Ограничитель напряжения

Ограничитель напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1с!: . - 1:, 1(; «ай -) -, О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

11 11 64031 7,am ьомтеиии

Соииалиетичесиих

Республии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (f i l ) Д01((). t » 11 rc. (t. Ii(1(: 1,;1т T. (r(t(1- B( (22) Заянлс»0 26.08.74 (21) 2056424/18-24 с присоединейием заявки J¹ (51) М «л.— б 06G 7/25 по делам изооретеиий (43) О»убл»к()1)а(го 30.12.78. 1>10л intro»ь ¹ 48 (53) УД«681.335 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (72) Авторы

H3o() porc!tits!

M. П. Бежко, В. Е. Лапин и В. А. (Чедников (71) Заявитель (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

1оеуда рез ф«ил ми !((Ir(I III gy (23) lip!I<)I)tt tcт—

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при проектировании электронных устройств систем автоматического регулирования, в частности, в система: стабилизации, моделиру10щих устройствах, вычислительных машинах и других электронных устройствах.

Известны IIapaëëoëüíûå ограничители, содержащие диод и источник опорного напряжения .(1). Для повышения точности ограничения в них в качестве источника опорного напряжения используется операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью и имеющий малое выходное сопротивление.

Основным параметром параллельного диодного ограничителя является точность oiраничения, т. с. соответствие уровня ограничения напряжения на нагрузке управляющему (опорному) напряжению, вырабатываемому источником управляющего напряжения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ограничитель напряжения, содержащий нелинейный элемент, связанный через ограничивающий рез»стор с входом ограничителя и подключенный к выходу охваченного отрицательной

o () l) a т11 0 и с в я 3 »10 (c t t l l i T c .1 ë, и х Од ко го р 0 го через масштабный резистор подключен к источнику управляющего напряжения (2).

В качестве нелинейного элемента в ограничителе гаще всего используется диод. Ос»овная ошибка ограничителя в этой схеме определяется вольтамперной характеристикой пслинсйного элемента (диода), так как по принципу действия »слипейного элемента прохождение тока через него возможно

10 только при наличи» разности потенциалов па его полюсах, эта разность потенциалов и составляст ошибку ограничения. Следовательно, извсстныс»араллельныс ограни 1итсли нс могут обеспечить точное ограничс15 ние выходного сигнала на уровне, задаваемом управляющим сигналом.

Целью изобретения является повышенис точности работы ограничителя.

Для достижения указанной цели вход

20 операционного усилителя соединен с выходом ограничителя через дополнительный масштабный резистор.

На фпг. 1 представлена принципиальная схема ограничителя.

25 Ограничитель содержит операционный усилитель 1, нелинейный элемент 2, масштабныс резисторы 3 и 4, источник управляющего сигнала 5.

В огра»»читслс напряжения масшта )It!I!i

3() p(»tt(1 OI) I я»л)1ст()! ). 1 ем(. 11то (1 свя:(It 111>1хода ограничителя с инвертирующим входом операционного" усилителя 1. При этом операционный усилитель не охвачен отрицательной обратной связью с его выхода на вход. За счет подключения выхода ограничителя к инвертирующему входу операционного усилителя через масштабный резистор 4 напряжение на выходе ограничителя

11;1 участке ограничспия равно 4 выл — Uorp — 7упр +

Рз з + 4 4 R4

+ 7ив — упр + 7огр 1 os з где Ко — коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи; R, и

R4 сопротпвлсиис cooTBc 1 ству1ощих AI Bc штабных резисторов. Таким образом, ошибка ограничения выходного напряжения ограничителя

R + R4 огр — нв о з

Ввиду того, что у операционных усилителей коэффициент усиления превышает 10, ошибка от падения напряжения на нелинейном элементе (диоде) составляет доли милливольт и сю можно пренебречь.

На фиг. 2 приведены зависимости, иллюстрирующие работу ограничителя. Вследствие того, что отрицательная обратная связь усилителя в этой схеме отсутствует, напряжение на выходе усилителя U1 равно максимальному значению до тех пор, пока напряжение на выходе ограничителя пе станет равным величине

7 4

Us44z — упр

Рз

При этом нелинейный элемент (диод) находится в закрытом состоянии. При дальнейшем даже незначительном приращении напряжения на входе ограничителя напряжение на выходе усилителя становится меньше напряжения на выходе ограничителя, при этом нелинейный элемент (диод) открывается, обеспечивая постоянное выходное напряжение ограничителя на участке ограничения выходного сигнала.

Следовательно, усилитель в предложенной схеме выполняет роль элемента сравне5 ния, открывающего нелинейный элемент при достижении выходным напряжением ограничителя заданной управляющим сигналом всличины. Изменение управляющего сигнала приводит к изменению уровня ограниче10 пия выходного сигнала с большой точностью, так как на участке ограничения 1о з

Pабота схемы параллельного управляемо-. го ограничителя проверена на макетс и в опытных образцах аппаратуры в различных климатических условиях. В процессе этих испытаний была установлена практическая

20 независимость уровня ограничения выходного сигнала при изменении в широком диапазоне температуры окружающей среды. Не было замечено также изменения уровня ограничения при замене нелинейных элемен25 тов.

Формула изобретения

Ограничитель напряжения, содержащий нелинейный элемент, связанный через огра30 пи швающий резистор с входом ограничителя и подключенный к выходу операционного усилителя, вход которо""о через масштабный резистор подключен к источнику управляющего напряжения, отличающийся тем, 35 что, с целью повышения точности работы, вход операционного усилителя соединен с выходом ограничителя через дополнительный масштабпый резистор.

Источники информации, 40 принятыс во внимание при экспертизе

1. Воронов Э. Н., Овечкин Ю. A. Основы проектирования усилительных и импульсных схем па транзисторах. М., «Машиностросппс», 1973, с. 179 — 182.

45 2. вторн Г., Корн Т. Электронныс аналоговые и аналого-цифровые вы числ птель ыс мап1и ы, М., «Мпр», 1967, с. 277.

q7$г 7

Фиг. 2

Редактор В. Левятов

Заказ 2219/11 Изд. № 781 Тираж 799 Подписное

1-1ПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель М. Бежко

Техред С. Антипенко

Корректоры: О. Тюрина и Е. Хмелева