Калибратор переменного напряжения

Калибратор переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры . Целью изобретения является повышение точности и увеличения дискретности установки уровня выходного напряжения . Поставленная цель достигается тем, что в устройство вводят синхронный детектор 10 совместно с определителем 11 полярности, составляющие обратный преобразователь переменного напряжения в постоянное, а также последовательно соединенные счетчик 7 импульсов, узел 8 сравнения кодов, сумматор 9, реализуюгцие совместно с преобразователем 6 кода во временной интервал многотактовое формирование управляющего сигнала. Входной код представляется в виде целой части, поступакнцей на вход узла 8 сравнения кодов. Количество тактов усреднения задается емкостью счетчика 7 импульсов. 2 ил. с б (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 05 F 1/40

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4135542/24-07 (22) 20.10.86 (46) 07,04,88. Бюл. -13 (72) Ю,M.Туз, В.И.Губарь, И.Ю.Сергеев, Ю.В.Демченко, И.В.Демченко, В.В.Федив, Г.И.Ларионова, Л,В.Федорашко и А.П.Круглов (53) 621.3 16.722. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1023296, кл. G 05 F 1/44, 1982., Авторское свидетельство СССР

1« 612218, кл. G 05 F 1/40, 1977. (54) КАЛИБРАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повы4

ÄÄSUÄÄ 1386973 А1 шение точности и увеличения дискретности установки уровня выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство вводят синхронный детектор 10 совместно с определителем 11 полярности, составляющие обратный преобразователь переменного напряжения в постоянное, а также последовательно соединенные счетчик 7 импульсов, узел 8 сравнения кодов, сумматор 9, реализующие совместно с преобразователем 6 кода во временной интервал многотактовое формирование управляющего сигнала.

Входной код представляется в виде целой части, поступающей на вход узла 8 сравнения кодов. Количество тактов усреднения задается емкостью счетчика 7 импульсов. 2 ил.

1386973

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении высокоточньгх источников переменного напряжения для информационно-измерительных систем.

Цель изобретения — повышение точности и дискретности установки выходного уровня.

На фиг.1 представлена структурная схема калибратора переменного напряжения; на фиг.2 — функциональная схема синхронного детектора.

Калибратор переменного напряжения содержит последовательно включенные источник 1 опорного напряжения, ключ

2, интегратор 3, аналоговый запоминающий узел 4, управляемый генератор

5, подключенный к выходному выводу, а также преобразователь 6 кода в интервал времени, подключенный к входу управления ключа 2, а также последовательно подключенный к выходу преобразователя 6 кода в интервал времени счетчик 7 импульсов, узел 8 сравне- 25 ния кодов и сумматор 9, выходом подключенный к входу преобразователя 6 кода в интервал времени, а вторым входом соединенный с выводом для подключения источника управляющего 30 сигнала, при этом вывод для подключения дополнительного источника управляющего сигнала подключен к второ" му входу узла 8 сравнения кодов, а выход импульсов выборки счетчика 7 импульсов соединен с входом управле35 ния аналогового запоминающего узла 4, а также включенный между выходом устройства и вторым входом интегратора

3 синхронный детектор 10 и определитель 11 полярности, подключенный к выходу аналогового запоминающего узла 4 и к входу управления синхронного детектора 10.

Сумматор 9, счетчик 7 импульсов

45 и узел 8 сравнения кодов могут быть выполнены по любым известным схемам на основе аналогичных по функциональному назначению логических элементов типа 155ИМЗ, 155ИЕ7 и 134СП2 соответственно, Выходной сигнал угла сравнения кодов соответствует уровню логической единицы, если код на выхода счетчика 7 импульсов не превышает управляющий код Y с источника дополнительного управляющего сигнала.-55

Сумматор 9 используется для суммирования входного управляющего кода Х с источником управляющего сигнала с логическим сигналом на выходе узла

8 сравнения кодов. Сигнал выборки

ТЗ на аналоговый запоминающий узел

4 формируется по сигналу выборки с выхода счетчика 7 импульсов один раэ за цикл работы устройства, длительность которого определяется емкоствю счетчика 7 импульсов, Синхронный детектор 10 (фиг.2) состоит из весового резистора 12.и ключей 13 и 14, управляемых сигналами с выхода логической схемы синхронного детектора, состоящей из двух компараторов 15 и 16, двух одновибраторов 17 и 18, триггера 19 элемента 2И-ИЛИ 20 и инвертора 21. Компараторы 15 и 16 и соответственно одновибраторы 17 и 18 предназначены для формирования переднего и заднего фронтов импульсов управления ключами„ фазовое соотношение между сигналами переменного направления и управления ключами, посТупающими на элемент

2И-ИЛИ 20 задается с определителя

11 полярности. Ключи 13 и 14 управляются противофазно, тогда при под-ключении выхода синхронного детект ра к токовому входу интегратора 3 обеспечивает я постоянное входное сопротивление синхронного детектора.

