Управляемый стабилизированный источник постоянного тока

Управляемый стабилизированный источник постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1089560 A

Зьа G 05,F 1/46 (21) 3548028/24-07 (22) 04.02.83 (46) 30.04.84. Бюл. 9 16 (72) В.И. Иванов и Н.А. Чистяков (53) 621 ° 316.722.1(088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 327461, кл. С 05 F 1/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

У 907521, кл. G 05 F 1/54, 1982. (54)(57) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАНHblA ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий источник опорных частот, выход которого соединен с входом частотного дискриминатора, выполненного на основе гиромагнитного резонатора н включающего основную и дополнительную токовые катушки, основной регулируемый источник тока, выход которого через основную катушку частотного дискриминатора соединен с выходной клеммой, а вход — с выходом частотного дискриминатора, первый дополнительный регулируемый источник тока и цифроаналоговый пре.образователь, выход которого, соответствующий цифровым входам младших разрядов, соединен с входом первого дополнительного регулируемого источника тока, а выход, соответствующий цифровым входам всех разрядов, сое". динен с входом основного источника тока, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного тока, в устройство введены второй дополнительный регулируемый источник тока, идентичный первому, и инвертирующий масштабный усилитель с единичным коэффициентом передачи, включенный между выходом цифроаналогового преобразователя, соответствующим цифровым входам млад" ших разрядов, и входом второго до - . р полнительного источника тока, причем дополнительная катушка частотного дискриминатора выполнена в виде двух одинаковых обмоток, одна; из которых подключена к выходу первого дополнительного источника тока по Ф магнитному полю встречно основной

Эюавб катушке, а вторая — к выходу второго р дополнительного источника тока по магнитному полю согласно с основной катушкой.

Сл

1089560

Изобретение .относится к электро- . технике и преимущественно предназна чено для использования B качестве стабилизированного источника постоянного тока, управляемого по определенной программе, например, для питания электромагнитных систем управления СВЧ-устройствами на осно ве гиромагнитных резонансных элементов.

Известны источники постоянного тока со стабилизацией на основе применения частотного дискриминатора, управляющая обмотка которого включена в выходную цепь регулируемого источника тока последовательно с нагрузкой, вход соединен с генератором опорных частот, а выход, замыкая цепь обратной связи для коррекции выходного тока, соединен с входом регулируемого источника тока.

В указанном устройстве частотным дискриминатором является датчик ядерного магнитного резонанса в сочетании с преобразователем — ток — магнитное поле, а в качестве генератора опорных частот применен синтезатор частоты (J J.

Недостатком известного источника постоянного тока является низкая стабильность выходного тока, обусловленная низкой температурной стабильностью преобразователя ток-маг" нитное поле частотного дискриминатора, и сложность устройства, связанная с применением синтезатора частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее источник опорных частот, выполненный 4 в виде генератора гармоник, к выходу которого подключен частотный дискриминатор, выполненный в виде датчика магнитного поля, установленного в магнитное поле преобразователя ток- 4 магнитное поле, имеющего основную и дополнительную катушки управления частотой настройки дискриминатора, основной регулируемый источник тока, выход которого через основную катуш- 5 ку частотного дискриминатора соединен с выходной клеммой, а вход— с выходом частотного дискриминатора, а также дополнительный регулируемый источник тока и цифроаналоговый 5 преобразователь (ЦАП), причем допол- . нительная катушка частотного дискриминатора подключена к выходу дополнителъыого регулируемого источника тока, вход которого соединен с выходом ЦАП, соответствующим цифровым входом младших разрядов, а выход

ЦАП, соответствующий цифровым входам всех разрядов, соединен с входом основного регулируемого источника тока.

Частотный дискриминатор выполнен на основе гиромагнитного резонатора

Р например, иэ сферы монокристалла железо-иттриевого граната, установ" ленного в рабочий зазор электромагнита (2Д.

