутатора напряжения, второй вход которого подключен к выходу усилителя мощности и выходному выводу, измерительный преобразователь, выход которого через элект+ ронный усилитель напряжения через интегратор соединен с управляемым входом регулирующего звена, причем .интегратор выполнен в виде цепочки из регистра, подключенного к неинвертирующему входу усилителя напряжения, зашунтированного конденсатором, при этом неинвертирующий вход этого усилителя через делитель напряжения подсоединен к общей шине, выход делителя через двусторонний диодный ограничитель напряжения подключен к выходу синхронного детек.тора, генератор опорной частоты, выход которого подключен к второму входу синхронного детектора (2g .

Недостатком известных устройсзв является низкая точность калибров, ки уровня выходного напряжения.

Целью изобретения является повышение точности калибровки уровня выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующее звено„. выход которого подключен к входу усилителя мощности, а вход к входному выводу, образцовую меру напряжения, выход которой соединен с первым входом элект» ронного коммутатора напряжения, ционных импульсов подсоединен к управляющим входам электронного коммутатора напряжения. второй вход которого подключен к выходу усилителя мощности и выходному выводу, измерительный преобразователь, выход которого через электронный усилитель напряжения подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого черЕз интегратор соединен с управляе:мым входом регулирующего звена, причем интегратор выполнен в виде цепочки из резистора, подключенного к неинвертирующему входу усилителя напряжения, зашунтированного конденсатором, при этом неинвертирующий вход этого усилителя через делитель напряжения подсоединен -к общей шине, выход делителя через двусторонний диодный ограничитель напряжения подключен к выходу синхронного детектора, генератор. опорной час2О тоты, выход которого подключен к второму входу синхронного детекто tðà, введены первая, вторая, третья и четвертая дифференцирующие цепи,,первый и второй формирователи коммутационных импульсов, первый и второй одновибраторы, первый и второй триггеры, первый и второй инверторы, первый и второй электромеханические ключи, при этом неподвиж30 ный контакт первого электромеханического ключа подсоединен к выходу ,образцовой меры напряжения, первый неподвижный контакт второго электромеханического ключа подсоединен

35 к выходу усилителя мощности, при этом подвижные контакты первого и второго электромеханических ключей и выход электронного коммутатора напряжения подключены к входу

4О, измерительного преобразователя,, управляющие входы первого и второго злектромеханических .ключей подсоединены к выходу первого формирователя коммутационных импульсов, вход которого через последователь45 но соединенные первый, триггер и первый инвертор подключен к выходу первой дифференцирующей цепи, вход которой соединен с входами второй и третьей дифференцирующих цепей, 50 а также к выходу генератора опорной частоты, выход второй дифференцирующей цепи через последовательно соединенные первый одновибратор и второй инвертор подключен к управ55. ляющему входу первого формировате1053080

4. ля коммутационных импульсов, выход. третьей дифференцирующей. цепи подключен к входу второго одновибратора, а его выход через четвертую дифференцирующую цепь подсоединен к входу второго триггера, выход .. которого через второй формирователь коммутационных импульсов подсоединен к управляющим входам электрон,ного коммутатора напряжения.

На фиг. 1 схематически изображен стабилизатор переменного напряжения; на фиг. 2 - эпюры 0(Й) работы электронно-механического коммутатора.

Стабилизатор переменного HanpRжения содержит регулирующее звено 1, блок 2 усилителя мощности, блок 3 образцовой меры напряжения, компа-. ратор 4 действующего значения напряжения, который состоит из элект ронно-механического коммутатора 5,: включающего узлы 6-20,.измерительный преобразователь 21 действую- щего значения напряжения, электрон,ный усилитель 22 напряжения„ синхронный детектор 23, интегратора на базе электронного усилителя 24 напряжения, конденсатора 25, резистора 26., делителя напряжения на резисторах 27 и 28, диодного ограничителя напряжения на диодах 29 и 30, генератора 31 опорной частоты.

Дополнительно введенные узлы,. к которым относятся первый электромеханический ключ 8, второй электромеханический ключ 7, первый формирователь 9 коммутационных импульсов, первый триггер 10, первый инвертор

11., первая дифференцирующая цепь

12, вторая дифференцирующая цепь

13, первый одновибратор 14, второй инвертор 15, третья дифференцирую-. .щая цепь 16, второй триггер 19, второй формирователь 20 коммутационных импульсов, на чертеже обведены пунктиром. Выход регулирующего звена 1 подсоединен к входу усилителя 2 мощности.

В компараторе 4 входы электронного коммутатора 6 напряжения.подключены к выходу усилителя 2 мощ, ности и к блоку 3 образцовой меры напряжения . Выход .электронного коммутатора подсоединен к входу из

:мерительного преобразователя 21 действующего значения напряжения, а его выход через электронный усилитель 22 напряжения подключен к первому входу синхронного детек. тора 23. его выход подсоединен к входу электронного интегратора на основе электронного усилителя

24 напряжения, резистора 26, конденсатора 25. Резистор 26 включен между выходом синхронного детектора 23 и входом электронного усилителя 24. Конденсатор 25 включен между входом и выходом электронного усилителя 24 ° Причем, общая точ ка соединения резистора 26, конденсатора 25 и инвертирующего входа электронного усилителя 24 подсоединена к входу резистивного делителя напряжения .на резисторах 27 и 28. Выход резистивного делителя . через диодный ограничитель напряжения на диодах 29 и 30 подсоединен к выходу синхронного детекто10 ра 23..

