SE431370B

SE431370B - REFERENSSPENNINGSKELLA

Info

Publication number: SE431370B
Application number: SE7811273A
Authority: SE
Inventors: Toom Ainovich Pungas; Mart Valterovich Min; Toomas Ennovich Parve
Original assignee: Pungas Toom A; Min Mart V; Parve Toom E
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1984-01-30
Also published as: GB2007884B; HU177720B; ATA778378A; DE2845013C2; FI67967C; FR2407513B1; DE2845013A1; FI783265A; JPH0140526B2; GB2007884A; FI67967B; SE7811273L; AT376303B; JPS5478062A; DD139319A1; FR2407513A1

Description

7811273-7 tvâ operationsförstärkare, vilka växelvis kopplas till källans ut- gång. 7811273-7 two operational amplifiers, which are alternately connected to the source output.

Den första förstärkarens inverterande ingång är kopplad till ano- den och utgången (dvs katoden) från den ena zenerdioden, medan den andra förstärkarens inverterande ingång är kopplad till katoden och utgången (dvs anoden) från den andra zenerdioden i bryggkretsen.The inverting input of the first amplifier is connected to the anode and the output (ie the cathode) of one zener diode, while the inverting input of the second amplifier is connected to the cathode and the output (ie the anode) of the other zener diode in the bridge circuit.

Vid denna kända källa kan man emellertid inte samtidigt styra utspän- ningens likströmskomposant och den rektangulära växelspänningens amp- litud.With this known source, however, it is not possible to control the DC component of the output voltage and the amplitude of the rectangular AC voltage at the same time.

Uppfinningen enligt krav 1 gör det möjligt att åstadkomma en refe- rensspänningskälla, vid vilken utväxelspänningens likströmskomposant och amplitud kan styras.The invention according to claim 1 makes it possible to provide a reference voltage source, at which the DC component and amplitude of the AC voltage can be controlled.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i samband med bifogade ritning, där fig. 1 är ett blockschema av en referensspänningskälla enligt uppfinningen, fig. 2 visar denna referensspänningskälla försedd med en integreringskrets, fig. 3 visar referensspänningskällan med en integreringskrets och en förstärkare, fig. 4 är ett detaljerat kopp- lingsschema av en referensspänningskälla, fig. 5 visar samma källa, som innefattar en krets med i tiden varibel spänningsöverföringsfak- tor, fig. 6 visar den nämnda kretsen utförd för en i tiden variabel spänningsöverföringsfaktor, fig. 7a-7e visar tidsdiagram, vilka klar- gör verkningssättet hos kretsen enligt fig. 6.The invention is described in more detail below in connection with the accompanying drawing, where Fig. 1 is a block diagram of a reference voltage source according to the invention, Fig. 2 shows this reference voltage source provided with an integrating circuit, Fig. 3 shows the reference voltage source with an integrating circuit and an amplifier; a detailed circuit diagram of a reference voltage source, Fig. 5 shows the same source, which comprises a circuit with time-variable voltage transfer factor, Fig. 6 shows said circuit designed for a time-variable voltage transfer factor, Figs. 7a-7e show time diagrams , which clarify the mode of action of the circuit according to Fig. 6.

