Источник опорного напряжения

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

И Е НИЯ (И ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) 3аявлено 0L1177 (2т) 2531854/24-07 с присоединением заявки Ио

G 05 F 1/56

Государственный иоиитет

СССР но деааи изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231М0 Бюллетень Ио 39

Дата опубликования описания 231080 (53) УД (621. 316;

722 1 (088 8) (72) Автор изобретения

Т.A.Ïóíãàñ (71) Заявитель (54 ) ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электро;технике, предназначено для использования в качестве источника прямоугояьных, стабильных во времени калибрующих сигналов и может быть использовано в автоматических измерительных системах.

Известен источник опорного напряжения, содержащий два замкнутых контура регулирования, каждый из которых состоит иэ компенсационного стабилизатора постоянного напряжения разной полярности, и которые поочередно подключаются к выходу источника (1) . 35

В таком источнике достигается малое выходное сопротивление, однако нельзя получить высоких выходных сигналов требуемой точности хотя бы потому, что выходные электрические 2О ключи не выдерживают высоких напряжений и сам процесс установления напряжений на выходе при высоких напряжениях приводит к существенной погрешности.

Наиболее близким к изобретению является источник опорного напряжения, содержащий мост со стабилитронами в двух противоположных плечах и резисторами в двух других плечах, ЗО два операционных усилителя, инвертйрующий вход одного из которых подключен к аноду, а выход - к катоду одно« го из стабилитронов, инвертирующий вход другого — к катоду, а выход к аноду другого стабилитрона, и вывод для подключения источника управляющего напряжения, связанный с неинвертирующим входом второго операционного .усилителя. В этом источнике достигается высокая степень стабилизации выходных йапряжений потому, что в нем дополнительно происходит . взаимная стабилизация рабочих токов стабилитронов, выходное напряжение фактически не зависит от значений резисторов нри простом исполнении источника (2) .

Однако, в этой схеме источника нельзя получить опорного переменного напряжения прямоугольной формы, что ограничивает функциональные воэможности использования этого источника.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей источника опорного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в источник опорног@ напряжения, содержащий мост со стабилитрояами в двух противоположных плечах

773591 резис«ора 23 подкл«вчен »(BbIxQLtv «»сиЯ» лителя 21 и к выходно„»3у вывоДуi ус "T ройства. Интегратор 20 содержит операциОнный усилитель 24, Беинвертируюч Щий ВХОД КОТОРОГО ЗаЭЕМЛЕНУ а ИНВЕРтирующий вход присоединен к своему

Ы выхОДУ через кОНДенсатор 25 N к выходу усилителя 21 через последова-. тельно Включенные «управляемый ключ

26 и резистор 27. Выход усилителя 24 подключен к Беинвертирующему входу а о .Усилителя 21. Сравниваюа1ий узел 10 содержит операционный усилитель 28, неинвертирующий Вход которого эаземЛеи i HHBepTNp;«IEEÙNÉ ВХОД BpHCOBÄHI!8Í

» и резисторами в двух других плечах, два операционных усилителя, инвертирующий вход одного иэ которых подключен к аноду, а выход — к катоду

ОДНОГО из стабилитрОнОВE, NHB&pTHp«»««ющий Вход другого - к катодуе а Выход — к аноду другого стабилитрона, и вывод для подключения источника управляющего напряжения, связанный с неинвертирующим входом ВтороГО

Операционного усилителя, введены два управляемых генератором тактовых импульсов ключа сиГнальиые Входы которых подключены к выходам операционных усилителей, а выходы связа ны с выходнь3м выводом, преобразователь переменного напряжения в постОянноеу ВхОд которОГО СОединен с

ВЫХОДНЫМ ВЫВОДОМ СРаВНИВаЮЩИЙ УЗЕЛ блок эталонного напряжения, причем блок эталонного напряжения подключен к Одному входу сравнивающего

v-- lëB выхоД преОбразОВ««теля перемен ного напряженчя в постоянное — ко

Второму входу сравнивающего узла, управляющий вход которого СОЕдинен

С 3. "ЕНЕРатОРОМ» акТОВЫХ ИМП»У».ЕЗЬСОВ» B

Выход с неинвертиру30щим ВХОдОм первого операционного усилителя, инвертиру3и33ий интегратор с выборкой и Х >анЕБИЕМр ВЫХОД HOTQPOX Î ПОДКЛЮчен к 33е3»»33вертирующем««входу Второго операционнОГО усилителя» IlepBbIA