Взаимная настройка компараторов 15 и 16 позволяет уменьшить погрешности синхронного детектора 10 от влияния шумов при малых уровнях сигналов.

Определитель 11 полярности можетбыть выполнен на основе интегрального компаратора типа 521САЗА, В качестве компараторов 15 и 16 синхронного детектора необходимо использовать более быстродействующие компараторы типа 52ICA4.

Компаратор работает циклически.

Циклы задаются импульсами выборки на аналоговый запоминающий узел 4 °

В течение цикла на интеграторе 3 происходит сравнение вольт-секундных площадей сигнала от источника 1 опорного напряжения, поступающего на вход интегратора 3 через ключ 2, и сигнала обратной связи, поступающего с выхода устройства через синхронный детектор 10, Образованный таким образом сигнал некомпенсации накапливается на интеграторе 3 в течение ряда последовательных циклов, количество которых зависит от параметров настройки устройства, 1386973

И, у.

Т(X+1)=(Х+1) Т,, (4) N =X+ Y/d, (2) где Ео

R1эС запоминается аналоговым запоминающим узлом 4 по сигналам выборки ТЗ и служит управляющим сигналом для управляемого генератора 5.

Интервал времени Т1, управляющий ключами 2, формируется преобразователем 6 кода в интервал времени один раз за такт работы устройства Т2, составляющий т периодов переменного напряжения Т (в предлагаемом и известном калибраторах m=1), и задается входным управляющим кодом Х, при этом максимальное значение T1 „ не должно превышать mT !5

Импульс выборки ТЗ формируется один раз в d тактов по сигналу выбор- 20 ки счетчика 7 импульсов, для которого входным счетным сигналом являются тактовые импульсы с выхода преобразователя 6 кода в интервал времени, а также могут использоваться сами импульсы И1, Входной управляющий код N можно представить в виде целой части Х, соответствующей старшим разрядам кода, и дробной части У, представленной 30 младшими разрядами кода где У/a — весовое значение младших разрядов кода.

Можно записать тождество (Х+1)Y + X(d-Y)

d > 40 которое указывает на способ реализации приведенного смешанного представления чисел в данном устройстве. Требуемое значение управляющего воздейс- 45 твия, соответствующее коду N> может быть получено при усреднении за Й тактов последовательности, состоящей из управляющих сигналов, определяемых кодами Х и (Х+1 ), в течение (и-У) и

Y тактов соответственно.

В данном устройстве целая часть входного кода N поступает на вход сумматора 9, реализующего .операцию приращения кода (Х+1) в зависимости от значения кода на втором его входе

".0" или "1", который задается сигналом с выхода узла 8 сравнения кодов.

На входы узла 8 сравнения кодов поступают код дробной части Y è текущий код с выхода счетчика 7 импульсов

Сигнал логической единицы формируется при условии

Допустим, У40 тогда в исходном состоянии при N =0 на выходе узла

8 сравнения формируется сигнал

"Лог.1", и на вход преобразователя кода в интервал времени поступает код (Х+1), который преобразуется в интервал времени где T — период тактовой частоты.

При достижении кода N« = Y на выходе сумматора 9 устанавливается сигнал "Лог,0 и в течение последующих (d-Y) тактов формируется интервал времени Т „= ХТ, .

При усреднении за и тактов получаем среднее значение интервала времени

Т(Х+1)Y + (TX(d-Y)

Т1 ср d (X+1) Y + X(d-Y) о d — о 1

Воспользовавшись введенным определением Т1, и соответствующим значением цикла работы устройства T =

dT =dmT, можно формально описать итерационный процесс установления выходного напряжения калибратора.

По истечении и циклов после изменения управляющего кода N и соответственно Т1, среднее значение выходного переменного напряжения калибратора равно

h — — — Р- K K,> Q +U Q (6)

ЕоТ1с -1 и сР K C 4 Сро э

I )1 напряжение опорного источника; коэффициенты передачи аналогового запоминающего узла 4 и управляемого генератора 5; — параметры времязадающих элементов интегратора

3 по входу источника опорного напряжения;

1386973

Нс — исходное значение выходного напряжения калибратора.