Fig. 1 visar en referensspänningskälla, som är baserad på en brygg- krets, i vilken två motsatta grenar innehåller var sin zenerdiod 1 och 2 och vars båda andra grenar innehåller var sitt motstånd 3 och 4. Källan innehåller dessutom två operationsförstärkare 5 och 6, var- vid den första förstärkarens 5 utgång är kopplad till den ena zener- diodens 1 katod, medan den andra förstärkarens 6 utgång är kopplad till den andra zenerdiodens 2 anod. Förstärkarens 5 inverterande in- gång 7 är kopplad till zenerdiodens 1 anod, medan förstärkarens 6 inverterande ingång 8 är kopplad till zenerdiodens 2 katod. Förstär- karnas 5, 6 utgångar är kopplade till signalingången 9 resp. 10 hos var sin strömställare 11 resp. 12, vilkas styringângar 13 resp. 14 är kopplade till var sin utgång hos en taktpulsgenerator 15. Ström- ställarnas 11, 12 utgångar är hopkopplade och anslutna till källans utgångsklämma 16. '7811273-'7 Källan innehåller enligt uppfinningen dessutom dels en likriktare 17 för omvandling av växel- till likspänning, vars ingång är kopp- lad till utgångsklämman 16, och dels en krets 18 för förinställning av en likspänning. Likriktarens 17 och kretsens 18 utgångar är kopp- _lade till var sin ingång hos en jämförarkrets 19, vars utgång är ansluten till förstärkarens 5 icke inverterande ingång 20. Opera- tionsförstärkarens 6 icke inverterande ingång 21 är förbunden med en ingångsklämma 22 för en styrspänning.Fig. 1 shows a reference voltage source, which is based on a bridge circuit, in which two opposite branches each contain zener diodes 1 and 2 and whose other two branches each contain resistors 3 and 4. The source also contains two operational amplifiers 5 and 6, wherein the output of the first amplifier 5 is connected to the cathode of one zener diode 1, while the output of the second amplifier 6 is connected to the anode of the second zener diode 2. The inverting input 7 of the amplifier 5 is connected to the anode of the zener diode 1, while the inverting input 8 of the amplifier 6 is connected to the cathode of the zener diode 2. The outputs of the amplifiers 5, 6 are connected to the signal input 9 resp. 10 with their respective switches 11 resp. 12, whose control inputs 13 resp. 14 are each connected to the output of a clock pulse generator 15. The outputs of the switches 11, 12 are connected and connected to the output terminal 16 of the source. 78 According to the invention, the source also contains a rectifier 17 for converting alternating to direct voltage, whose input is connected to the output terminal 16, and partly a circuit 18 for presetting a direct voltage. The outputs of the rectifier 17 and the circuit 18 are connected to each input of a comparator circuit 19, the output of which is connected to the non-inverting input 20 of the amplifier 5. The non-inverting input 21 of the operational amplifier 6 is connected to an input terminal 22 for a control voltage.

För att med en likspänning i bestämd grad förspänna utspänningen är källan försedd med en med två ingångar försedd integreringskrets 23, se fig. 2, vars ena ingång 24 är kopplad till källans ingångsklämma 22 och vars andra ingång 25 är kopplad till strömställarnas 11 och 12 hopkopplade utgångar samt vars utgång är kopplad till förstärka- rens 6 icke inverterande ingång 21.In order to bias the output voltage to a certain degree with a direct voltage, the source is provided with an integrated circuit 23 provided with two inputs, see Fig. 2, one input 24 of which is connected to the input terminal 22 of the source and the other input 25 of which is connected to the switches 11 and 12. outputs and the output of which is connected to the non-inverting input 21 of the amplifier 6.

Integreringskretsen 23 är lämpligen uppbyggd av en operationsför- stärkare 26 med ett ingângsmotstånd 27 och en kondensator 28 i en återkopplingskrets. Förstärkarens 26 icke inverterande ingång utgör kretsens 23 ena ingång, exempelvis 24, medan förstärkarens inverte- rande ingång är kopplad till en strömställare 29, vars styringång 30 är kopplad till taktpulsgeneratorn 15.The integrating circuit 23 is suitably composed of an operational amplifier 26 with an input resistor 27 and a capacitor 28 in a feedback circuit. The non-inverting input of the amplifier 26 constitutes one input of the circuit 23, for example 24, while the inverting input of the amplifier is connected to a switch 29, the control input 30 of which is connected to the clock pulse generator 15.

För att även vid låg utgångsimpedans åstadkomma höga spänningar är källans utgång lämpligen kopplad till en förstärkare 31 enligt fig. 3, som är försedd med en integrerande återkopplingskrets 32. För- stärkarens 31 ingång 33 är ansluten till strömställarnas 11 och 12 hopkopplade utgångar. Förstärkaren 31 utgöres av en operationsför- stärkare 34 med motstånd 35 och 36 inkopplade i ingångskretsen resp. i återkopplingskretsen.In order to produce high voltages even at low output impedance, the output of the source is suitably connected to an amplifier 31 according to Fig. 3, which is provided with an integrating feedback circuit 32. The input 33 of the amplifier 31 is connected to the interconnected outputs of switches 11 and 12. The amplifier 31 consists of an operational amplifier 34 with resistors 35 and 36 connected in the input circuit respectively. in the feedback circuit.

