SU797320A1 - Стабилизатор напр жени дл калибровки преобразователей лазерного излучени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области фотометрии , а именно к области измерений мощности излучени  лазеров, и может быть использовано дл  построени  блоков калибровки первичных измерительных преобразователей лазерного излучени  эталонных установок.

Известны стабилизаторы напр жени  дл  калибровки преобразователей лазерного излучени , содержащие источник питани , параллельно которому через регулируемое сопротивление включены регулируемый элемент и обмотка замещени  преобразовател  1, 2.

Недостатком известных устройств  вл етс  то, что их невозможно использовать в комплексах различных эталонов из-за недостаточной мощности при увеличеиии внешией иагрузки блока.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению  вл етс  стабилизатор напр жени  дл  калибровки преобразователей лазерного излучени , содержащий источник питани , параллельно которому через регулируемое сопротивление включены регулируемый элемент с основным полевым транзистором и обмотка замещени  преобразовател , общие точки которых соедииены друг с другом и с общими точками источника питани  и источника регулируемого опорного напр жени . Затвор основного полевого транзистора св зан с выходом дифференциального усилител , один из входов которого св зан с обмоткой замещенн  преобразовател , а другой - с выходом источника регулируемого опорного напр жеии  3.

Недостатками устройства  вл ютс  относительно низка  точность калибровки и

малый диапазон применени , так как оно обеспечивает достаточную мощность калибровки при величине сопротивлени  внешней нагрузки пор дка 7 Ом. Потребность же современных эталонных установок в величине сопротивлени  внещней нагрузки блока калибровки превосходит 100 Ом. Кроме того, в известном блоке калибровки за счет низкого значени  мощности калибровки снижаетс  и точность калибровки из-за

вли ни  потерь в подвод щих проводах, а также в переходных сопротивлени х коитактов разъемов.

Цель изобретени  - повышение точности калибровки и расщиренне диапазона

калибровки.

Эта цель достигаетс  тем, что в предложенном стабилизаторе напр жени  дл  калибровки преобразователей лазерного излучени ,.содержащем источник питани , параллельно которому через регулируемое

сопротивление включены регулируемый элемент с основным полевым транзистором и обмотка замещени  преобразовател , общие точки которых соединены друг с другом и с общими точками источника питани  и источника регулируемого опорного напр жени , затвор основного полевого транзистора св зан с выходом дифференциального усилител , один из входов которого св зан с обмоткой замещени  преобразовател , а другой с выходом источника регулируемого опорного напр жени , введены дополнительные полевые транзисторы, дополнительные регулируемые сопротивлени , эмиттерный повторитель, дополнительный дифференциальный усилитель, делитель напр жени , два усилительных каскада. Дополнительными полевыми транзисторами, подключенными последовательно истоком к стоку основного полевого транзистора, снабжен регулируемый элемент. Затвор каждого оополнительного полевого транзистора св зан через дополнительное регулируемое со ротивление с затвором следующего за ним в последовательной цепи дополнительного полевого транзистора. При этом затвор первого из них св зан через дополнительное регулируемое сопротивление с выходом эмиттерного повторител , вход которого св зан с выходом дифференциального усилител , сток основного полевого транзистора св зан с одним из входов дополнительного дифференциального усилител , второй вход которого подключен к выходу делител  напр жени , включенного параллельно регулируемому элементу. Выход дополнительного дифференциального усилител  св зан со входом первого усилительного каскада , выход которого св зан со входом второго усилительного каскада, выход которого св зан с затвором последнего из цепи дополнительных полевых транзисторов регулируемого элемента.

На чертеже показана принципиальна  схема устройства.

Устройство содержит источник питани  1, параллельно которому через регулируемое сопротивление 2 включен регулируемый элемент 3, содержащий основной полевой транзистор 4 и группу последовательно с ним соединенных дополнительных полевых транзисторов 5 и 6. Параллельно регулируемому элементу 3 включена обмотка замещени  преобразовател  7. Устройство содержит также источник регулируемого опорного напр жени  8. Затвор транзистора 4 элемента 3 св зан с выходом дифференциального усилител  9, один из входов которого св зан с обмоткой замещени  преобразовател , а другой - с выходом источника напр жени  8. Дополнительные полевые транзисторы элемента 3 включены пО следовательно друг с другом и с транзистором 4. Затвор каждого дополнительного полевого транзистора св зан через дополнительные регулируемые сопротивлени  10 и И с затвором следующего за ним из последовательной цепи полевых транзисторов. При этом затвор транзистора 5 св зан через дополнительное регулируемое сопротивление 12 с выходом эмиттерного повторител  13, вход которого св зан с выходом усилител  9, а его обща  точка св зана с общей точкой источника питани  I через

дополнительный источник питани  14. Исток транзистора 5 в цепи полевых транзисторов св зан с одним из входов дополнительного дифференциального усилител  15, второй вход которого подключен к выходу делител  напр жени  16, выполненного на сопротивлени х 17 и 18. Делитель напр жени  16 включен параллельно элементу 3. Выход усилител  15 св зан со входом первого усилительного каскада 19, обща  точка которого св зана с общей точкой источника питани  I, а выход - со входом второго усилительного каскада 20 и через .нагрузку 21 с дополнительным источником питани  22. Выход второго усилительного каскада 20

св зан с затвором последнего в цепи транзисторов 6 элемента 3.

