SU1700541A1 - Источник опорного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника опорного напр жени , например, в аналого-цифровых преобразовател х. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества выходного напр жени . /Юстигаетс  цель тем, что в известный источник содержащий делитель 1 выходного напр жени  t опорный стабилитрон 2, ограничительный резистор 3 и дифференциальный усилитель Ц посто нного тока, ввод тс  ключи 5-7, конденсаторы 10 и 11, резистор 9 и диод 8, с соответствующими св з ми. Дл  устранени  напр жени  смешени  нул  усилител  А по сигналу на входе управлени  блока 12 управлени  ключами ключи на некоторое врем  перевод т усилитель в режим, при котором на конденсаторе 10 выдел етс  и запоминаетс  напр жение смещени  нул  усилител . После этого восстанавливаетс  нормальный режим работы. Напр жение на конденсаторе 10 компенсирует напр жение смещени  нул  усилител . Периодическое чередование режимов позвол ет устранить вли ние напр жени  смещени  нул  усилител  Ц на выходное напр жение. Возникающий при этом импульсный режим работы стабилизатора устран етс  диодом 8 и конденсатором 90 которые обеспечивают напр жение на выходе на заданном уровне во врем  режима коррекции. 2 ил. « tf С

Description

3

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано а качестве источника опорного напр жени , например, а аналого-цифровых преобразовател х.

Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени .

На фиг о 1 представлена функциональна  схема источника опорного на {пр жени ; на фиг. 2 - вариант выполнени  блока управлени  ключами.

Источник содержит включенные между выходным выводом дл  подключени  нагрузки и общей шиной делитель 1 выходного напр жени  и последовательную цепочку из опорного стабилитрона 2 и ограничительного резистора 3, дифференциальный усилитель посто нного тока, три ключа по следовательную цепочку из диода 8 и резистора 9, включенную между выходным выводом дл  подключени  нагрки и выходом усилител  4, два кон- (денсатора 10 и 11 и блок 12 управле ни  ключами с сходом 13 управлени , причем вход первого ключа 5 подключен к точке соединени  стабилитрона 2 с резистором 3, выход через первый конденсатор 10 к инвертирующ

му входу усилител  5 а управл ющим входом - к инверсному выходу блока 12 управлени  ключами, пр мой выход которого соединен с управл ющими вхдами второго 6 и третьего 7 ключей, второй ключ включен между выходами первого ключа 5 и делител  1, а третий ключ - между инвертирующим входом и выходом усилител  4, а второй конденсатор включен между выходным выводом дл  подключени  нагрузки и общей шиной о

Источник работает следующим образом ,

В исходном состо ниии при отсутствии сигнала на входе 13 управлени ключ 5 замкнут, ключи 6 и 7 разомкнуты и устройство работает в режиме стабилизатора напр жени . В начальный момент времени конденсатор 10 разр жен и выходное напр жение источника определ етс  по формуле

еык

(U

от

с.

+ V. 11-

U

6ЫХ

ст

-выходное напр жение стабилизатора ;

-напр жение стабилизации стабилитрона 2;

U w о - напр жение смещени  нул  усилител  4; Ко,- отношение плеч делител  напр жени  1.

Дл  устранени  напр жени  смещени нул  усилител  4 необходимо на вход 13 управлени  подать сигнал включени  коррекции (в качестве сигнала включени  коррекции может быть исползован любой цифровой сигнал в виде лгических уровней, при этом на фиг.2 представлен вариант схемы блока управлени  ключами), при поступлении которого блок 12 упрачЛени  ключами формирует на выходах сигналы, размыкающие ключ 5 и замькающие ключи 6 и 7.

В результате усилитель 4 отключаетс  от стабилитрона 2, а диод 8 при этом отключает выход усилител  4 от выхода устройства. Ключ 7 сое- дин ет инвертирующий вход и выход усилител  4, а ключ б подключает конденсатор 10 к неинвертирующему входу усилител  k. При таком включении на входах усилител  4 присутствуют следующие напр жени 

ин| ине и икв Uvt«& (Ueic

+ Ucfo (2) + UCM.O )КЦ;

где ин/И1 в - напр жение на неинвертирующем входе;

ииа напр жение на инвертирующем входе;

cio напр жение на конденсаторе 10;

К (j - коэффициент усилени  усилител  4.

Из (2) наход т напр жение на конденсаторе 10

ЦнУинв 1+К,,

- и,

Ки

СМ.с

1+Ки

Если учесть, что К0 1, то1)С(0 - иСА/),с, ,т.е. при больших значени х К ц усилител  k на конденсаторе 10 выдел етс  и запоминаетс  напр жение

смещени  нул  усилител  .

По окончании сигнала коррекции на входе 13 управлени  блок 12 управлени  ключами переводит стабилизатор в исходное состо ние, при этом напр жение на конденсаторе 10, прикладываемое к входу силител  k прогивофаз- но напр жению смещени  нул , компенсирует последнее. Формула (1) в этом случае приобретает вид

и.

сет(1+к).

е,ык ст

Периодическое повторение циклов компенсации напр жени  смещени  нул  позвол ет устранить его дестабилизирующее вли ние на выходное напр жение стабилизатора и тем самым уменьшить дрейф выходного напр жени , при этом продолжительность цикла коррекции определ етс  длительностью переходных процессов и может составл ть от 0,1 до 20-30 мс.