Den integrerande återkopplingskretsen 32 innehåller dessutom en in- tegrerande operationsförstärkare 37 med ett motstånd 38 och en kon- densator 39, vilka är inkopplade i den inverterande ingångskretsen respektive i återkopplingskretsen. Den inverterande ingången är även kopplad till en strömställare 40, vars styringång 41 är ansluten till taktpulsgeneratorns 15 utgång.The integrating feedback circuit 32 further comprises an integrating operational amplifier 37 with a resistor 38 and a capacitor 39, which are connected in the inverting input circuit and in the feedback circuit, respectively. The inverting input is also connected to a switch 40, the control input 41 of which is connected to the output of the clock pulse generator 15.

Fig. 4 visar en utföringsform av likriktaren 17 och jämföraren 18.Fig. 4 shows an embodiment of the rectifier 17 and the comparator 18.

Likriktaren 17 innehåller hl.a. ett motstånd 42 med hög resistans, två parallellkopplade motstånd 43 och 44, vilkas hopkopplingspunkt 7811273-7 45 är kopplad till motståndets 42 ena ände, och en operationsför- stärkare 46.The rectifier 17 contains hl.a. a high-resistance resistor 42, two parallel-connected resistors 43 and 44, the coupling point 7811273-7 of which is connected to one end of the resistor 42, and an operational amplifier 46.

Förstärkarens 46 inverterande ingång och utgång är kopplade till var sin kondensator 47 resp. 48. I återkopplingskretsen inkopplade dioder 49 och 50 är kopplade till motstånden 43 och 44.The inverting input and output of the amplifier 46 are connected to capacitors 47 and 48. Diodes 49 and 50 connected in the feedback circuit are connected to the resistors 43 and 44.

Jämförarkretsen 19 är baserad på en integrerande operationsförstär- kare 51 med en i återkopplingskretsen inkopplad kondensator 52 och Hed ingångsmotstånd 53 och 54. Förstärkarens 51 ingång är ansluten till en strömställare 55, vars styringång 56 är kopplad till taktpuls- generatorns 15 utgång.The comparator circuit 19 is based on an integrating operational amplifier 51 with a capacitor 52 and Hed input resistors 53 and 54 connected in the feedback circuit. The input of the amplifier 51 is connected to a switch 55, the control input 56 of which is connected to the output of the clock pulse generator 15.

Förstärkarnas 37, 46 och 51 icke inverterande ingångar 57, 58 resp. 59 är jordade.The non-inverting inputs 57, 58 and 51 of the amplifiers 37, 46 and 51, respectively. 59 are grounded.

En möjlig utföringsform av referensspänningskällan innehåller enligt fig. 5 en krets 60 med i tiden variabel spänningsöverföringsfaktor.According to Fig. 5, a possible embodiment of the reference voltage source contains a circuit 60 with a time-varying voltage transfer factor.

Kretsens ingång 61 är kopplad till strömställarnas 11, 12 hopkoppla- de utgångar, och kretsens 60 utgång utgör källans utgång.The input 61 of the circuit is connected to the connected outputs of the switches 11, 12, and the output of the circuit 60 constitutes the output of the source.

Kretsen 60 är enligt fig. 6 baserad på en adderande operationsför- stärkare 62 med ett i återkopplingskretsen inkopplat motstånd 63.According to Fig. 6, the circuit 60 is based on an additional operational amplifier 62 with a resistor 63 connected in the feedback circuit.

Förstärkarens 62 inverterande ingång är ansluten till ett motstånd 65 och ett antal n parallella kretsar, vilka var och en består av ett motstånd och en strömställare. I fig. 6 visas en förenklad krets 60 innefattande tre kretsar bestående av motstånd 66, 67, 68 i serie med var sin strömställare 69, 70, 71. Hopkopplingspunkterna 72, 73, 74 mellan motstånden 66-68 och respektive strömställare 69-71 är för- bundna med var sin strömställare 75, 76 resp. 77, vilka är kopplade till förstärkarens 62 icke inverterande ingång 78.The inverting input of the amplifier 62 is connected to a resistor 65 and a number of n parallel circuits, each of which consists of a resistor and a switch. Fig. 6 shows a simplified circuit 60 comprising three circuits consisting of resistors 66, 67, 68 in series with respective switches 69, 70, 71. The connection points 72, 73, 74 between the resistors 66-68 and the respective switches 69-71 are connected to switches 75, 76 resp. 77, which are connected to the non-inverting input 78 of the amplifier 62.

Strömställarnas 69, 70 och 71 styringångar 79, 80 resp. 81 är kopp- lade till var sin av taktpulsgeneratorns 15 utgångar.Switches 69, 70 and 71 control inputs 79, 80 resp. 81 are connected to each of the outputs of the clock pulse generator 15.