Устройство работает следующим образом .

При включении источника питани  1 его

напр жение поступает на делитель напр жени , одним плечом которого  вл етс  сопротивление 2, а другим - параллельно включенные делитель напр жени  16, регулируемый элемент 3 и обмотка замещени 

преобразовател  7. Напр жение на втором плече делител  сравниваетс  с напр жением источника напр жени  8 с помощью усилител  9. Если сравниваемые напр жени  не равны между собой, возникающий

сигнал рассогласовани  усиливаетс  усилителем 9 и пош,аетс  на элемент 3, непосредственно на затвор транзистора 4 и через эмиттерный повторитель 13 и сопротивлени  10, И и 12 - на затворы всех транзнсторов 5, 6. При этом величина сигнала рассогласовани  на затворах всех транзисторов 5, 6 практически равна величине сигнала рассогласовани  на затворе транзистора 4, поскольку коэффициент передачи эмиттерного повторител  13 близок, к единице.

Поскольку полевые транзисторы элемента 3 работают в режиме управл емых сопротивлении , сигналы на затворах синфазно измен ют их активные сопротивлени . При этом напр жение источника 1 перераспредел етс  между сопротивлением 2с одной стороны и параллельно включенными

элементами 16, 3 и 7 с другой стороны. Изменение сопротивлени  элемента 3 и св занное с этим перераспределение напр жени  источника питани  1 происход т до тех пор, пока напр жение не станет равным напр жению источника напр жени  8.

Нормальна  работа регулируемого эле-мента 3 обеспечиваетс  в случае, если на-пр жение «сток-исток каждого из включенных в последовательной цепи транзисторов 4, 5, 6 меньше значений напр жени  отсечки у этих транзисторов. Соблюдение этого услови  в статическом режиме работы , т. е. при неизменном значении напр жени  на внешней нагрузке, достигаетс  выбором напр жени  на элементе 3, не превышающем значени , равного сумме напр жений отсеЧки всех транзисторов 4, 5, 6, а также регулировками сопротивлений 10, 11, 12 и сопротивлений в усилительных каскадах 19 и 20. Если напр жени  отсечки последовательно включенных в регулируемом, -элементе 3 транзисторов 4, 5, 6 равны между собой, то величины регулируемых сопротивлений 10, 11, 12 устанавливаютс  равными между собой. Тогда активные сопротивлени  транзисторов 4, 5 и 6 и соответственно падени  напр жени  на них оказы:ваютс  также равными друг другу.

В динамическом режиме работы, т. е.. при изменении напр жени  на внешней нагрузке , обусловленном, в частности, необходимостью изменени  в несколько раз мош,:ности калибровки первичного измерительлого преобразовател  лазерного излучени  в составе эталонных установок высшей точности , возникает резкое запирание (или отпирание ) транзисторов 5 и 6, что может :привести к нарушению нормальной работы элемента 3 и, как следствие, к нарушению нормальной работы блока калибровки в .целом.

Обеспечение нормальной работы блока калибровки в динамическом режиме при изменении напр жени  на внешней нагрузке в широком диапазоне достигаетс  с помощью дифференциального усилител  15: сравнением сигналов на стоке транзистора 4 и на выходе делител  напр жени  16 с последующим усилением сигнала рассогласовани  усилителем 15 и его подачей через усилительные каскады 19 и 20 на затворы всех транзисторов 5, б и, таким образом, изменением напр жени  на стоке транзистора 4 до тех пор, пока его напр жение «сток-исток не сравн етс  с напр жением на выходе делител  напр жени  16. При этом напр жени  на затворах всех транзисторов 5, 6 автоматически устанавливаютс  такими, что активные сопротивле .ни  этих транзисторов, а следовательно, и падени  напр жени  на них уравниваютс .

Предлол енный стабилизатор позвол ет :при создании первичных измерительных преобразователей лазерного излучени  дл  эталонных установок высшей точности уве .личить в дес тки раз сопротивление обмотки замещени  калибруемого первичного измерительного преобразовател , что, в свою ючередь, во столько же раз ослабл ет вли ние сопротивлени  длинных подвод ш,их проводов от блока калибровки к обмотке замещени , а также переходных сопротивлений в контактах выходного разъема блока калибровки и в результате повышает точность калибровки. При этом стабильность напр жени  на внешней нагрузке во Бремени, а также при изменении температуры окружающей среды, напр жени  питающей сети и других дестабилизирующих факторов, не ухудшаетс .

Claims (3)

1. ГОСТ 8.275-78. Государственный первичный эталон и общесоюзна  поверочна  схема дл  средств измерений средней мощности лазерного излучени  в диапазоне длин волн 0,3-12,0 мкм. Госстандарт.

2.ГОСТ 8276-78. Государственный спе-циальный эталон и общесоюзна  поверочна  схема дл  средств измерений энергии, импульсного лазерного излучени  в диапазоне длин волн 0,3-12,0 мкм. Госстандарт.

3.Загорский Я. Т. Прецизионный источник напр жени  и тока, «Измерительна , техника, № 6, 1978, с. 32 (прототип).