Claims (2)
Изобретение относитс к электротехнике , в частности к источникам посто нного напр жени с регулируемым выходным напр жением. Известны управл емые источники по сто нного напр жени , содержащие источник опорного напр жени и управл емый резистивный делитель напр жени 1 .. Недостатком таких источников вл етс их сложность, что обусловлено необходимостью применени громоздкого и сложного управл емого резистивного делител напр жени . Наиболее близким к предлагаемому вл етс управл емый источник посто нного напр жени , содержащий последоват льно соединенные источник опор ного напр жени , переключатель и сгл живающий фильтр, а также блок управлени , выход которого св зан с управ л ющим входом переключател 2 J. Недостатком этого устройства вл етс низка точность формировани выходного напр жени , что обусловлено вли нием выходного сопротивлени источника опорного напр жени и сопротивлени переключател . Целью изобретени вл етс повышение точности формировани выходного напр жени управл емого источника посто нного напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что управл емый источник посто нного напр жени , содержащий входные клеммы дл подключени источника опорного напр жени , переключатель, входы которого соединены с входными клеммами , а выход - с входом сглаживающего фильтра, выход которого вл етс выходом управл емого источника посто нного , напр жени , а также блок управлени , выход которого соединен с управл ющим входом переключател , снабжен дополнительным переключателем , повторителем напр жени , усилитр .лем с звеном отрицательной обратной св зи и peзиcтopoм причем входы дог .олнительного переключател соединены с соответствующими входами основного переключател , управл ющий вход . дополнительного переключател соединен с управл ющим входом основного переключател , выход дополнительного переключател соединен с входом усилител , выход которого через резистор соединен со входом сглаживающего фильтра, выход которого через повторитель напр жени соединен со звеном отрицательной обратной св зи уси лител . На чертеже показана функциональна схема управл емого источника посто н ного напр жени . Управл емый источник посто нного напр жени содержит клеммы 1 и 2 дл подключени источника опорного напр жени Uon переключатели 3 и t, сглаживающий фильтр 5, повторитель напр жени 6, усилитель 7 блок управлени 8, резисторы 9-11, клеммы 12 и 13, служащие выходом устройства Клемма 1 соединена с первыми входами переключателей 3 и , клемма 2 со вторыми входами переключателей 3 и k. Выход переключател 3 соединен со входом фильтра 5 выход которого соединен с выходными клеммами 12 и 13. Выход блока управлени 8 соединен с управл ющими входами переключа телей 3 и 4. Выход переключател 4 соединен с неинвертирующим входом усилител 7j выход которого через резистор 9 соединен с точкой соединени выхода переключател 3 со входом фильтра 5, а через резистор 10 с инвертирующим входом усилител 7. Вход повторител напр жени 6 соединен с конденсатором фильтра 5 (с выходной клеммой 12), а выход повторител 6 соединен с одним из выводов резистора 11, второй вывод которого св зан с точкой соединени резистора 10 с инвертирующим входом усилител 7- Делитель напр жени , образованный резисторами 11 и 10, выполн ет функции звена отрицательной обратной св зи и усилител 7. Переключатели 3 и k могут быть выполнены на МОП-транзисторах , фильтр 5 может быть выполнен в виде пассивного или активного RC-фильтра. Повторитель напр жени 6 может быть выполнен на основе усилител с каналом модул тор демодул тор (МДМ) по стандартной схеме, в качестве усилител 7 может быть использован быстродействующий 9 4 усилитель с параллельным и МДМ-каналами , выполненный по стандартной схеме, резисторы 9-11 могут быть использованы типа МРХ. Блок управлени 8 представл ет собой генератор импульсов посто нной частоты и регулируемой длительности и может быть выполнен по известной схеме. Устройство работает следующим образом . К клеммам 1 и 2 подключаетс источник опорного напр жени посто нного тока. Блок управлени 8 вырабатывает импульсы напр жени посто нной частоты, длительность которых определ етс органами управлени блока 8.. Эти импульсы поступают на управл ющие входы переключателей 3 и 4. Во ерем действи импульса переключатели 3 и и синхронно переключаютс в положение а а во врем паузы между импульсами - в положение сГ . Напр жение опорного источника с клемм 1 и 2 через переключатель 3 поступает на вход сглаживающего фильтра 5, на выходе которого формируетс напр жение посто нного тока, уровень которого определ етс выражением II IT оп напр жение на выходе (клеммы 12 и 13); значение напр жени опорного источника на клеммах 1 и 2; длительность импульсов напр жени , вырабатываемого блоком управлени 8; 1/Т - частота импульсов блока управлени 8. Одновременно напр жение с клемм 1 и 2 через переключатель k поступает на неинвертирующий вход усилител 7 и после усилени в К раз с выхода этого усилител через резистор 9 поступает на выход переключател 3, компенсиру тем самым падение напр жени на переключателе 3, вызванное протеканием тока I через переключатель 3- После окончани импульса, формируемого блоком управлени 8, переключатели 3 и t переключаютс в положение d , и сигналы на их входах станов тс равными нулю, после чего цикл работы ключей повтор етс . 