Калибратор напряжения постоянного тока

Калибратор напряжения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к прецизионным калибраторам напряжения постоянного тока с индуктивным делителем напряжения. Целью изобретения является повышение быстродействия и снижение уровня помех выходного напряжения калибратора. В калибраторе напряжения постоянного тока для достижения цели демодулятор 26 снабжен разделительным конденсатором 45, первым полупроводниковым ключом 46, первым 47 и вторым 48 резисторами и полупроводниковым коммутатором 49. Полупроводниковый коммутатор 49 может быть выполнен в виде двух параллельно соединенных диодов (стабилитронов ) или в виде формирователя и полупроводникового ключа. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я2 „„1675811 А2 (я)л G 01 R 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР яра

Ий >

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” - - - "" .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1273859 (21) 4475975/21 (22) 22.08.88 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) Производственное объединение "Краснодарский ЗИП" (72) А.А.Пескин и В,П.Данильченко (53) 621.317.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1273859, кл. 6 01 R 35/00, 1986. (54) КАЛИБРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к прецизионным калибраторам напряжения постоянного тока с индуктивным делителем напряжения, Целью изобретения является повышение быстродействия и снижение уровня помех выходного напряжения калибратора, В калибраторе напряжения постоянного тока для достижения цели демодулятор 26 снабжен разделительным конденсатором 45, первым полупроводниковым ключом 46, первым

47 и вторым 48 резисторами и полупроводниковым коммутатором 49. Полупроводниковый коммутатор 49 может быть выполнен в виде двух параллельно соединенных диодов (стабилитронов) или в виде формирователя и полупроводникового ключа. 4 ил.

1675811

Иэо(зретение отнс.:, .тс". к (бласти зле;<троизмерительной Техники, в,астнос-и < прецизионным калибраторам напряжения постоянного тока с индуктивным делитег)ем

НВПРЯ»<ения, И ЯВГЯ8 ГСЯ Усове!З)118НСТВОВВнием известного калибра ора напряжения по авт, св. Ф 1273859, Целью иэобрете.:-,)л является г)(звы)ззе— ние быстродействия и снижение уровня помех ВыходногО напря»<ен) я KBAIr!Qp3Top3, На фиг, 1 предстBB)28Hà функциональная схема калибратора напояжечия, на фи-, 2 — зпюры напря»<ений, гьзсняющие работу калиЬРатОРВ, Н3 (виг. 3 и в ) !зиан гь. Вьl полнения коммут()тооа демодулятop3 усилителя напряжения, Калибратор напрязкения постояннога тока содер>кит исто 1ник 11 опорного напря>к -ни (ИОН) ищзуктивный Делитель 2 н;-пряжения (ИДН), первый 3 и второй 4 выходы ИДН, импуль1зныР преобразователь

5 напря>::ения (ИП 1-!),1оне затор 6 импульсов управления (ГИ), фиксатор 7 уровня, к которому относятся:запоминаloU2èé конденсатор 8, i

21 коммутатора !4, усигитель 22, первый

ВМОД 23 усилителя:)2, п(1)1звыЙ !)33Д8лительный конденсатО() 24, gñl IAè)8AB 25 гlе(земененного тока, демздулятзр 26;. Входом 27, усилитель 28 постоян ног() тока, второй вход

29 усиг)ителя 22, B I.op()11 03: целительный конденсатор 30, ВТоро4А ВКОВ 31 усилит(зля

28, Выхоц 32 усилителя 23., первый 33 и второй 34 выходы калибратора, общую шину 35

K3либзр3Toр3, первый 36, ВторОЙ 3 f и т!зBTий

38 выходы ГИ 6, фор«иирователь 39 импульсов, первый вход 40 переменного нап зяжения, второй вход 41 постоянного напряжения, выход 42 формирователя 39 импульсов, вхоц 43, Выхс Д 44 демодулятора

26, третий конденсатор 45, полупрзводниковь)й i;riloH 46 Демодулято!за 26. пе звь)Й 41 (В1) и вз арой 48 (К2)) реэы (,Topû Демодулятора 26, полупроводниковый коммутатор 49, вход 50 управления полупроводн()к(звы(1 ключом демодулятора ИОН 1, ИДН 2 и ИПН