Kretsens 60 utgång är kopplad till ett lågfrekvensfilter 85.The output of circuit 60 is connected to a low frequency filter 85.

Referensspänningskällan enligt fig. 1-4 fungerar på följande sätt.The reference voltage source according to Figs. 1-4 operates in the following manner.

Operationsförstärkarna 5 och 6 matas bipolärt, varför dessa förstär- kares utspänningar kan ändras inom vida gränser. 7811273-7 I källans stationära drifttillstånd avger förstärkaren 5 en spän- ning, som i positiv riktning (plusspänningsriktning) är förskjuten i förhållande till den vid förstärkarens 5 icke inverterande ingång 20 uppträdande spänningen, varvid dennas förskjutningsvärde är lika med spänningsfallet över zenerdioden 1. Förstärkaren 6 avger en spän- ning, som i negativ riktning är förskjuten i förhållande till den vid dess icke inverterande ingång 21 uppträdande spänningen, varvid denna förskjutnings värde är lika med spänningsfallet över zenerdio- den 2. Förstärkarnas 5 och 6 nämnda utspänningar överföres växelvis medelst strömställarna 11, 12 direkt eller via förstärkaren 31 till referensspänningskällans utgång 16, varigenom källan avger en rektan- gulär växelspänning. Såsom visas i fig. 7a avger klockpulsgeneratorn i motfas liggande signaler så att när strömställaren 11 leder, le- dericke strömställaren 12 och vice versa.The operational amplifiers 5 and 6 are fed bipolar, so the voltages of these amplifiers can be changed within wide limits. 7811273-7 In the stationary operating state of the source, the amplifier 5 emits a voltage which is offset in a positive direction (plus voltage direction) relative to the voltage occurring at the non-inverting input 20 of the amplifier 5, its displacement value being equal to the voltage drop across the zener diode. 6 emits a voltage which is offset in a negative direction relative to the voltage occurring at its non-inverting input 21, this offset value being equal to the voltage drop across the zener diode 2. The mentioned voltages of the amplifiers 5 and 6 are transmitted alternately by means of the switches. 11, 12 directly or via the amplifier 31 to the output 16 of the reference voltage source, whereby the source emits a rectangular alternating voltage. As shown in Fig. 7a, the clock pulse generator outputs signals so that when the switch 11 is conducting, the switch 12 is conductive and vice versa.

Källans utspänning omvandlas av likriktaren 17 genom helvågslikrikt- ning och glättning till en likspänning, som i jämförarkretsen 19 jäm- föres med den förutbestämda likspänningen och tillföres förstärkarens 6 icke inverterande ingång 21 vid en sådan fas, att jämförarkretsens 19 utsignal, ifall utspänningen överstiger den förutbestämda likspän- ningen, får negativ polaritet och verkar så, att förstärkarens 5 ut- signal göres lägre tills de vid jämförarkretsens 19 ingångar till- förda signalerna blivit lika.The source output voltage is converted by the rectifier 17 by full-wave rectification and smoothing to a direct voltage, which in the comparator circuit 19 is compared with the predetermined direct voltage and is applied to the non-inverting input 21 of the amplifier 6 at such a phase that the comparator circuit 19 exceeds the output voltage. the DC voltage, has a negative polarity and acts in such a way that the output signal of the amplifier 5 is made lower until the signals applied at the inputs of the comparator circuit 19 become equal.

Jämförarkretsen 19 fungerar på följande sätt. Dess ingångar, dvs dess förstärkares 51 inverterande ingång, matas av likriktaren 17 med den helvågslikriktade positiva spänningen via motståndet 54 och matas av kretsen 18 med den negativa likspänningen via motståndet 53.The comparator circuit 19 operates in the following manner. Its inputs, i.e. the inverting input of its amplifier 51, are supplied by the rectifier 17 with the full-wave rectified positive voltage via the resistor 54 and are supplied by the circuit 18 with the negative direct voltage via the resistor 53.