Генератор 31 опорной частоты подключен к синхронному детектору 23 и к входам первой, второй и третьей дифференцирующих цепей 12, 13 и 16

15 соответственно. Выход интегратора подсоединен к управляющему входу . регулирующего звена 1 ° В коммутато- ре 5 напряжения неподвижный контакт первого электромеханического ключа

8 подсоединен к образцовой мере 3 напряжения. Подвижный контакт первого электромеханического ключа 8 подсоединен к входу преобразователя

21 действующего значения напряжения. Первый неподвижный контакт вто" рого электромеханического ключа 7 подсоединен к выходу усилителя 2 мощности и к выходной шине. При этом подвижные контакты первого и второго электромеханических ключей подключены к входу измерительного преобразователя 21 действующего значения напряжения. управляющие входы первого и второго электромеханических ключей подсоединены

З5 к выходу первого формирователя 9. коммутационных импульсов, первые два входа которого подсоединены . к выходу первого триггера 10, вход которого, в свою очередь, через

40 первый инвертор 11 подключен к выходу первой дифференцирующей цепи

12, а ее вход подключен к выходу генератора 31 опорной частоты.

Кроме того, выход генератора

31 опорной частоты через вторую дифференцирующую цепь 13 подсоединен к входу первого одновибратора

14, выход которого через второй инвертор 15 подключен к третьему входу первого формирователя 9 коммутационных импульсов. При этом выход генератора опорной частоты через третью дифференцирующую цепь.

16 подключен к входу второго одно-. вибратора 17, à его выход через четвертую .дифференцирующую цепь

18 подсоединен к входу второго триг- . гера 19, выходы которого через вто« рой формирователь 20 коммутационных импульсов подсоединен к управляющим

60 входам электронного коммутатора 6 напряжения.

На фиг. 2 (а-n) приведены эпюры, .иллюстрирующие работу коммутатора ,6 напряжения: и - форма напряжения, 65;поступающего с выхода генератора 31t

1053080 опорной частоты, на входе первой, второй и третьей дифференцирующих цепей 12, 13 и 16 соответственно, О - то же, на выходе первой, второй и третьей дифференцирующйх цепей 12, 13 и 16 соответственно, Ь - то же, на выходе первого одновибратора 14, то же, на выходе второгб инвертора 15; g - то же, на выходе первого инвертора 11;

Е и g - то же, на первом и втором выходах первого триггера 10; g на первом и втором выходах nepsoro формирователя 9 коммутационных импульсов; К - то же, на выходе вто рого одновибратора 17; и - то же, на выходе четвертой дифференцирующей цепи.18; М и Н вЂ” то же, на вы ходах второго триггера 19, о и и то же, на выходах второго формирователя 20 коммутационных импульсов.

Стабилизатор работает следующим ,образом. ! ю

Пусть; напряжения U с выхода уси" лителя 2,мощности стабилизатора переменного напряжения не равно выходному напряжению образцовой меры напряжения Uo, т.е. Uq Ф Uo.. Тогда на выходе преобразователя 21 действующего значения напряжения получают приращение напряжения аtJ, которое после усиления усилителем

22 подается на вход синхронного детектора 23. На выходе синхронного детектора 23 присутствует выпрямI лениое пульсирующее напряжение hU .

После фильтрации напряжения а0 величина которого пропорциональна отклонению Uq по отношению Оа, это напряжение, поступая на управляющий вход регулирующего звена 1, регулирует напряжение на входе усилителя 2 мощности таким образом, чтобы выходное напряжение усилителя 2 мощности равнялось напряжению образцовой меры блока 3. Из приведенных эпюр видно, что электромеханические ключи 7 и 8 работают синхронно с электронными ключами электронного коммутатора б напряжения. Если в данный момент времени первый электронный ключ электронного коммутатора 6 подсоединен к блоку 3, то параллельно ему также .включен электромеханический ключ 8. Если в следующий момент времени второй электронный ключ электронного коммутатора б подсоединен к блоку 2, то параллельно

15 ему также включен электромеханический ключ 7. Переключение электронных ключей электронного коммутатора б происходит на временном интервале, когда электромеханические ключи 7

2О и 8 на этапе переключения кратковременно выключены. Синхронная работа электронных и электромеханических ключей коммутатора напряжения обеспечивает высокие метрологические параметры стабилизатора: переменного напряжения,, так как .преобразователь 21 действующего значения напряжения оказывается подсоединенным то к выходу блока 2, то к выходу блска 3 как через малое сопротивление- контактных пар электромеханических ключей 7 и 8, так и через электронные ключи электромеханического коммутатора б в статическом режиме работы. 8 переходном режиме работы электромеханических ключей 7 и 8 преобразователь 21 действующего значения, напряжения подсоединен с выходам блоков 2 и 3 через электронные ключи электронно40,ro коммутатора 6.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить точность калибровки уровня выходного напряжения.

1053080

2

Ю

Составитель С. Чернышева

Редактор Л. Гратилло . Техред A.ü÷ Корректор О.Тигор

Заказ 8871/46 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4