Недостатком известного устройства является невысокая стабильность выходного тока при малом числе рабочих гармоник опорного генератора, что вызвано нестабильностью дополни20 тельного регулируемого источника тока.

Цель изобретения — повышение стабильности выходного тока.

Поставленная цель достигается тем

Э

wvo a устройство, содержащее источник опорных частот, выход которого соединен с входом частотного дискри" минатора, выполненного на основе гиромагнитного резонатора и включаюЗО щего основную и дополнительную токовую катушки, основной регулируемый источник тока, выход которого через основную катушку частотного дискриминатора соединен с выходной клеммой, а вход — с выходом частотного дискри35 .минатора, первый дополнительный регулируемый источник тока и цифроаналоговый преобразователь, выход кото" рого, соответствующим цифровым входам младших разрядов, соединен с

О входом первого дополнительного регулируемого источника тока, а выход, соответствующий цифровым входам всех разрядов, соединен с входом основного источника тока, введены второй дополнительный регулируемый источник тока, идентичный первому; и инвертирующий масштабный усилитель с единичным коэффициентом передачи, включенный между выходом цифроаналого0 ваго преобразователя, соответствующим цифровым входом младших разрядов, и входом второго дополнительного источника тока, причем дополнительная катушка частотного дискриминатора

5 выполнена в виде двух одинаковых обмоток, одна из которых подключена к выходу первого дополнительного источника тока по магнитному полю !

3 1089 560 4 встречно основной катушке, а вторая — гулируемые источники ? и 9 тока к выходу второго ополнит д ельного ис- идентичнь1 йо принципиальной ехеме, точника тока по магнитном пол согласно с основ му полю . конструкции и объединены в один м пол кон- сновнои катушкой. структивный узел.

На чертеже приведена блок-схема УстРойство Работает следУющим

1 предлагаемого устройства. образом.

Управляемый стабилизированный При нулевом коде младших разрядов источник постоянного тока содержит на входе ЦАП 8 с помощью начального источник 1 о о опорных частот, выход 0 смещения устанавливается минимальный которого соединен с входом частотно- ток на выходе дополнительного источго Дискриминатора 2, имеющего ос-, ника 7 тока, а на выходе дополни- новную управляющую катушку 3 и до- тельного источника 9 устанавливается полнительную катушку. 4. Частотный . максимальный ток. Ток основного редискриминатор.2 выполнен на-основе гулируемого источника 5 установлен г ома ир гнитного резонатора, йанример, таким, что частотный дискриминатор 2

l5 из сферы монокристалла железо-иттрие - совокупностью токов в основной и вого граната. Для формирования . дополнительной катушках настроен дискриминационной характеристики на гармонику опорного генератора 1, частотный дискриминатор может со- номер которой определяется кодом р т д разнесенных по частоте старших разрядов, поступающим на вхо

20 ги ромагннтных резонатора, два ампли- . ЦАП 8. Точная и стабильная настройэ д тудных детектора и усилитель посто- ка частотного дискриминатора поддерянного тока, но может быть выполнен, живается за счет обратной связи с выкак в прототипе, на базе одного хода частотного дискриминатора на . гиромагнитного резонатора с вобуля- вход основного регулируемого источницией и усилением сигнала на перемен- ка S.

l ном токе с последукицим фазовым де- При увеличении кода младших разтектированием. Устройство также рядов на входе ЦАП 8 на вход источни содержит основной ег ли

