FI69373C - Referensspaenningskaella - Google Patents

Description

U r_, KUULUTUSJULKAISU ___, „ M <11) utlAggningsskrift 6937 3 c tJKi 3m>w tty

45 Patent noilslat 10 01 1DSG

(51) Kv.lk.*/lnt.a.4 G 05 F 1/56 SUOMI—‘FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 783331 (22) Hakemlsp&lvi — Ansöknlngsdag 01.11.78 (FI) (23) Alkupiivi — Giltighetsdag 01.11 .78 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentlig 02.05.79

Patentteja rekisterihallitus /44) Nihtivilulpanon ja kuul.Julkalsun pym. — 30.09.85

Patent- och registerstyrelsen ' 7 Ansökan utlagd och utl.skrlften publlcerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus— Begird prioritet 01.11 .77 USSR(SU) 2531855 (71)(72) Toom A inovich Pungas, bulvar Sypruse 219. kv. 3, Tallin, USSR(SU) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Verta Ilujänn i tteen syöttölähde - Referensspänningskäl la Tämä keksintö kohdistuu jännitesyöttöön ja erityisesti vertailujännitteen syöttölähteisiin.

Tämä keksintö soveltuu käytettäväksi automaattisissa mitta-systeemeissä, mitkä tarvitsevat syöttölähteen, joka aikaansaa suorakaiteen muotoisia kalibrointimerkkejä hyvällä aikastabiili-suudella.

Alalla tunnetaan jo vertailujännitteen syöttölähde, mikä muodostuu siltapiiristä, mihin sisältyy kaksi zener diodia kahdessa vastakkaisessa haarassa siltapiiriä sekä kaksi vastusta tämän silta-piirin muissa haaroissa ja mikä myös sisältää kaksi operaattiovah-vistinta kytkettynä vuorotellen vertailujännitteen syöttölähteen ulostulon kytkinnapaan (vertaa Neuvostoliiton keksijäntodistusta n:o 445.037, luokka G05F 1/56). Tunnetussa vertailujännitteen syöttölähteessä on ensimmäisellä operaattiovahvistimella invertoiva sisääntulo ja ulostulo yhdistettynä vastaavasti toisen zener diodeista anodille ja katodille kun taas toisesta operaatiovahvisti- 2 69373 mesta on invertoiva sisääntulo ja ulostulo kytkettynä vastaavasti toisen zener diodin katodille ja anodille.

Tunnettu syöttölähde on puutteellinen siinä suhteessa, että ulostulojännitteen tasakomponentti ja suorakaiteen muotoisen vaihtojännitteen amplituudi eivät ole samanaikaisesti säädettävissä.

Tämän keksinnön tarkoitus on tämän johdosta aikaansaada vertailu j ännitteen syöttölähde, mikä pystyy aikaansaamaan suuremman aikastabiilisuuden ulostulon jännitteelle ja toteuttamaan suorakaiteen muotoisen ulostulojännitteen tasavirtakomponentin sähköisen säädön.

On aikaansaatu vertailujännitteen syöttölähde, mikä muodostuu siltapiiristä, missä on kaksi vastakkaista haaraa kummankin sisältäessä vastaavasti zener diodin ja missä on kaksi muuta haaraa kummankin näistä sisältäessä vastaavasti vastuksen, kaksi operaatio-vahvistinta kytkettynä vuorottaisesti vertailujännitteen syöttöläh-teen ulostulon kytkinnapaan, ensimmäisen näistä operaatiovahvistimista omatessa invertoivan sisääntulon ja ulostulon kytkettynä vastaavasti toisen zener diodin anodille ja katodille ja toisen operaatiovahvistimista ollessa varustettu invertoivalla sisääntulolla ja ulostulolla kytkettynä vastaavasti toisen zener diodin katodille ja anodille. Keksinnölle on tunnusomaista, että siinä on kaksi kyt-kentäpiiriä, joiden ulostulot on yhdistetty kunkin vastaavan operaatiovahvistimen invertoimattomaan sisääntuloon ja joiden signaali-sisääntulot on järjestetty syötettäväksi lähteen yli esiintyvällä vertailujännitteellä sekä joiden ohjaussisääntulot on kytketty kellopulssin generaattoriin.