5 Ток с Ij , создаваемый источнико опорного напр жени , равен т. -RO, --напр жение в точке -5 (на входе фильтра 5); и,,./- напр жение на выходе фил ра 5; R-j, - значение сопротивлени в цепи фильтра SТак как ко входам усилител 7 п ложены напр жени Ц) Uftbix (через повторитель напр жени 6 и резистор 11), то ток 1, создаваемый ус лителем 7, равен K(Uon -- W R7 значение коэффициента уси лени усилител 7, опреде емое величинами резисторо сопротивлений 10 и 11; значение сопротивлени пе дачи усилител 7, при кот ром выполн етс условие I. Ь on БЫХ в- вь ,х UB on.. так как при 1. I on вых on - и откуда Следовательно, выбрав значение коэффициента передачи усилител 7 по формуле (1), можно обеспечить вы полнение услови 1 Ij, при котор ток через переключатель 3 не проте кает. При этом на переключателе 3 о сутствует падение напр жени , несмотр на наличие сопротивлени это го переключател в открытом состо Собственное остаточное напр жение МОП-ключей весьма мало и составл е единицы микровольт. З В неустановившихс режимах (при изменени х сигналов управлени , %ырабатываемых блоком 8), когда выходное напр жение фильтра 5 имеет как посто нную, так и переменную составл ющие i ток 1л также имеет переменную и посто нную составл ющие. Однако наличие св зи выхода фильтра 5 через повторитель напр жени 6 со звеном отрицательной обратной св зи усилител 7 позвол ет обеспечить точно такое же изменение тока 1, т. е. как в статическом, так и в динамическом состо нии выполн етс равенство 1 1«. Изменение выходного напр жени исг точника производитс блоком управлени 8 путем изменени длительности импульсов , поступающих на управл ющие входы переключателей 3 и А. Преимущества предложенного устройства по сравнению с известным состо т в следующем. Величина выходного сопротивлени источника опорного напр жени обычно лежит в пределах 0,1-1,0 кОм.. Ключи на МОП-транзисторах обычно имеют сопротивление в открытом состо нии пор дка 50 Ом с разбросом 20. В этих услови х применение в схеме известного устройства сглаживающего фильтра с величиной сопротивлени 10 Ом приводит к погрешности формировани выходного напр жени пор дка 1% за счет неидентичности сопротивлений в цеп х зар да и разр да фильтра. Попытки уменьшить вли ние внутреннего сопротивлени опорного источника и сопротивлени ключей путем введени повторител напр жени на выходе опорного источника или на входе сглаживающего фильтра привод т к погрешности формировани выходного напр жени как за счет статических погрешностей повторител напр жени , так и за счет динамических погрешностей. I В предложенной схеме в тех же самых услови х, примен резисторы типа МРХ, можно обеспечить равенство тока 1/( току погрешностью 0,02, что обеспечивает погрешность формировани выходного напр жени пор дка 10. Формула изобретени Управл емый источник посто нного напр жени , содержащий входные клеммы дл подключени источника опорно го напр жени , переключатель, входы которого соединены с входными клеммами , а выход - с входом сглаживающего фильтра, выход которого вл етс выходом управл емого источника посто нного напр жени , а также блок управлени , выход которого соединен с управл ющим входом переключател , отличающийс тем, что, с целью повышени точности формировани выходного напр жени , он снабжен дополнительным переключателем, повторителем напр жени , усилителем с звеном отрицательной обратной св зи и резистором, причем входы дополнительного переключател соединены с соответствующими входами основного пере ключател , управл ющий вход дополни/fThe invention relates to electrical engineering, in particular to constant voltage sources with adjustable output voltage. Controlled voltage sources are known that contain a source of voltage and a controlled resistive voltage divider 1. The disadvantage of such sources is their complexity, which is due to the need to use a bulky and complex controlled resistive voltage divider. Closest to the present invention is a controllable source of DC voltage, comprising a series connected reference voltage source, a switch and a filter, and a control unit whose output is connected to the control input of switch 2 J. The disadvantage of this The device is characterized by low accuracy in the formation