I р гулируемый ис- . ка 7 поступает ступенчато увеличиваю", точник 5 тока вхо од которого соеди- щееся напряжение положительной по30 нен с выходом частотного дискримина- лярности, а иа вход источника 9 такое тора 2, а выход последовательно же по величине напряжение, Но отрисоединен с.основной катушкой 3 час- .. цательной полярности. При этом вытотного дискриминатора 2 и с нагруз- ходной ток источника 7 ступенчато кой, первый дополнительный регу- М увеличивается, а выходной ток источлируемый источник 7 тока, вход ника 9 ступенчато уменьшается. По". которого соединен с выходом ЦАП.&, скольку обмотка 11 включена встречно соответствующим цифровым входам . по отношению к основной катушке 3, младших разрядов, и второй дополни-, а обмотка 12 включена согласно с ос" тельный регулируемый источник 9 то- 0 новной катушкой 3, то изменения ка, вход которого соединен с тем же . тока каждого из дополнительных источ", выходом ЦАП 8 через инвертирующий ников 7 и 9 смещают частоту настройки масштабный усилитель 10 с единичным дискриминатора 2 в сторону уменьшения. коэффициентом. передачи. Выход ЦАП 3, Однако напряжение с выхода ЦАП 8 соответствующий всем разрядам цифро» поступает и на вход основного источвого входа, соединен с входом регули- ника 5, вызывая приращения, тока в руемого источника 5 тока. Дополни-, сторону увеличения, причем коэффительная катушка 4 частотного дискри- циент передачи источника 5 установминатора 2 выполнена р полнена в виде двух лен таким, что при одновременном измеодияаковых обмоток 11 и 12, суммарное® ненни выходных токов источников 1, число витков которых равно числу 9 и 5 частотный дискриминатор остаодну и ту же витков дополнительной катушки прото- ется настроенным на о н и е типа. Обмотка 11 подключена к выходу . гармонику. опорного генератора. 0с регулируемого источника 7 по магнит-, новная стабилизация выходного тока ному полю встречно основной катушке,:Ы продолжает осуществляться кольцом

3, а обмотка 12 подключена к выходу обратной связи. источника 9 по магнити

9 по магнитному nome При максимальном изменении кода согласно с основной катушкой 3. Ре младших разрядов суммарные изменения

1089560

Заказ 2933/45

Подписное

ВРЧИПИ

Тираж 842 выходных токов источников 7 и 9 соответствуют смещению частоты дискриминатора 2 на величину интервала между соседними гармониками опорного генератора 1, поэтому при дальнейшем увеличении кода на единицу младшего разряда (код младших разрядов приходит в нулевое состояние, а код старших разрядов увеличивается на единицу) частотный дискриминатор 2 оказывается настроенным на последующую гармонику опорного генератора

1 в соответствии с кодом старших разрядов.

Из рассмотрения работы устройства видно, что нестабильность, связанная с воздействием дестабилизирующих факторов на основной регулируемый источник тока, устраняется обратной связью с выхода дискриминатора на вход основного источника тока.

Степень воздействия нестабильности тока дополнительного источника на выходной ток устройства определяется крутизной перестройки частотного дискриминатора по дополнительной обмотке, к которой подключен дополнительный источник. Поскольку в предлагаемом устройстве число витков обмотки 11 и 12 вдвое меньше, чем в дополнительной катушке 4 прототипа, то в два раза уменьшена как крутизна перестройки, так и степень влияния нестабильности дополнительных источников на стабильность выходного тока устройства. Кроме того, за счет встречного включения обМоток

11 и 12 по отношению друг к другу и одинакового числа витков этих обмоток, одновременное и одинаковое приращение выходных токов дополнительных источников не приводит к

10 смещению частоты настройки дискриминатора, а следовательно, не вызывает изменения выходного тока устройства.

Благодаря тому, что дополнительные источники тока выполнены максималь15 но идентичными, их нестабильности являются синфазными и отличаются по величине не более чем на 30-407..

Но поскольку синфаэные и одинаковые составляющие дрейфа выходных токов дополнительных источников взаимно компенсируются, то обеспечивается дополнительное снижение их влияния на выходной ток устройства в 2,53 раза. При малом количестве рабочих

25 гармоник опорного генератора нестабильность выходного тока практически полностью определяется вкладом, вносимым нестабильностью дополнительных источников тока, а следовательно, предлагаемое устройство позволяет повысить стабильность выходного тока ! примерно в 5-6 раэ по сравнению с прототипом.

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проекткая, 4