Skillnaden mellan de genom motstånden 53 och 54 flytande strömmar, som jämföres med varandra, integreras av den integrerande förstär- karen 51 och tillföres förstärkarens 5 ingång 20. Ifall källans ut- spänning överstiger den förutbestämda, över kretsen 18 uppträdande spänningen, blir den genom motståndet 54 flytande strömmen större än den genom motståndet 53 flytande kompenseringsströmmen, varför förstärkarens 51 utspänning i så fall ändras i negativ riktning.The difference between the currents flowing through the resistors 53 and 54, which are compared with each other, is integrated by the integrating amplifier 51 and applied to the input 20 of the amplifier 5. If the source output voltage exceeds the predetermined voltage across the circuit 18, it becomes through the resistor 54 the current is greater than the compensating current flowing through the resistor 53, so that the output voltage of the amplifier 51 changes in the negative direction in that case.

Detta har till följd att förstärkarens 5 utspänning och den förstär- karens 31 in- och utspänningar blir mindre tills jämförarkretsens 19 båda inspänningar blir lika, dvs tills de via motstånden 53 och 54 flytande strömmarna blivit lika men fått olika polaritet. 7811273-7 Denna källa säkerställer både grovstabilisering av förstärkarnas 5 och 6 utspänningar genom användning av bryggkretsen och finsta- bilisering av dessa spänningar genom eliminering av låga avvikelser i utspänningen från den förutbestämda. Källan får dessutom hög stör- beständighet och tidsstabilitet.This has the consequence that the output voltage of the amplifier 5 and the input and output voltages of the amplifier 31 become smaller until the two voltages of the comparator circuit 19 become equal, ie until the currents flowing via the resistors 53 and 54 become equal but have different polarity. 7811273-7 This source ensures both coarse stabilization of the voltages of the amplifiers 5 and 6 by using the bridge circuit and fine stabilization of these voltages by eliminating low deviations in the output voltage from the predetermined one. The source also has high interference resistance and time stability.

Integreringskretsen 23 finreglerar den vid förstärkarens 6 icke in- verterande ingång 21 rådande spänningen så, att likströmskomponenten i strömställarnas 11 och 12 utsignal blir lika med styrspänningen vid källans styrspänningsingång 22.The integrating circuit 23 fine-tunes the voltage prevailing at the non-inverting input 21 of the amplifier 6 so that the direct current component in the output signal of the switches 11 and 12 becomes equal to the control voltage at the control voltage input 22 of the source.

Ifall likströmskomposanten i strömställarnas 11 och 12 utsignal och därför vid kretsens 23 ingång 25 skiljer sig från styringångens 22 styrspänning, kommer motståndet 27 att passeras av en ström, som uppladdar kondensatorn 28 tills den motsvarande ändringen av kret- sens 23 utspänning samt ändringen av spänningen på förstärkarens 6 icke inverterande ingång 21, på förstärkarens 6 utgång samt på in- gången 25 har medfört att likströmskomponenten av den vid kretsens 23 ingång 25 uppträdande signal är lika med den vid styringången 22 tillförda styrspänningen.If the direct current component in the output signal of the switches 11 and 12 and therefore at the input 25 of the circuit 23 differs from the control voltage of the control input 22, the resistor 27 will be passed by a current which charges the capacitor 28 until the corresponding change of the circuit 23 the non-inverting input 21 of the amplifier 6, at the output of the amplifier 6 and at the input 25 has meant that the direct current component of the signal occurring at the input 25 of the circuit 23 is equal to the control voltage applied to the control input 22.

Den i fig. 5 och 6 visade referensspänningskällan fungerar på föl- jande sätt. Förstärkarnas 5 och 6 utspänningar överföres omväxlande med varandra av strömställarna 11 och 12 till kretsens 60 ingång med en i tiden variabel spänningsöverföringsfaktor och därefter via låg- frekvensfiltret 85 till källans utgång 16. Den erhållna sinusformade utspänningen omvandlas av likriktaren 17 till en glättad likspänning och jämföres i jämförarkretsen 19 med likspänningen. Skillnaden mel- lan dessa spänningar tillföres förstärkarens 5 icke inverterande in- gång 20 med sådan fas, att kretsens 19 utsignal - ifall utspänningen överstiger den förutbestämda spänningen - får negativ polaritet och verkar så, att förstärkarens 5 utspänning blir lägre.The reference voltage source shown in Figs. 5 and 6 operates in the following manner. The outputs of the amplifiers 5 and 6 are transmitted alternately with each other by the switches 11 and 12 to the input of the circuit 60 with a time-varying voltage transfer factor and then via the low frequency filter 85 to the source 16. The obtained sinusoidal output voltage is converted by the rectifier 17 into a smoothed rectified voltage. in the comparator circuit 19 with the direct voltage. The difference between these voltages is applied to the non-inverting input 20 of the amplifier 5 with such a phase that the output signal of the circuit 19 - if the output voltage exceeds the predetermined voltage - has a negative polarity and acts so that the output voltage of the amplifier 5 becomes lower.