5 как сумму

Рассматривая

) =1 членов геометрической прогрессии с п членами и знаменателем

Q=1

PÊ К Т (7) 10

R С где P — коэффициент преобразования синхронного детектора 10;

К вЂ” сопротивление весового резистора 12 интегратора

3 по входу синхронного детектора 10, можно упростить выражение (6) Е„Т1 р Rg и

U (1-Q )

+ сРп y R и ср.о (8) 25

Для обеспечения сходимости итерационного процесса устанавливается (Ql (1, тогда установившееся значение выходного напряжения калибратора после и- с» циклов равно

Т1, Е ср о РТ4 1Т. К, Rg

К!

Ucp (9) Е, R

U Е с1 о PdmN (10) с5 — кратность формирования выходного сигнала управляемого генератора 5 по частоте (Nс=Т /Т ). где N, Для поддержания постоянного значе- 35 ния U в диапазоне частот необходимо поддерживать постоянное значение отношения Т1,Р /Tö или Т /Тц, что вызывает необходимость слежения за частотой переменного напряжения Я,=1/Тс. 40

В случае построения управляемого генератора -5 на основе цифрового генератора, осуществляющего кратное преобразование опорной частоты, проблема решается просто, так как для управ- 45 ляемого генератора 5 и преобразователя 6 кода в интервал времени может быть использован общий задающий генератор.

Тогда выражение (9) приобретает вид

Благодаря предлагаемому алгоритму функционирования устройства дискретность преобразователя 6 кода в интервал времени в всего канала формирования опорного сигнала может быть уменьшена в d раз, что позволит расширить диапазон рабочих частот и уве личить линейность формирования опорного сигнала. Усреднение сигналов опорного и обратной связи позволяет уменьшить в - У раз влияние случайных погрешностей формирования указанных сигналов.

В зависимости от знака Q переходной процесс установления выходного напряжения может быть колебательным, -1(Ц вЂ”. О) или монотонным (О + Q (1) .

При больших изменениях выходного сигнала напряжение на интеграторе 3, а следовательно, и на выходе аналого вого запоминающего узла 4 может изменять знак. В этом случае для достижения абсолютной устойчивости калибратора необходимо обеспечить нечетность совместной характеристики преобразования блоков, стоящих между выходом и входом интегратора 3, в данном случае аналогового запоминающего узла 4, управляемого генератора

5 и синхронного детектора 10. По крайней мере последние два блока могут иметь характеристики, нечувствительные к полярности и фазе входного напряжения, т.е. имеют свойство реа-: гировать только на модуль входного напряжения. Необходимое преобразование совместной характеристики блоков реализует определитель 1 1 полярности совместно с логической схемой синхронного детектора 10, состоящей из элемента 2И-ИЛИ 20 и инвертора 21.

Полярность выходного сигнала синхронного детектора i0 соответствует полярности напряжения на выходе аналогового запоминающего узла 4, Формулаизобретения

Калибратор переменного напряжения, содержащий последовательно включенные источник опорного напряжения, ключ, интегратор, аналоговый запоминающий узел и управляемый генератор, выход которого соединен с выходным выводом, а также преобразователь кода во временной интервал, выход которого подключен к вхо .у

1386973

Составитель С.Чернышева

Редактор А,Козориз Техред М.Ходанич

Корректор Н.Король

Заказ 1495/46 Тиржа 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 управления ключа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и дискретности установки выходного уровня, в него введены сумматор, счетчик импульсов, узел сравнения кодов, синхронный детектор и определитель полярности, причем преобразователь кода во временной интервал включен между выходом сумматора и входом счетчика импульсов, выход импульсов выборки которого соединен с управляющим входом анапогового запоминающего узла, а счетный выход — с первым входом узла 8 сравнения кодов, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выводом для подключения источника управляющего сигнала, второй вход узла сравнения соединен с выводом для подключения дополнительного источника управления, вход определителя полярности подключен к выходу аналогового запоминающего узла, а выход — к управляющему входу синхронного детектора, включенного между выходным выводом и управляющим входом интегратора, при этом синх5 ронный детектор выполнен на резисторе, включенном между входом синхронного детектора и точкой соединения первых выводов двух ключевых элементов, второй вывод первого из которых соединен с общей шиной, а второй вывод второго — с выходом синхронного детектора, управляющий вход второго ключевого элемента под15 ключен к выходу элемента 2И-ИЛИ непосредственно, а управляющий вход первого ключевого элемента — через инвертор, входы элемента 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом триг20 гера и управляющим входом синхронного детектора, входы триггера через соответствующие цепочки из последовательно соединенных одновибратора и компаратора подключены к входу

25 синхронного детектора.