5 06p33ipoT последовательнукз цепь, )2:,зиче,. выходы 3, 13 и 21 соединены с Вхоз(31 ;.:: 1Н11

17 и 23, Выходы 4, 32 и входы 1 «1, 2,< 1

Выхоцом,>3 калиб()3 Гора, Выход 34 у oTopc)1 присоединен к Общей шине 35 сс выест.-го " входом 18. Выход 36 соепинен с вхсдами 20 и 2 i вы;<Оц 37 — C: i хщрв«) 9 Вы»(; Aä 38 10

Г; ,3; входом 40, вход 12 — с выходом 42. Между входами 10 и 11 вкл)очены конденсатор 8 и ключ 9, точкой соединения которых является Выход 13, между входами 17 и 18 включены ключи 15 и 16, точкой соединения которых является выход 21, между входом

23 и выходом 32 включены последовательно конденсатор 24, усилитель 25, демодулятор

26, усилитель 28, конденсатор 30 включен между соединенными вместе выходом 44 и входом 31 и входом 29, усилитель 28 включен между выходом 44 и шиной 35, между входом 43 и шиной 35 включены конденсатор 45 и ключ 46, между точкой соединения которых и выходом 44 включены резистор

47 и последовательная цепь из резистора 48 и полупроводникового коммутатора 49, причем ьход 27 соединен с входом 50, Устройство работает следующим образом, С Выходов 3 и 4 на вход 10 ИПН 5 поступает масштабно-преобразовательное переменное напряжение (меандр) ИОН 1, размах которого посредством фиксатора 7 уровня, выполняющего функцию компаратора, сспоставляется с постоянным напряжением

1!зз на выходе калибратора. При их несоответствии с выхода 13 фиксатора 7 уровня на вход 17 коммутатора 14 поступает разностное напряжение, которое с его выхода 21, воздействуя на вход 23 усилителя 22 и проходя по его тракту через конденсатор 24, усилители 25 и 28 и демодулятор 26, в соответствии со свойствами системы с отрицательной обратной связью изменяет напряжение ) !вцх(!1зэ) таким образом, чтобы свести к нулю Uz2, установив таким образом равенство Оэз размаху напряжения между выходами 3 и 4 делителя 2.

Соединение входа 29 параллельного канала с входом 11 фиксатора 7 уровня обеспечивает устойчивость работы ИПН 5.

Ключи 9, 15 и 16 и ключ 46 демодулятора 26, 3 также ИОН 1 управляются И I6, причем ключи 15 и 16, открытому каналу которых соответствует нулевое напряжение на входах 17, 18 и 21, управляются напрях<ениями

0эб и Оэт, величины которых не зависят от выходного напряжения калибратора. Для

",)прав))ения кл).«)- o 9 которого BKrilo-:OH выход калибратора, формирователь 39 импульсов выдает напряжеii):;8 ))«г>, сОде!зжащ88 эаВисЯщук) ÎT Uвых

"ОМПОНВНТУ.

Для усиления и преобразования переменного напряжения Up) в посгоянное напряжеHir18 !..Зээ напря>кение Ug) усиливается усилителем 25, демодулируется демодулятором 26 и посла интегрирования интегратором тока, обоаэованным усилителем 28

1675811 постоянного тока и конденсатором 30, поступает на выход 33 калибратора, Работа устройства в переходном процессе поясняется эпюрами напряжения (фиг. 2): 04з— энюра напряжений на входе 43 демодуля- 5 тор 26; 02т — эпюра напряжений на входе 27 ключа 46; 046 — эпюра напряжений на ключе

46 и Озз — эпюра напряжений на выходе 33 калибратора.

При подаче на вход 10 ИПН 5 напряже- 10 ния с выхода 3 ИДН 2 переменного напряжения в форме меандра усилитель 25 оказывается в отсечке, действие отрицательной обратной связи в ИПН 5 прекращается и формирование напряжения 0зз на 15 выходе 33 калибратора производится напряжением 046 через включенные между ключом 46 и выходом 33 цепи. Полупроводниковый коммутатор 49 выполнен таким образом, что при больших сигналах он 20 переходит в открытое состояние и включает резистор 48 (R2), существенно меньший, чем резистор 47 (R1), вследствие чего происходит ускоренный процесс заряда конденса-:, тора 30 и, соответственно, формирование 25 напряжения Озз, При этом с учетом скважности 0 напряжения 046, обуславливающей прерывистый процесс заряда, время установления определяется следующим образом: 30

tyZ = QT2

0зз

046 где Т2 - R2C, С вЂ” емкость конденсатора 30. 35

Конденсатор 45 и ключ 46 совместно образуют схему фиксации уровня, в связи с чем

U46 - 204з. Соответственно

40 Ф = ат2

Напряжение на выходе калибратора нарастает линейно в соответствии с эпюрой Озз (фиг.