Vid den i fig. 6 visade föredragna utföringsformen av referensspän- ningskällan enligt uppfinningen har kretsen 60 en i tiden variabel spänningsöverföringsfaktor och utgöres av den adderande operations- förstärkaren 62, vars inverterande ingång 64 är kopplad till ström- ställarnas 11, 12 utgångar och matas via motståndet 65 kontinuerligt med spänningen enligt fig. 7a. Denna spänning ledes via motståndet 66 och strömställaren 69 till förstärkarens 62 ingång 64 under tids- 7811273-7 intervall från t1 till t7 och från tg till t15 enligt fig. 7b. Via motståndet 67 och strömställaren 70 tillföres spänningen ingången 64 under tidsintervall från tz till t6 och från t10 till t14 enligt fig. 7c, varjämte spänningen via motståndet 68 och strömställaren 71 påtryckes nämnda ingång under tidsintervall från t3 till t5 och från t till t 11 13 enligt fig. 7d.In the preferred embodiment of the reference voltage source according to the invention shown in Fig. 6, the circuit 60 has a time-varying voltage transfer factor and consists of the adding operational amplifier 62, the inverting input 64 of which is connected to the outputs of the switches 11, 12 and is supplied via resistor 65 continuously with the voltage according to Fig. 7a. This voltage is conducted via the resistor 66 and the switch 69 to the input 64 of the amplifier 62 during time intervals from t1 to t7 and from tg to t15 according to Fig. 7b. Via the resistor 67 and the switch 70 the voltage is applied to the input 64 during time intervals from tz to t6 and from t10 to t14 according to Fig. 7c, and the voltage via the resistor 68 and the switch 71 is applied to said input during time intervals from t3 to t5 and from t to t11 according to Fig. 7d.

De via motstånden 65-68 passerande, i fig. 7a, b, c resp. d visade strömpulserna adderas till varandra och alstrar på operationsförstär- karens utgång en spänning, vars form approximeras av en sinuskurva admtfM.7& Genom lämpligt val av motståndens 65-68 resistans, strömställarna 69- 71 och antalet parallella kretsar kan man uppnâ en hög approximerings- noggrannhet för sinuskurvan.Those passing through resistors 65-68, in Figs. 7a, b, c resp. The current pulses are added to each other and generate a voltage at the output of the operational amplifier, the shape of which is approximated by a sine curve admtfM.7 & By suitable selection of the resistors 65-68 resistance, switches 69-71 and the number of parallel circuits, a high approximation can be achieved. accuracy of the sine curve.

Den alstrade signalen tillföres lâgfrekvensfiltret 85, där högre har- moniska övertoner undertryckes. Genom att som filtret 85 exempelvis använda ett tre passband uppvisande filter kan man i detta fall över filtrets utgång erhålla en sinusformad signal, vars totala förvräng- ning (övertonshalt, distortion) är högst 0,005%.The generated signal is applied to the low frequency filter 85, where higher harmonic harmonics are suppressed. By using, as the filter 85, for example, a filter having a three-pass band, it is possible in this case to obtain a sinusoidal signal across the output of the filter, the total distortion of which (harmonic content, distortion) is at most 0.005%.

Strömställarna 75-77 är avsedda att - när strömställarna 69-71 är urkopplade (oledande) - leda den genom motstànden 66, 67, 68 flytan- de strömmen till en gemensam strömskena. Detta resulterar i att inga spänningssprång uppkommer vid omkopplarnas 11 och 12 gemensamma utgång och att inga spänningsöversvängar uppträder i operationsför- stärkarens utsignal i de tidpunkter, då strömställarna 69-71 manövre- ras. I övrigt fungerar denna utföringsform av källan på exakt samma sätt som den ovan beskrivna utföringsformen.Switches 75-77 are intended to - when switches 69-71 are disconnected (non-conductive) - direct the current flowing through resistors 66, 67, 68 to a common busbar. This results in no voltage jumps occurring at the common output of switches 11 and 12 and no voltage overshoots appearing in the output of the operational amplifier at the times when switches 69-71 are operated. Otherwise, this embodiment of the source functions in exactly the same way as the embodiment described above.