of the output voltage, which is caused by the influence of the output resistance of the source of the reference voltage and the resistance of the switch. The aim of the invention is to improve the accuracy of the formation of the output voltage of a controlled constant voltage source. The goal is achieved by the fact that a controlled DC source, containing input terminals for connecting a reference voltage source, a switch whose inputs are connected to the input terminals, and an output to a smoothing filter input, the output of which is a controlled constant source output voltage, as well as the control unit, the output of which is connected to the control input of the switch, is equipped with an additional switch, voltage follower, amplifier with a negative feedback link connection and a resistor, and the inputs of the additional switch are connected to the corresponding inputs of the main switch, the control input. The additional switch is connected to the control input of the main switch, the output of the additional switch is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected via a resistor to the input of the smoothing filter, the output of which is connected to the negative feedback link of the amplifier via a voltage follower. The drawing shows a functional diagram of a controlled constant voltage source. The controlled DC voltage source contains terminals 1 and 2 for connecting the voltage source Uon switches 3 and t, a smoothing filter 5, voltage follower 6, amplifier 7 control unit 8, resistors 9-11, terminals 12 and 13, serving the device output terminal 1 is connected to the first inputs of switches 3 and, terminal 2 with the second inputs of switches 3 and k. The output of the switch 3 is connected to the input of the filter 5 whose output is connected to the output terminals 12 and 13. The output of the control unit 8 is connected to the control inputs of the switches 3 and 4. The output of the switch 4 is connected to the non-inverting input of the amplifier 7j whose output is connected to the point via a resistor 9 connecting the output of the switch 3 to the input of the filter 5, and through a resistor 10 to the inverting input of the amplifier 7. The voltage follower input 6 is connected to the filter capacitor 5 (with output terminal 12), and the output of the repeater 6 is connected to one of the terminals A resistor 11, the second output of which is connected to the connection point of a resistor 10 with an inverting input of amplifier 7. A voltage divider formed by resistors 11 and 10 functions as a negative feedback link and amplifier 7. Switches 3 and k can be performed on MOS -transistors, the filter 5 can be made in the form of a passive or active RC-filter. A voltage follower 6 can be made on the basis of an amplifier with a channel modulator demodulator (MDM) according to the standard circuit; a high-speed 9 4 amplifier with parallel and MDM channels made according to the standard circuit, resistors 9-11 can be used as the amplifier 7 can be used like MRX. The control unit 8 is a generator of pulses of constant frequency and adjustable duration and can be performed according to a known scheme. The device works as follows. A direct current source is connected to terminals 1 and 2. The control unit 8 generates voltage pulses of a constant frequency, the duration of which is determined by the control elements of block 8. These pulses go to the control inputs of switches 3 and 4. During the pulse, the switches 3 and synchronously switch to a position a during pause between pulses - in the position of SG. The voltage of the reference source from terminals 1 and 2 through the switch 3 is fed to the input of the smoothing filter 5, the output of which forms a DC voltage, the level of which is determined by the expression II IT op voltage at the output (terminals 12 and 13); the voltage value of the reference source at terminals 1 and 2; the duration of the voltage pulses produced by the control unit 8; 1 / T is the pulse frequency of the control unit 8. At the same time, the voltage from terminals 1 and 2 through the switch k goes to the non-inverting input of amplifier 7 and after amplification K times from the output of this amplifier, through resistor 9 goes to the output of switch 3, thereby compensating the voltage on the switch 3 caused by the flow of current I through the switch 3- After the end of the pulse generated by the control unit 8, the switches 3 and t switch to the d position, and the signals at their inputs become zero, after which the operation cycle key minutes is repeated. 