Edullisena ratkaisuna ovat kytkentäpiirit yhdistetty vertailujännitteen syöttölähteen ulostulon kytkinnapaan vastaavien sarja-kytkentäjärjestelyjen kautta, joihin kumpaankin sisältyy vastus ja kondensaattori.

Edullisimmin sisältää vertailujännitteen syöttölähde integroivan takaisinkytkentäosan rakennettuna operaatiovahvistimen pohjalta, mistä sen invertoiva sisääntulo on yhdistetty vertailujännitteen syöttölähteen ulostulon kytkinnapaan, mistä sen invertoima-ton sisääntulo vastaanottaa säätöjännitteen vertailujännitteen syöttölähteesta ja mistä ulostulo on yhdistetty näiden kahden kyt-kentäpiirin ulostuloihin.

Vertailujännitteen syöttölähde tämän keksinnön mukaan aikaansaa täten laajemman toimintakyvyn alueen ja pystyy aikaansaamaan 3 69373 sähköjännitteen, millä säädetään tasavirtakomponentin arvoa suorakaiteen muotoisesta ulostulojännitteestä ilman että muutettaisiin tämän ulostulojännitteen vaihtovirtakomponentin huipusta huippuun arvoa (positiivisten ja negatiivisten amplituudien kokonaisarvoa).

Tätä keksintöä tullaan nyt kuvaamaan esimerkkitapauksien avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 on piirikaavio vertailujännitteen syöttölähteestä tämän keksinnön mukaan.

Kuvio 2 on piirikaavio vertailujännitteen syöttölähteestä integroivine takaisinkytkentäosineen tämän keksinnön mukaan.

Tämän keksinnön (kuvio 1) mukainen vertailujännitteen syöt-tölähde sisältää siltapiirin, mihin sisältyy kaksi zener diodia 1 ja 2 asetettuna vastaavasti siltapiirin kahteen vastakkaiseen haaraan sekä kaksi vastusta 3 ja 4 tämän piirin kahdessa muussa haarassa. Operaatiovahvistimet 8 ja 9 on kytketty vuorottain vertailu jännitteen syöttölähteen ulostulon kytkinnapaan 5 vastaavien kytkimien 6 ja 7 kautta. Operaatiovahvistimesta 8 on sen invertoiva sisääntulo 10 ja ulostulo kytketty vastaavasti zener diodin 1 anodille ja katodille kun taas operaatiovahvistimesta 9 on sen invertoiva sisääntulo 11 ja ulostulo yhdistetty vastaavasti zener diodin 2 katodille ja anodille. Kytkimien säätösisääntulot 12 ja 13 on yhdistetty vastaaviin kellopulssin generaattorin 14 ulostuloihin .

Kaksi kytkentäpiiriä 15 ja 16 on yhdistettynä sarjaan ja on niistä säätösisääntulot 17 ja 18 yhdistetty kellopulssin generaattoriin 14. Ulostulot kytkentäpiireistä 15 ja 16 on yhdistetty vastaavasti invertoimattomiin sisääntuloihin 19 ja 20 operaatio-vahvistimista 8 ja 9 kun taas sisäntulot kytkentäpiireihin 15 ja 16 on yhdistetty sisääntulon kytkinnapoihin 21 vertailujännitteen syöttölähteestä, mihin tuodaan säätöjännite syöttölähteestä.

Vastukset 22 ja 23 on vastaavasti yhdistetty invertoimatto-mien sisääntulojen 19 ja 20 sekä ulostulojen väliin vastaavista operaatiovahvistimista 8 ja 9.

Kytkentäpiirit 15 ja 16 on yhdistetty vastaavien sarjajär-jestelyjen, joissa on RC piirit kumpikin muodostuen vastuksesta 24 (kuvio 2) sekä kondensaattorista 26 sekä vastuksesta 25 ja kondensaattorista 27 kautta vertailujännitteen syöttölähteen ulostulon kytkinnapaan.