Kretsarna 19, 23 och 32 är försedda med strömställarna 55, 29 resp. 40, vilka har den verkan att den förutvarande likspänningen bibe- hålles vid operationsförstärkarnas, 5, 6 och 34 icke inverterande ingångar, när likspänningen tillföres källans utgång 16. Detta upp- nås genom att strömställarna 55, 29 och 40 göres ledande och de av förstärkarna 51, 26 och 37 avgivna likspänningarna inte ändras till följd av att kondensatorerna 52, 28 resp. 39 icke genomflytes av strömmen. Ett sådant drifttillstånd är bekvämt för att kontrollera anordningens strömkretsar, eftersom detta tillstånd gör det möjligt 7811273-7 att medelst en digital precisionsvoltmeter bestämma utspänningar av olika polaritet vid bestämda resistansförhållanden mellan motstån- den 42, 43, 44, 53 och 54 och att vid behov efterreglera nämnda re- sistansförhâllanden, medan utspänningarnas ärvärden motsvarar bör- värdena.Circuits 19, 23 and 32 are provided with switches 55, 29 and 29, respectively. 40, which have the effect that the former direct voltage is maintained at the non-inverting inputs of the operational amplifiers, 5, 6 and 34, when the direct voltage is applied to the output 16. This is achieved by making the switches 55, 29 and 40 conductive and those of the amplifiers 51, 26 and 37 the DC voltages emitted do not change as a result of the capacitors 52, 28 and 39 is not flowed through by the current. Such an operating state is convenient for controlling the circuits of the device, since this state makes it possible to determine by means of a digital precision voltmeter voltages of different polarity at certain resistance ratios between the resistors 42, 43, 44, 53 and 54 and that if necessary post-regulate the said resistance ratios, while the actual values of the voltages correspond to the setpoints.

Källan uppvisar en hög noggrannhet (icke sämre än 0,01%), som endast är beroende av noggrannheten i konstanthållningen av resistansför- hållandet mellan motstånden 53, 54 och 42, 43, 44.The source exhibits a high accuracy (not less than 0.01%), which depends only on the accuracy of the constant maintenance of the resistance ratio between the resistors 53, 54 and 42, 43, 44.

Den i fig. 5 och 6 visade källan har följande fördelar.The source shown in Figs. 5 and 6 has the following advantages.

Kretsen 60 med sin i tiden variabel överföringsfaktor omvandlar en rektangulär signal till en trappstegsformad signal, som approxime- rar en sinuskurva, varvid lågfrekvensfiltret 85 undertrycker högre harmoniska övertoner. Därför erhåller man en sinusformad signal över källans utgång. Genom att med_en trappstegsformad signal approxime- ra sinuskurvan så att ändringarna uppkommer efter lika stora tids- intervall flera gånger (nämligen 4 m gånger, se nedan) under perio- den så att den trappstegsformade signalen är symmetrisk i förhållan- de till halvperiodernas centrumtidpunkter och har nollgenomgångar, som sammanfaller med nollgenomgångarna av den sinuskurva, som skall approximeras, uppnås att jämna högre harmoniska övertoner saknas i den alstrade signalen. Om man därutöver på lämpligt sätt väljer ett bestämt värde för spänningens trappstegsformade ändringar, saknar dessutom den alstrade signalen de m första udda harmoniska överto- nerna samt högre udda harmoniska övertoner, vilkas ordningsnummer är 4 m högre än ordningsnumret för de första harmoniska övertoner- na (k = 1, 2, 3...). Då man exempelvis använder tre ytterligare strömställare, utgöres den alstrade signalens första högre harmo- niska överton av den 15-nde övertonen, vars amplitud utgör 1/15 av grundsvängningens amplitud. Ifall lågfrekvensfiltret utgöres av ett filter av tredje rangen, är den totala övertonshalten över utgången högst 0,005%, vilket med andra ord innebär att källan enligt upp- finningen gör det möjligt att erhålla en praktiskt taget rent sinus- formad utsignal.The circuit 60 with its time-varying transmission factor converts a rectangular signal into a step-shaped signal which approximates a sine curve, the low-frequency filter 85 suppressing higher harmonic harmonics. Therefore, a sinusoidal signal is obtained across the source output. By approximating the sine curve with a stepped signal so that the changes occur after equal time intervals several times (namely 4 m times, see below) during the period so that the stepped signal is symmetrical in relation to the center times of the half periods and has zero crossings, which coincide with the zero crossings of the sine curve to be approximated, are achieved that even higher harmonic harmonics are missing in the generated signal. In addition, if a specific value is suitably chosen for the step-shaped changes of the voltage, the generated signal also lacks the first odd harmonic harmonics and higher odd harmonic harmonics, the sequence number of which is 4 m higher than the sequence number of the first harmonic harmonics ( k = 1, 2, 3 ...). For example, when using three additional switches, the first higher harmonic harmonic of the generated signal is the 15th harmonic, the amplitude of which is 1/15 of the amplitude of the fundamental oscillation. If the low-frequency filter consists of a filter of the third range, the total harmonic content above the output is at most 0.005%, which in other words means that the source according to the invention makes it possible to obtain a practically pure sinusoidal output signal.