ВКОД - к выхОдам ключей, B ВТОРОЙ

ВХОД - К ВЫВОД«У ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕ ННЯ ИСточника управляющего напряжения, и дополнительные усилитель и инвертирующий интегратср с.выборкой и хранеБИЕМ» ПРичем ИБВерт33Рующнй Вход дополнительного усилителя «3одкл3очен к вь3ходам ключейР а Выход — к Выходному выводу Б через дополнительный интегратор с выборкой и храиением— к своему неинвертирукицему Входу, а сравнивак«@33й узел выполнен на операциоHБОМ усилителе» управляемом ключе » конденсатОре и двух ре зисторах„ причем выход Операционного усилителя сравнивающего узла соединен с неинвертируккцим входом первого операционного усилителя и через конденсатор — co своим инвертирукВЗИМ входом, который через пОследОвательБО СОедииенные »управляе мый клкч и первый резистор подключен к выходу преобразователя переменного напряжения в ПОстОЯББОе, тОчка соеди

Банкя управляемого ключа с первым

Резистором через Второй резистор

33одкл3очена к блоку эталонного напряжения, а неинвертирующий Вход операЦИОН НОГ«, УСИЛИТЕЛЯ СР«ав333»3ВаЮЩЕГО УЗла соеДинен с Общей шинОЙ»

На фиг. 1 представлена блок-схем истОчника ОпОрнОГО напряжения» HB

Фиг. 2 - вариант выполнения этого истОчника»

Источник oropHoro напряжения содержит операционный усилитель 1, к инвертирующему входу которого присоединены анод стабклитрона 2 н выВод резистора 3. Выход операционного усилителя 1 соединен с катодом стабилитрона 2, с выходами резиoòopà 4 и сигнальным входом ключа 5. Устройство сОдержит операциОнный «/GHлнтель б, инвертирующнй вход которо".î прнсоединен к катоду стабилитрона 7 н кс вторОму выводу резистора 4. ВЬЗХОД операционного усилителя б присоедн © нен ко второму выводу резистора 3, аноду стабнлит«рона 7 и ному ВХОДУ кл?Оча 8. ВыхОД ключей

5 и 8 соединены вместе и подключены к выходному выводу устройства, кото35 рый присоединен ко Входу преобразователя 9 переменного напряжения в

ПОСТОЯННОЕу ВЫХОД КОТОРОГО ПРИСОЕДИ нен к перво33у входу сравнивающего узла 10, ко второму входу которого

gg присоединен блок 11 эталонного напряжения ВыхОД ««зла 10 EIpHGGB+HHQH к неинвертирующему входу усилителя 1.

Неинвертиру3ощий вход усилителя б соединен с выводом для подклю««ения истОЧника 1? УправляющеГО напряжения. Устройство содержит еще генератор 13 тактовых импульсов, Nl!BepTNрующий интегратор 14 с выборкой к хранением, один вход которого 33рнсоеДинен K выходам ключей 5 H 8 BTG

ЗО рой вход — к выводу 12, = Выход к неинвертирующеку входу усилителя б. Интегратор 14 содержит. ОперациОнный усилитель 15 инвертирую«щий

ВхОд КОТОРО G присоединен через конденсатор б к выход« гсил33теля

15 B через ПОслеДовательную Цепь управляеФ»3ОГО KJIIE3«Ic» 17 N резистора

18 - к выходу ключей 5 и З.йеннверт ирую333и и вход ««с НЛ33 тд 3я 1 5 33ри соед33

4р нен к выводу 12, В устройство введены ДОЦОлнительные усилитель 19 и инвертир«» ющ33Й 33нтегратор 2 0 с выборкой H хранением j илитель 9 ккожен сОстОять из усилителя постоянного напряжения 2 1, к инвертирующему