69373 1+

Vertailujännitteen syöttölähde on voitu varustaa integroivalla takaisinkytkentäosalla, mihin esitetyssä suoritusmuodossa sisältyy operaatiovahvistin 28, sisääntulovastus 29 sekä kondensaattori 30. Operaatiovahvistimella 28 on invertoimaton sisääntulo 31 yhdistettynä sisääntulon kytkinnapaan 21 ja on sillä ulostulo yhdistettynä kytkentäpiirien 15 ja 16 sisääntuloihin.

Vertailujännitteen syöttölähde tämän keksinnön mukaan toimii seuraavaan tapaan. Operaatiovahvistimet 8 ja 9 saavat syöttönsä bipolaarisesta syöttöosasta sillä seurauksella, että niiden ulostulon jännite on säädettävissä laajoissa puitteissa. Pysyvässä toimintatavassa aikaansaa ulostulo operaatiovahvistimesta 8 positiivisen stabilisoidun jännitteen kun taas ulostulo operaatiovahvistimesta 9 aikaansaa negatiivisen stabilisoidun jännitteen. Molemmilla jännitteillä on äärimmäisen korkea stabiilisuus koska se toimintavirta, mikä kulkee zener diodien 1 ja 2 kautta on stabilisoitu. Toimintavirta zener diodiin 1 määräytyy suhteesta jännitteen putoaman summassa zener diodissa 2, kytkentäpiireissä 15 ja 16 sekä vastuksessa 9· kun taas toimintavirta zener diodille 2 määräytyy suhteesta jännitteen putoaman summassa zener diodille 1, kytkentä-piireille 15 ja 16 ja vastukselle 3. Toimintavirta kytkentäpiiril-le 15 määräytyy jännitteen putoaman suhteesta zener diodille 1 ja vastukselle 22 kun taas toimintavirta kytkentäpiirille 16 määräytyy jännitteen putoaman suhteesta zener diodille 2 ja vastukselle 23.

Kytkentäpiirit 15 ja 16 pidetään jatkuvasti "päällä" tilassaan koska vastukset 22 ja 23 aikaansaavat tasavirran kulkemaan kytkentäpiirien 15 ja 16 kautta minkä arvo on yhtä suuri kuin se ulostulon virta, mikä kulkee kytkimien 6 ja 7 kautta. Viimemainitut toimivat vuorotellen yhdistäen operaatiovahvistimien 8 ja 9 ulostulot ulostulon kytkinnapaan 5.

Ulostulon kytkinnapa 5 aikaansaa suorakaiteen muotoisen vaihtojännitteen, minkä huipusta huippuun arvo (postiivisten ja negatiivisten amplituudien kokonaismäärä) saadaan lausekkeesta U ^ U2 + U16 + U15 - Ui - u6 - U2 + Ul missä U2> U6’ U7’ U15 3a ^16 ovat jännitteen putoamia vastaaville komponenteille 1, 2, 6, 7, 15 ja 16 vertailujännitteen syöttölähteessä.

Ympäristötekijöiden olosuhteet esim. lämpötila pyrkivät vaihtumaan ja tämä aikaansaa jännitteen putoamien kytkimille 6 ja 7 5 ja kytkentäpiireille 15 ja 16, mitkä ovat pieniä verrattuna ulostulon jännitteeseen muuttuvan samassa määrin, mutta huipusta huippuun arvo ulostulon jännitteessä ei tässä tapauksessa muutu.

Siinä tapauksessa, missä jommankumman tahansa napaisuuden ulostulon jännitteen pulsseilla on erilainen amplituudi ja yhtäsuuret pituudet tai milloin näillä pulsseilla on keskenään yhtäsuuret amplituudit ja erilaiset pituudet on ulostulon jännitteen tasavirtakomponentti määrätyn suuntainen etujännitteeltään.

Sellainen tilanne, missä tasavirtakomponentti poikkeaa säätöjännitteestä ulostulon kytkinnavan 5 yli tietyn määrän verran aikaansaa virran kulkemaan vastuksen 29 kautta, mikä virta integroidaan ja on sen tuloksena etujännite potentiaaleissa kytkentäpii-rien 15 ja 16 liitäntäpisteen yli, invertoivien sisääntulojen 10 ja 11 yli operaatiovahvistimissa 8 ja 9 ja sitten vielä ulostulojen yli viimemainituista,mistä on seurauksena, että ulostulon kytkin-napaan 5 aikaansaatu tasavirtakomponentt! joutuu haluttuun arvoonsa.