2) до того момента, пока напряжение U зз на 45 выходе калибратора не станет равным размаху напряжения между выходами 3 и 4

ИДН 2. При этом напряжение на входе 23 усилителя 22 обращается в нуль (точка А на эпюре Озз, фиг. 2), усилитель 25 выходит из 50 отсечки, напряжение на транзисторе ключа

46 уменьшается практически до нуля, полупроводниковый коммутатор 49 переходит в закрытое состояние, резистор 48 выключается и устанавливается постоянная времени 55 интегратора:

Т1 В1С.

При этом, поскольку после окончания переходного процесса ИПН 5 оказывается в линейном режиме, где действует отрицательная обратная связь, переходные процессы для сигнала Оз,4. не приводящего к отсечке усилителя 25, определяются следующей постоянной времени:

Тз =

Т1

К25 где К25 — коэффициент усиления усилителя

25.

Полупроводниковый коммутатор 49 демодулятора 26 усилителя 22 (фиг, 3) содержит резисторы 51 — 53, р — n — р-транзистор 54, диод 55, конденсатор 56, клемму 57 источника (Е) и полупроводниковый ключ 58.

Полупроводниковый коммутатор 49 работает следующим образом.

При малых сигналах 04з, не приводящих к отсечке усилителя 22, транзистор 54 открыт отрицательным напряжением Е, поступающим на базу транзистора через резистор 53. затвор ключа 58 заземлен, и ключ 58 полупроводникового коммутатора выключает резистор 48. При больших сигналах 04з, приводящих к отсечке усилителя 22, диодом 55 и конденсатором 56 формируется положительное напряжение, запирающее транзистор 54. При этом на затвор ключа 58 поступает напряжение с входа 27, включающее резистор 48 в момент существования напряжения на ключе 46 демодулятора, что обеспечивает ускоренный заряд конденсатора 30 и, соответственно, уменьшение времени установления напряжения 0зз согласно описанному в варианте полупроводникового коммутатора 49 (фиг. 4) он выполнен в виде сборки диодов (стабилитронов)

59 и 60, включенных параллельно-встречно и последовательно с резистором 48 (R2). Полупроводниковый коммутатор 49 управляется непосредственно напряжением 04з. При больших напряжениях 04з диоды 59 и 60 открываются и заряд конденсатора 30 происходит ускоренно через резистор 48 (R2) аналогично описанному. В режиме малых сигналов резистор 48 (R2) отключается и работа устройства определяется резистором

47 (R1).

Формула изобретения

Калибратор напряжения постоянного тока по авт. сВ. М 1273859, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения уровня помех выходного напряжения, усилитель напряжения содержит последовательно соединенные первый конденсатор, усилитель переменного тока, демодулятор, усилитель постоянного тока, первый вывод первого конденсатора соединен с входом усилителя напряжения, вы1675811 ход усилителя постоянного тока соединен с выходом усилителя напряжения, кроме того, первый выход второго конденсатора соединен с выходом демодулятора и инвертирующим входом усилителя постоянного тока, а второй вывод — с выходом усилителя напряжения, причем демодулятор содержит третий конденсатор, ключ, первый и второй резисторы, коммутатор, неинвертирующий вход усилителя постоянного тока соединен с общей шиной калибратора„ вход уп.;-:эвления демодулятора соединен с входом управления усилителя напряжения, вход демодулятора через последовательно соединенные третий конденсатор и ключ соединен с общей шиной калибратора, к об5 щим выводам третьего конденсатора и ключа подключены параллельно соединенные первый резистор и второй резистор, второй вывод первого резистора непосредственно, а второй вывод второго резистора

10 через коммутатор соединены с выходом демодулятора, вход управления ключа соединен с входом управления демодулятора.

1б75811

Составитель А.Рафиков

Редактор Н.Бобкова Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 3000 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Г

Г

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101