Меню

Генератор ступенчатого напряжения это

Генератор ступенчатого напряжения с управляемым коэффициентом преобразования Текст научной статьи по специальности « Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — В. К. Жуков, И. И. Толмачев, Ю. А. Килин

Текст научной работы на тему «Генератор ступенчатого напряжения с управляемым коэффициентом преобразования»

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

ГЕНЕРАТОР СТУПЕНЧАТОГО НАПРЯЖЕНИЯ С УПРАВЛЯЕМЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

В. К. ЖУКОВ, И. И. ТОЛМАЧЕВ, Ю. А. КИЛИН

(Представлена научным семинаром кафедры информационно-измерительной техники)

|В работе описан генератор равномерно-ступенчатого напряжения ГСН, примененный в импульсном вольтметре развертывающего уравновешивания.

Построение ГОН на малое число ступенек возможно осуществить с помощью реле или электронных пороговых устройств. При работе в амплитудном вольтметре число ступенек ГСН определяет число уровней квантования измеряемого входного напряжения, т. е. определяет погрешность от дискретности. Для трехразрядного вольтметра было выбрано число импульсов N=’1000, что соответствует погрешности от дискретности уд=0,1%. Для построения ГОН на такое число импульсов наиболее приемлемым является описанный в [1] ГОН на основе емкостного делителя (рис. 1).

Рис. 1. Генератор ступенчатого напряжения на основе емкостного делителя.

Рис. 2. Генератор ступенчатого напряжения на основе емкостного делителя с катодным повторителем.

На вход ГОН поступают прямоугольные импульсы постоянной амплитуды и0. Диод Д! открыт для положительных входных импульсов, и конденсаторы С1 и С2 образуют емкостной делитель напряжения. При прохождении первого импульса напряжения на выходе ГСН

В промежутке между первым и вторым импульсами диод Д2 открывается и конденсатор С2 разряжается. Диод Д1 в это время закрыт и напряжение ДОх на емкости С1 изменяется незначительно, если сопротивление нагрузки велико. Второй входной импульс увеличивает напряжение на конденсаторе С2 еще на одну ступеньку

Читайте также:  Реле напряжения 40а digitop vp 3f40a

После прихода М-ого импульса напряжение на выходе увеличится

Отсюда видно, что с увеличением N величина ступеньки уменьшается. Возникающая по этой причине погрешность ГСН будет мала, если

]*.Ди, — 53 Г 86 278 357 453 549 64) 7 32 824 918

Л/г _ 92 !вн 275 366 459 550 642 134 826 918

Рис. 5. Испытания ГСН на нелинейность.

лись со значениями точек, лежащих на аппроксимирующей прямой, проведенной по двум крайним точкам (иэ=0 и иэ=10 в). Из таблицы

видно, что максимальная относительная погрешность 7отн тах= Ы %, а максимальная приведенная погрешность

978 — 97^ ‘\’прив шах = 918 -100% = 0,3% .

Возникновение температурной погрешности ГОН обусловлено, в основном, тремя факторами:

1. При влиянии температуры изменяются величины емкостей Сь:

С2′, С2″, изменяется соотношение 2 2

няется величина ступеньки Д11 генератора. Для устранения этого явления ТК’Е конденсаторов выбраны таким образом, что при изменении

температуры отношение —-2 г , 2 п изменяется слабо. Для это-

го были выбраны

С, =0,1 мкф, ТК’Е=—0,0075 %/град, С2=91 пф, ТК’Е = —0,0050 %/град, С2″=8,2 пф, Т(КЕ=—0,07 %/град.

2. При увеличении температуры возрастает тепловой ток транзистора Т4 и увеличивается потенциал точки А (рис. 3), что эквивалентно увеличению эталонного напряжения иэ. Для получения хорошей температурной стабильности генератора тока в эмиттер транзистора Т4 включается термосопротивление с положительным ТКС, намотанное из медного провода, которое компенсирует увеличение теплового тока транзистора при увеличении температуры.

3. При увеличении температуры увеличиваются токи утечки диодов Д1 и Д2, что может вызвать разряд емкости С1 в паузе между импульсами. Для устранения этого были выбраны кремниевые диоды ДЮ5 с малыми токами утечки.