ВХОду которого присоециняны Одними

ВЫВОДами резисторы 22 и 23, 33ричем

Второй Вывод резистора 22 подкл30чен к Выходу ключей 5 и 8уа Второй вывод через конденсатор 29 IE QBGeiiy Bbixory, а через последовательно включенные

>r17o8B,iIЯе).1ы11 к>1(> (O H 83;т то 11

К Br >Холу т1ор5(тбсра =.Ряа "8 718 9,11.;т т..:

СО8ДИНе иртЯ РПР(="В "rят Мо (- т !(>! ;;-(а 3 (! реЗистоpii 1 пОД!(пич":.:на чeр"-.3 pезиc— тор 3 . к бл )!(у ..1 э-Tалонного н 1)Г(>11>т(8=HPR 1)Рео(б)тз:. ЗОВВ78ЛЬ: и тЯ(87 СО" 7т) Я7 .т

1(Л)(>т18НHGi О !(ТОЧKG С08ДИН8НИЯ РИЗИСтоРОВ 4 и 3->, ВТОРBG Вынолы НСТОРых

СОЕДИ НЕН1т> М8ЖДУ Собой иере 3 Ко НД8На т QP (6 И ПО(т(стДО тат т Ьтт(\ rr ir тят ЧЕ т

НЫ8 цЕТЕКтнртр!Ощне циОДЫ 37 Ч .я ".ОчКа ОЕДИ Ненни :8 рт (Тоотс1 .> i КОН Пеи -. сатора 36 и ДИОДа 37 (>риcoes!,IIHGIIH

K HHB8РтттР",Р1()тЩте>т(".Р ВХоттУ QП Ратr HOHHО-, О усилителя .9, неиннертируке(и::; Вход

КОТОООГО 3(138" тяет! а Вт=хс>т ттрн-c>: ДИ- ) нен "iepeç конде нса Toð 40 i(To -.11(e соеттт(нения дис)дон 3 и > 8

/р(" точ и и к Опорн о ГО и а11ряже нитя р iiбт)--.

ТаЕТ СЛЕДУЮЩИ1 т ОбРазомт.

1 )а ВЫ (ОДЕ ОП1 рацтнт>, т>НОт (> - (Нтт(78ЛЯ

С )ЗДИЕТСЯ НаПОЯ)(GНИG, "..:B È>irт - Gе

ОТ НЙПРЯЖ8НИЯ ЕГО НЕИНВеотТНОУ(ВЩНГО

В>(оца В положительном напрйнлении

На 311аче)тие ПЖДт - ННЧ ИЯПРЯЖетн(тR . ""rr(>ri—, Лнтротиа .т а На Bi;IXOiте C)reps",цноиногй

УСИЛИ78ЛЯ Р> ("ОЗД887СЯ НЗПРЯЖЕНН8 сдВннутсе (>7 напряжения 8ГО не!!инар"

ТИРУ!(т(тте O В;-. „ОДа B т) ТР Ц 8Лтттт g> . 1тРтаВЛЕНИИ На ЗНВЧЕНИ8- ПЖДВНИЯ НЖПРЯ—

Ження Стабн >Ртт ОР"- r ПЗД81-:ИЯМ1""

"r) .

Пт>Я((ЕНИЯ 118 Д Р -,3>(отта>,т>т ".,", т..(тт 8) т"т

И 6 р Нан НЕЗНаянтеЛЬ)11тмя, HiGGHG(>PeÃÍ ем), указанные Выиодные напряжения утЗИЛИ78ЛЕД i. H 6 ПООЧесетт(!О ПGOei" -1()-р

«8Q83 "1(ßIQrIir б 11 Я т>а ВЬтхтз тР."" PO>q »

Ва либо прямо либо "- ерез т(илитель

ДРЯ:/1О )т (Л о!1 ОЕ П8 Реме n тт т 8 ".т1т .(т т!" напряженир- преобра. >ется В и;->сТОЯННО8. (> Г71аЖЕННОЕ НВПтЯЖеине В >тРЕобразователе 9, cpeBHHBà8781! В сра5-НИВа(Щ8М УЗЛЕ О С ЭтттЛОт!11>тт1:!О .ТОЯН Щ