Siinä tapauksessa, missä induktiotyyppistä jakajaosaa syötetään yhteisestä vertailujännitteen syöttölähteen syöttökiskosta on kytkinnapa 21 yhdistetty tähän yhteiseen syöttökiskoon ja induk-tiotyyppinen jakajalaite on yhdistetty suoraan ulostulon kytkin-napaan 5, niin että tämän jakajalaitteen tarkkuus ei häiriinny ta-savirran lepotilan olosuhteitten aikana.

RC piirit aikaansaavat positiivisen vaihtojännitteen takaisinkytkennän toteutettuna vertailujännitteen syöttölähteen ulostulon ja operaatiovahvistimien 8 ja 9 invertoimattomien sisääntulojen 19 ja 20 välille ja lisäyksen siinä määrässä, millä syöttölähteen ulostulon jännite muuttuu kytkentäprosessin kuluessa.

Vertailujännitteen syöttölähde on edullinen siinä suhteessa, että sen ulostulon jännite on mitattavissa tasavirtaolosuhteissa ja aikaansaadun vaihtojännitteen absoluuttisen suuruuden roho.l .1. i non ja keskimääräinen arvo on täten määrättävissä muunnon tarkkuudella. Tätä tarkoitusta varten virroitettujen kytkentäpiirien 15 ja 16 liitäntäpiste on maadoitettu vasta kytkimen 6 ollessa "päällä" tilassaan ja kytkimen 7 ollessa "poissa" tilassaan ja kun kytkin 7 on "päällä" tilassaan ja kytkin 6 on "poissa" tilassaan.

Suorakaiteen muotoinen vaihtojännite voidaan siirtää kuluttajalle ilman vääristymää koska vertailujännitteen syöttölähde on yhdistetty tähän yhteensovitetussa tilanteessa, missä ei tarvita mitään kytkentäkapasitanssia.

Claims (3)

6 69373

1. Vertailujännitteen syöttolähde, joka sisältää siltapii-rin, josta kaksi vastakkaista haaraa sisältää vastaavasti zener diodit (1,2) ja jossa on kaksi muuta haaraa sisältäen vastaavasti vastukset (3,4), operaatiovahvistimet (8,9) kytkettynä vuorottain vertailujännitteen piirin ulostulon kytkinnapaan (5), toisen operaatiovahvistimen (8) ollessa varustettu invertoivalla sisääntulolla (10) ja ulostulolla yhdistettynä vastaavasti toisen zener diodin (1) anodille ja katodille, toisen operaatiovahvistimen (9) ollessa varustettu invertoivalla sisääntulolla (11) ja ulostulolla yhdistettynä vastaavasti toisen zener diodin (2) katodille ja anodille, tunnettu siitä, että siinä on kaksi kytkentäpiiriä (15,16), joiden ulostulot on yhdistetty kunkin vastaavan operaatiovahvistimen (8,9) invertoimattomaan sisääntuloon (19,20) ja joiden signaalisisääntulot on järjestetty syötettäväksi lähteen yli esiintyvällä vertailujännitteella (21) sekä joiden sisääntulot (17,18) on kytketty kellopulssin generaattoriin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vertailujännitteen syöttö-lähde, tunnettu siitä, että kytkentäpiirit (15,16) on yhdistetty vertailujännitteen syöttölähteen ulostulon kytkinnapaan (5) vastaavien sarjakytkentäjärjestelyjen kautta, joihin sisältyy vastukset (24,25) sekä kondensaattorit (26,27).

3. Jomman kumman patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vertailujännitteen syöttolähde, tunnettu siitä, että on järjestetty integroiva takaisinkytkentäosa valmistettuna operaatio-vahvistimen (28) pohjalta siten, että sen invertoiva sisääntulo on yhdistetty vertailujännitteen syöttölähteen ulostulon kytkinnapaan (5) ja että sen invertoimaton sisääntulo (31) vastaanottaa säätöjännitteen vertailujännitteen syöttölähteesta ja että siitä ulostulo on yhdistetty kytkentäpiirien (15,16) ulostuloihin.