Результаты испытания ГОН на температурную нестабильность показаны на рис. 6. Кривая носит ярко нелинейный характер, так как в процессе принимают участие несколько температурозависимых элементов. Из графика рис. 6 видно, что в диапазоне температур (20—50) ° С ГСН обладает температурной погрешностью, не превышающей ±0,2%.

Читайте также:  Как снять напряжение сварочного шва

Для определения характеристики управления коэффициентом преобразования было задано иэ=|10 в = сопз1. Тогда выражение (9) можно представить

где К — постоянный коэффициент.

20 15 30 55 40 50

9П 918 920 919 91$ 9П

•д« 0 0,11 0,21 о,п -0,11

Рис. 6. Испытания ГСН на температурную нестабильность.

н — /4 о 7 1510 >>85

к — 1ПЭ0 и В 00 И8Ч0

Рис. 7. Характеристика управления коэффициентом преобразования.

Зависимость Ы = Г(и0) при иэ=сопз1 изображена на рис. 7. Принимая среднюю точку (при ио=9 в) за эталонный, рассчитываем для нее коэффициент.

К = Ы-и0= 1310-9,0= 11 800.

Сравнивая эту величину с коэффициентами на краях диапазона (при ио = 8 в и 10 в), находим, что максимальная нелинейность коэффициента составляет Уктах— 0,4%.

1. П. П. Орнатский. Автоматические измерительные приборы. Киев, «Техника», 1965.

Источник



Генератор ступенчатого напряжения

Принципиальная схема генератора ступенчатого напряжения показана на Рис . Принцип работы генератора заключается в следующем. После включения напряжения питания конденсатор С4 начинает заряжаться через резисторы R3 и R4. При этом транзисторы VT1 и VT2 закрыты и на коллекторе транзистора VT2 напряжения практически нет.

Транзистор VT1 открывается, когда напряжение на конденсаторе С4 ( т. е. на коллекторе транзистора VT1 ) достигает примерно 20 В. В этот момент конденсатор С4 разрядится через промежуток эмиттер – коллектор транзистора VT1, через транзистор пройдёт ток и потенциал коллектора транзистора VT2 увеличится на какое-то значение. Напряжение на конденсаторе С2 возрастёт почти мгновенно, после чего транзистор VT1 вновь окажется закрытым, а конденсатор С4 начнёт заряжаться через резисторы R3 и R4. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока транзистор VT1 не откроется. При этом конденсатор С4 снова разрядится через транзистор VT1, а напряжение на коллекторе VT2 и конденсаторе С2 вновь возрастёт. Транзистор VT2 находится в закрытом состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе, ступенчато возрастая, не достигнет значения, при котором откроется транзистор VT2. При этом конденсатор С2 разрядится через транзистор VT2 и устройство вернётся в исходное состояние. Таким образом, на конденсаторе С2 периодически появляется напряжение ступенчатой формы. Частота повторения этого напряжения зависит от номиналов конденсатора С4 (С5) и резисторов R3 и R4, а число ступеней – от соотношения между ёмкостями конденсаторов С2 и С4 (С3 и С5).

Читайте также:  Напряжение первичной обмотки катушки зажигания

Генератор вырабатывает напряжение ступенчатой формы с частотой повторения около 15 кГц, а при замкнутых контактах переключателя SA1 с частотой 50 Гц. Эти частоты можно в некоторых пределах изменять с помощью резистора R4. Амплитуду выходного напряжения можно регулировать резистором R6. Резистор R5 необходим для получения выходного напряжения, не превышающего 2,5 … 3 В, и совместно с резистором R6 является сопротивлением нагрузки генератора. С уменьшением этого сопротивления ухудшается линейность ступенчатого напряжения. Для питания генератора необходимо напряжение – 300 В. В генераторе можно применять только диффузионные транзисторы П401- П403, П415, П416 и т. д. Специально отбирать транзисторы не надо.
Применяется генератор для различного назначения, например вместе с осциллографом для получения вертикальных полос. От осциллографа можно и запитать схему.

Массовая радиобиблиотека, А. М. Пилтакян РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ПРИБОРЫ и ИЗМЕРЕНИЯ, издательство «Радио и связь», 1989 г, стр 90.

Источник