ИЫ" т НаПРЯЖ8И«А8>т(р а PаЗНОC i тт " К аз анв

Hib3i(1ттаПРЯЖт311И>тт ПО» аЕТСЯ K GHHBeiOTH рук>(>(ему ВХОДту усилит 8ЛR 1 В,-(кт->;".1. (т>аЬЕ р ЧТО „ЕСЛ(т ВЫ>(ОД:— :О . НПП(>Я !(енр18

IipeBbU>Ia8Y тоебчемр>е значение -,o Вы:>(ОД! Ой C hi Н ал у 3 J,а 1 О 07 ряцi7ie 7! b Н1т(й

И УМЕ Н Ь1(1ае 7 ВЫХОДНОЕ H a Р!РЯ>78 Н 118

УСИЛИТЕ>тя i . Й т(Р8ДПОЧИтае>МОI(ВЖРт!анТЕ ИСПОЛНения HCTOiiHHK8 ОПОрН(т» О напряжениЯ (т1>ИГ 2 r-.pанн 1В т р(т(>т>Д узе.

*>(у

ИНВРтP" HÐ"I >br ГО;>т (- Гто 7 "та - Н(т>бР>ОКЩ И ХРанеННЕМ, 8 37ОЯ среаЛИЗ. 1Ä, -1 узла 1Q ei>HBHHI>8)rQTOR. пол(!(1-,7(льные

ДВУ>(!1ОЛУ118РИОДН.-> Д878i(ТHQOBI.;,;НOG

BbI)1ОДНОЕ НаПря 1(811Н» ИС т. ОЧНИКа И ОТ рицателттгтое Зталанное наiiря>т(ен!18 „.

Пот тТУ>7та18ттт88 На ИНБЕР.,"ИтРУтгт;;11тт тт ОД

jjCHrIH78iiRi I (> т-(тГОЕ 3 ii83ÈÑ((тЗ т „-„ 3 j И

32. Разность сранн>(т>аемы;: ТОНОВ ин78 тГОИруЕ 7(В !(НТ 8 Гттт1р:рт>тз!8 >(О11 —,, еri

СаТОРЕ ?9r СМЕЩаЯ СОО738-СТ-GHHO

Вы)(ОДное напрял(ение . Оили78)1Я 28 и напряже-IHG а!а не>(1!Вертнр:1 "i„ 8," 1 :>х >1 8

УСИЛИТЕЛЯ 1).. ЯСЛт1(ВЫХОДтиr>8 Нан!РЯ)!(811рие

ИСТОЧНИКа Ц>8 В 1т>>>!а 8 Т 7 Р8 б У 8 МО 8 3 H -7т(8 H -È:."-...,;-. О И ЭЫХОД Н Ое На ЯР Яже НИЕ ПРЕ";б"- ;@ 3 QB 878 тi;r - Яре Вт.,ттттае7 тОЕ 6 третт!(>Е

«1(ат(8Н »- >:, Ртт Че) те 3 (>83 ÈÑòÒÎÐ

>ЯР8 ВЫ!>188 "" К(>мне )т 3 а>т)1(> ii Н-„Н-т ТО т(т1 8т>8 3

1>ЕЗИСТОр 32 ." т338B;,1 На BigyOBG УСИ лителя 2(! Изме-!ение напряжения В ОтРИЦа ТЕЛЬ HGI"r H 611РаВЛ8 1т ИН р УМ8 НЬШаеТСЯ

СООТВЕ.(СТВЕННО ВЫХОДНОЕ ПОСТОЯННОЕ на>1(>яжение Усилителя 1 р И8Ремс нное напряжен>(8 на Входе н на ВыхОдя vcH лителя 19, пока не ДостиГается уравноВемиВание с1(ГналОВ на Бходе сраВниВтзт()т>)8(тO Чзяа 1 (") T, 8, т,а HHBGp т-Иру>т>»