Claims

7811273-7 7 Patent claims

A reference voltage source with a bridge circuit, in which two zener diodes (1, 2) and two resistors (3, 4) are connected in separate branches of the bridge circuit, which reference voltage source also contains two operational amplifiers (5, 6), which are arranged to alternate connect a connection to the output (16) of the source, the inverting input (7) of one, the first amplifier (5) being connected to the anode of one zener diode (1) and output being connected to the cathode of the same zener diode, while the second amplifier (5) 6) inverting input (8) is connected to the cathode of the second zener diode (2) and output is connected to the anode of the same zener diode, an input terminal (22) for connecting a control voltage source being connected to the non-inverting input (21) on one of the operational amplifiers (6), characterized in that the reference voltage source further comprises two switches (11 and 12), the inputs (9 and 10, respectively) of which are connected to the output of each of the operational amplifiers (5 res). p. 6), which are connected and connected to the output terminal (16) of the reference voltage source and whose control inputs (13 and 14, respectively) are connected to a clock pulse generator (15), and that the reference voltage source further comprises a rectifier (17) whose alternating voltage is the reference voltage source output (16), and a circuit (18) for presetting a direct voltage connected to one input of a comparator circuit (19), the other input of which is connected to the DC output of the rectifier (17), the control input of which is connected to the clock pulse generator and whose output is connected to the non-inverting input (20 or 21) on that of the operational amplifiers (5 or 6) to which the input terminal (22) is not connected.

Source according to claim 1, characterized by an integrated circuit (23) provided with two inputs, one input (25) of which is connected to the output terminal (16), the other input (24) of which is connected to the terminal (22) for connection. of the control voltage source, and whose output is connected to the non-inverting input (20 or 21) on one of the operational amplifiers (5 or 6). ___- .. _ _. _. ._-___.__.._: __ 7811273-7 lo

Source according to claim 1 or 2, characterized by a third amplifier (31), the input of which is connected to the outputs of the switches (11 and 12), which amplifier comprises an integrating feedback loop (32), the output of the amplifier (31) being source output (16).

Source according to one of Claims 1 to 3, characterized in that its comparator circuit (19) comprises an operational amplifier (51), the inverting input of which is connected to two resistors (53, 54) in series with each of the comparator circuits. (19) both inputs, and that the output of the just mentioned amplifier (51) is connected to the inverting input of the amplifier (51) via a capacitor (52).

Source according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the integration circuit (23) is based on an operational amplifier.

Source according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the integrating feedback circuit (32) consists of an integrating operational amplifier (37).

Source according to one of Claims 1 to 6, characterized by a circuit (60) with a time-varying voltage transfer factor, the input (61) of which is connected to the outputs of the switches (11 and 12), and the output of which is the source output (16).

Source according to claim 7, characterized in that its last-mentioned circuit (60) with a time-varying voltage transfer factor is based on an additional operational amplifier (62), the inverting input (64) of which is connected across a resistor (65). to the input of the said circuit (65) and in addition is connected to at least two circuits, each of which contains a controllable switch (69 - 71) in series with its respective resistors (66, 67, 68).

Source according to claim 8, characterized in that in each of the latter circuits the connection point (72 - 74) between the controllable switch (69 - 71) and the resistor (66 - 7811273-7 N - 68) is via a separate switch (75 - 77) connected to the non-inverting input (78) of the adding operational amplifier (62).

Source according to any one of claims 7 - 9, characterized in that the output of said circuit (60), which has a time-varying voltage transfer factor, is connected to a low-frequency filter (85).