Дл  устранени  импульсного режима работы устройства, что нежелательно с точки зрени  обеспечени  стационарного теплового режима стабилитрона 2, определ ющего минимальный дрейф напр жени  стабилизации, введен конденсатор 11, поддерживающий напр жение на выходном выводе на номинальном уровне во врем  коррекции смещени  нул  усилител  4. Резистор 9 защищает усилитель k от перегрузки во врем  зар да конденсатора 11 после включени  питани  устройства .

Поскольку данный источник опорного напр жени  имеет максимальную стабильность выходного напр жени  в паузах между циклами коррекции напр жени  смещени  усилител , он может быть предложен, например, в качестве источника опорного напр жени  в аналого-цифровых преобразовател х двухтактного интегрировани . В этом случае циклы коррекции смещени  нул  усилител  совмещают по времени с циклами коррекции нул  собственно усилител .

Таким образом, предлагаемое изобретение позвол ет уменьшить дрейф выходного напр жени  источника примерно в 10 раз.

Следует отметить, что максимальный положительный эффект достигаетс  когда изменение напр жени  на конденсаторе 11 из-за разр да в цикле коррекции меньше дрейфа выходного напр жени  под воздействием смещени  нул  усилител , что обеспечиваетс  выбором элементов и режимов работы устройства.

5

10

20

25

формула изобретени  Источник опорного напр жени , содержащий делитель выходного напр жени , последовательную цепочку из опорного стабилитрона и ограничительного резистора, подключенную параллельно входным выводам делител  выходного напр жени , и дифференциальный усилитель посто нного тока, неинвертирующий вход которого подключен к выходу делител  выходного напр жени , входные выводы которого включены между выходным выводом jc дл  подключени  нагрузки и общей шиной , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества выходного напр жени , з него введены три ключа ,рва конденсатора,блок управлени  ключами и последовательна  цепочка из диода и резистора, включенна  между выходным выводом дл  подключени  нагрузки и выходом дифференциального усилител  посто нного тока, причем вход первого ключа подключен к точке соединени  опорного стабилитрона с ограничительным резистором, а выход через первый конденсатор - к инвертирующему входу дифференциального усилител  посто нного тока и к входу второго ключа, выход которого соединен с выходом дифференциального усилител  посто нного тока, третий ключ включен между выходами первого ключа и делител  выходного напр жени , управл ющий вход первого ключа соединен с инверсным, а управл ющие входы второго и третьего ключей с пр мыми выходами блока управлени  ключами второй конденсатор включен между выводами дл  подключени  нагрузки и общей шиной, при этом длительность импульсов , формируемых блоком управлени  ключами, определ етс  из расчета переходных процессов при запоминании напр жени  смещени  нул  дифференциального усилител  посто нного тока и величины допустимой ошибки из-за разр да.второго конден- . сатора, а частота следовани  импульсов - из расчета величины допустимой ошибки из-за разр да второго конденсатора .

30

35

40

45

50

. Элемент М

&

Схема упраВлени  ключами

Фиг. 2

Claims (1)

1. формула изобретения Источник опорного напряжения, содержащий делитель выходного напряжения, последовательную цепочку из опорного стабилитрона и ограничительного резистора, подключенную параллельно входным выводам делителя выходного напряжения, и дифференциальный усилитель постоянного тока, неинвертирующий вход которого подключен к выходу делителя выходного напряжения, входные выводы которого включены между выходным выводом для .подключения нагрузки и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, в него введены три ключа,два конденсатора,блок уп2θ равления ключами и последовательная -цепочка из диода и резистора, включанная между выходным выводом для подключения нагрузки и выходом дифференциального усилителя постоян25 кого тока, причем вход первого ключа подключен к точке соединения опорного стабилитрона с ограничительным резистором, а выход через первый конденсатор - к инвертирующему входу 30 дифференциального усилителя постоянного тока и к входу второго ключа, пряжения смещения усилителя, он может быть предложен, например, в.качестве источника опорного напряжения в аналого-цифровых преобразователях двухтактного интегрирования. В этом случае циклы коррекции смещения нуля усилителя совмещают по времени с циклами коррекции нуля собственно усилителя.

   Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет уменьшить дрейф выходного напряжения источника примерно в 10 раз.

   Следует отметить, что максимальный положительный эффект достигается когда изменение напряжения на конденсаторе 11 из-за разряда в цикле коррекции меньше дрейфа выходного напряжения под воздействием смещения нуля усилителя, что обеспечивается выбором элементов и режимов работы устройства.

   выход которого соединен с выходом дифференциального усилителя постоянного тока, третий ключ включен между выходами первого ключа и делителя выходного напряжения, управляющий вход первого ключа соединен с |инверсным, а управляющие входы второго и третьего ключей с прямыми выходами блока управления ключами второй конденсатор включен между выво; дами для подключения нагрузки и общей шиной, при этом длительность импульсов, формируемых блоком управления ключами, определяется из расчета переходных процессов при запоминании напряжения смещения нуля дифференциального усилителя постоянного тока и величины допустимой ошибки из-за разряда.второго конден- . сатора, а частота следования импульсов - из расчета величины допустимой ошибки из-за разряда второго конденсатора.

   Элемент НЕ”

   Схема управления ключами

   Фиг. 2