РВЗИ("Т т(Ы 3 1 1 ? Стар(трт абсОЛЮТНО

) . ЗВ НЫМИ р ИМЕЯ ГраЗН jjIQ ПОЛЯРНОСТЬ е ТЙ

КВЯ СИСТЕМа Р8ГУЛитРОВаиия ЯВХ(Я8ТСЯ

УДобной тем, ч "G если ГрубаЯ стабилиаиня т.,!ХОДНЫ; НаПРт(ЖЕнр(1(УСИЛИТЕЛЕЙ

Н (т ДОСТИГНЕтСЯ B реЗИСТИВНО-Стабнлитронном NGC 7. 8, 3, 4 и 7 р ТО ТОНКаЯ

РЕГУЛИ „OBKr,р ВЫПОЛИЯЕМаЯ ДЛЯ УСТРа—

Н 8 Н И Я М ат(Ы ОТ К т1О 11 Е и т(1(РЗ Н ат(8 Н ИЯ В Ы>(Оцн(з i-o и(-. >еме н ИОГQ н апряже ни я QT

-Зада(-;Нот O ВЫЗB HHOiO таа ЧЕТ ПаДЕт,ИЯ тт П1>ЯЖЕ.-П(Й Р(а КтПОЧан . ) И 8 р За

Ст;87 ОТКЛОНет3НЯ Нозффнцне)тта уСИЛЕ ниЯ Усилителя 19р РеализУетсЯ мальм

H. Ме Н нем и +II p>1 i GHНД на неиннерти

«т>у!р>118М ВХОД8 >тСИЛИ78ЛЯ 1 r КОТОРОЕ

Выз.=:.Вае-,. Осотнетственное изменение

ВыходнОГО 118ремен=-,ОГО напоях(ения ° ."-Ка>:: Система Га )ан711Рт РЕТ ВЫОКУ(О

Поз>Р ХОУС 781(т(1т"- C T B H ВЫ(..О1(УК) B РЕ мент! -,, (таб1у>ь>т>о>сть:та1; как систе(р1а

"° -т тгт т>Оная)1Я ОХВЯТЫВ GT HB РЕГУЛИ

",«";х81, Oi () 3 Начтз ННЯ т1ИЩЬ МаЛУ)8, ЧасTB

P. Т ",„(-.а(т>1)ы рта-1. ст фЛу1(ттрацирт1 цЕПН

Р 7 ЧЛИРОБаиир БЫЗЫВатЗТ НИЧТОЖНЫЕ ИЗ

МО>те(ти я БЬ>ХОД НОГО НапРЯЖЕНИЯ ИСТОЧ-

Нииа. ВВЕДЕНН(т(тт В УCTPQB*CTBO HHBGP тиp)i;QБ.ИД H H Тте „-сато р 1 4 т„Выбор!(ОЯ

„"-.Оа;!ение-,л т л-.;>г-ит Для 7(.))BQ чт<.-тбы поД таеГУ>П.,-РОНЯТЬ НЖПРЯЖЕНИЕ На НЕИНВЕ(ттирту1((щт841 ВХОД8 Усилителя б ТакИМ OL5

;;-азсм, чтобы Постоянная составляжК 71тт)т18 (I т: т Й Ран НЯЛаСЬ бы 3 наче ни>(> у тIранл Я(с1>те Го н аГфяжения

>титеГраТОО 1.(° Б ПроСЕ >Етi>.тi1 РОВ а Битт ВЫПОЛИТЕT фа>(Т:-(чески ЗКВБВга-т(811 7НОЕ 1(ЗИЕ116ИИЕ

ВЫ>((>Дт (О Н аПОЯЖ8НИЯ УСИЛИТЕЛЯ т(-т1(ТОЛЬКО т «Меия(Т(Я ВЫХОДНОЕ НаДРЯ»

)IHB8 7H1>irrQ )i1(é HH787 PBTOP 20 C

/ OP; О;.>т 11 .О,- Неинем СЛт"ЖИТ ДЛЯ

>на(> CB R 3 H ПHО ПОСТОЯННОМУ ТOR У тр СИЛИ т

78 ЛЯ з.