5 The current with Ij, generated by the source of the reference voltage, is equal to m. -RO, is the voltage at point -5 (at the input of filter 5); and ,,. / - voltage at the output of fil 5; Rj, is the resistance value in the filter circuit S So as to the inputs of the amplifier 7 are supplied the voltage C) Uftbix (via voltage follower 6 and resistor 11), then the current 1 created by the suppressor 7 is equal to K (Uon - W R7 value the amplification factor of amplifier 7, determined by the values of resistors 10 and 11; the value of the resistance of transfer of amplifier 7, under which condition I. b on on OUT, x UB on .. since at 1. I on out on - and from where Hence, choosing the value of the transfer coefficient of the amplifier 7 by the formula (1), it is possible to ensure the fulfillment of the condition 1 Ij, with opening current through switch 3 does not leak, and there is no voltage drop on switch 3, despite the presence of resistance of this switch in the open state. The residual self-voltage of the MOS keys is very small and constitutes a microvolt unit. with changes in the control signals,% generated by block 8), when the output voltage of the filter 5 has both a constant and a variable component i, the current 1 l also has a variable and a constant component. However, the connection of the output of the filter 5 through the voltage follower 6 to the negative feedback link of the amplifier 7 allows to ensure exactly the same change in the current 1, i.e., 1 1 "in the static and dynamic state. . The change in the output voltage of the desiccant is performed by the control unit 8 by varying the duration of the pulses fed to the control inputs of the switches 3 and A. The advantages of the proposed device as compared with the known one are as follows. The magnitude of the output resistance of the voltage source is usually in the range of 0.1-1.0 kΩ. The keys on the MOS transistors usually have an open state of the order of 50 Ohms with a spread of 20. Under these conditions, the circuit used is known device a smoothing filter with a resistance value of 10 ohms leads to an error in the formation of an output voltage of about 1% due to the nonidentity of the resistances in the charge circuit and the discharge of the filter. Attempts to reduce the effect of the internal resistance of the reference source and the resistance of the keys by introducing a voltage follower at the output of the reference source or at the input of a smoothing filter result in an error in the formation of the output voltage both by the static errors of the voltage repeater and by dynamic errors. I In the proposed scheme, under the same conditions, using resistors such as MPX, it is possible to ensure the equality of current 1 / (current with an error of 0.02, which ensures an error in the formation of the output voltage of about 10. Claims of invention A controlled source of constant voltage, containing input terminals for connecting a voltage source, a switch whose inputs are connected to the input terminals, and an output to an input of a smoothing filter, the output of which is the output of a controlled DC voltage source, and control box, the output of which is connected to the control input of the switch, characterized in that in order to increase the accuracy of the output voltage, it is equipped with an additional switch, voltage follower, amplifier with a negative feedback link and a resistor, and the inputs of the additional switch are connected with the corresponding inputs of the main switch, the control input additional / f
аbut
f0iff0if
%%
/ч/ h
0а0a
ifif
тельного переключател объединен с управл ющим входом основного переключател , выход дополнительного переключател соединен с входом усилител , выход которого через резистор соединен с входом сглаживающего фильтра, выход которого через повторитель напр жени соединен с звеном отрицательной обратной св зи усилител .The main switch is combined with the control input of the main switch, the output of the additional switch is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected via a resistor to the input of the smoothing filter, the output of which is connected to the negative feedback link of the amplifier via a voltage follower.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination
1,Безикович А. Я, и др. Автоматизаци проверки электроизмерительных приборов. Л., Энерги , 1976, с.179180 , рис. 4-28.1, A. Bezikovich. I, et al. Automation of testing electrical measuring instruments. L., Energie, 1976, pp.179180, fig. 4-28.
2.Розенблат М. Г. Михайлов Г. X.,Источники калиброванных напр жений посто нного тока. М., Энерги , 1976, с. 181-190, рис. 5-15.2. Rosenblat M. G. Mikhailov G. X., Sources of calibrated DC voltages. M., Energie, 1976, p. 181-190, fig. 5-15.
/г / g
-спь- sleep
///хГ/// hG
..
/J/ J