> у;-;л.=.;,.-:., 4 и 20 ВВеДены ключи

3 3 р 1 -) N 26 .тал: — 7ОГО ° чтобы п )и пОДа тте Н ттт-тхолтН,1» ВЬ тт тД ПО ТОЯННОГО

HàÏP>77reH>(Rr Име Ь ВОЗМОЖНОСТЬ СОХРа"

НИ т", .тт . 1тттан>1Я1(т ттИХ ВНОДаХ ОПЕРаЦИ

ОННЬ!Х РСИЛНТ()Лей 1 И б Р rriCHËHTGÀß

21 пре>Знее iiGOTG)iHHGG напряжение а

-т7 G ii(iC т(ir аЕ ЕР(-Я и "зъ i ii7G ВИЛ>(>;1а1(>ТСЯ ук аз я> ьт (>1!зт> H 3() р 17 H 26 и на Вы :Рт-1>тх У Ртзн- F т> (т! "-.8 1 т 1» 2Р1 ПРСТОЯН"

Ные Н!811рЯЖен)IR НЕ тт OЪi УT ИЗМраНЯТЬСЯ

773591 из-за отсутствия тока в конденсато,рах 29, 16 B 25 соответственно. Указанный режим удобен для поверки цепей устройства, так как позволяет определить значения выходных напряжений разных полярностей при помощи точного цифрового вольтметра при определенных соотношениях резисторов

32-36 и при необходимости подрегулировать соотношение указанных резисторов, пока выходные напряжения соответствуют требуемым.

Предложенное устройство, кроме усилителя 19 и высоковольтного прецизионного резистора ЗЗ, может быть полностью микроминиатюризировано.

Точность источника определяется, 35 кроме точности блока 11 эталонного постоянного напряжения, лишь точноснош

33, 34 и 35., Формула изобретения

1. Источник опорного напряжения, содержащий мост со стабилитронами в двух противоположных плечах и резисторами s двух других плечах, два операционных усилителя, инвертирующий вход одного из которых подключен к аноду, а выход — к катоду одного из стабилитронов, инвер-, тирующий вход другого — к катоду„ а выход - к аноду другого стабилитрона, и вывод для подключения источника управляющего напряжения, связанный с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможнос.тей, в него введены два управляемых генератором тактовых импульсов ключа 49 сигнальные входи которых подключены к выходам операционных усилителеи, а выходы связаны с выходным выводом, преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого соединен с выходным выводом, сравнивающий узел и блок эталонного напря.жения, причем блок эталонного напряжения подключен к одному входу сравнивающего узла, выход преобразователя переменного напряжения в. постоянное — ко второму входу сравнивающего узла, управляющий вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, а выход — с неинвертирующим входом первого операционного усилителя.

2. Источник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в него введены инвертирующий интегратор с выборкой и хранением, выход которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, первый вход — к выходам ключей, а второй вход — к выводу для подключения источника управляющего напряжения, и дополнительные усилитель и инвертирующий интегратор с выборкой и хранением, причем инвертирующий вход дополнительного усилителя подключен к выходам ключей,, а выход — к выходному выводу и через дополнительный интегратор с выборкой и хранениемк своему неинвертирующему входу.

3. Источник по п.1. о т л и ч а— ю шийся тем, что сравнивающий узел выполнен на операционном усилителе, управляемом ключе, конденсаторе и двух резисторах, .причем выход операционного усилителя сравнивающего узла соединен с неинвертирующим входом первого операционного усилителя и через конденсатор - co своим инвертирующим входом, который через последовательно соединенные управляемый ключ и первый резистор подключен к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, точка соединения управляемого ключа с первым резистором через второй резистор подключена к блоку эталонного напряжения, а неинвертирующий вход операционного усилителя сравнивающего узла соединен с общей шиной.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИ 9 3484705, кл. 329-149, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р445037, кл. G 05 F 1/56, 1972.

773591

Фиа1

Составитель С.Ситко

Текред Н. Ковалева Корректор М. Демчик

Редактор И.Ковальчук

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4

Заказ 7504/61 Тираж 95б . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитеТа СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5