SU824164A1 - Reference voltage source - Google Patents
Reference voltage source Download PDFInfo
- Publication number
- SU824164A1 SU824164A1 SU792792464A SU2792464A SU824164A1 SU 824164 A1 SU824164 A1 SU 824164A1 SU 792792464 A SU792792464 A SU 792792464A SU 2792464 A SU2792464 A SU 2792464A SU 824164 A1 SU824164 A1 SU 824164A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- temperature
- output
- source
- resistors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может применяться в качестве двухполярного источника постоянного напряжения, например, в автоматических измерительных системах.The invention relates to electrical engineering and can be used as a bipolar constant voltage source, for example, in automatic measuring systems.
Известны источники напряжений, используемые в радиотехнических установках и· приборах для создания опорных напряжений [1] .Known voltage sources used in radio installations and · devices for creating reference voltages [1].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является источник опорного напряжения, содержащий мостовую схему cq стабилитронами в двух противоположных плечах и резисторами в двух других плечах и два операционных усилителя, поочередно подключаемые к выходной клемме источника. Первый усилитель инвертирующим входом соединен с анодом и выходом - с катодом одного ИЗ! ста-’ билитронов, а второй усилитель инвертирующим входом соединен с катодом И выходом - с анодом другого стабилитрона мостовой схемы Г2 J.The closest in technical essence to the proposed one is a reference voltage source containing a bridge circuit with qq zener diodes in two opposite arms and resistors in two other arms and two operational amplifiers, alternately connected to the output terminal of the source. The first amplifier with an inverting input is connected to the anode and output - to the cathode of one of the FMs! st ’bilitrons, and the second amplifier is connected by an inverting input to the cathode AND output to the anode of another zener diode of the bridge circuit G2 J.
В известном источнике опорного напряжения температурная погрешность в основном определяется температурными погрешностями стабилитронов.In a known reference voltage source, the temperature error is mainly determined by the temperature errors of the zener diodes.
' .· 2 ''. · 2 '
Добиться уменьшения температурной погрешности можно либо термостатированием схемы, либо созданием схем температурной компенсации, применяя элементы с малыми температурными коэффициентами. Если пользоваться термостатированием схемы, то возрастают габариты и потребляемая мощность источника, а также возрастает время выхода на режим и ухудшается временная стабильность источника. Применение элементов с малыми температурными коэффициентами неэффективно, так как нужен выбор элементов с одинаковыми температурными коэффициентами.You can achieve a reduction in temperature error either by thermostating the circuit, or by creating temperature compensation circuits using elements with low temperature coefficients. If you use the temperature control circuit, then the dimensions and power consumption of the source increase, as well as the time to enter the mode increases and the temporary stability of the source deteriorates. The use of elements with low temperature coefficients is inefficient, since a selection of elements with the same temperature coefficients is needed.
Цель изобретения- уменьшение тем-. пературной погрешности выходного напряжения 'источника, при этом не ухудшая временной стабильности выходного напряжения.The purpose of the invention is the reduction of. the temperature error of the output voltage of the source, while not compromising the temporal stability of the output voltage.
Поставленная цель достигается тем, что источник опорного напряжения, содержащий мост со стабилитронами в двух противоположных плечах и резисторами в двух других плечах, клемму подключения источника управляющего напряжения, два операционных усилителя, выходы которых являются выходами устройства и подключены к двум противоположным вершинам моста, неинвертирующие входы'присоединены к клемме подключения источника управляющего напряжения, имеет также два дополнительных операционных усилителя, неинвертирующие входы которых подключены через цепочки из двух последовательно включенных дополнительных резисторов к выходам устройства и к другим противоположным вершинам моста, выходы дополнительных усилителей присоединены к своим инвертирующим входам и к инвертирующему входу первого и второго, соответственно, основных операционных усилителей, а также через дополнительные диоды разного направления к точкам соединения дополнительных резисторов последовательных резистивных цепей.This goal is achieved by the fact that the reference voltage source, containing a bridge with zener diodes in two opposite arms and resistors in the other two arms, a control voltage source connection terminal, two operational amplifiers, the outputs of which are device outputs and are connected to two opposite bridge vertices, non-inverting inputs '' connected to the control voltage source connection terminal, also has two additional operational amplifiers, the non-inverting inputs of which are connected Through a chain of two series-connected additional resistors to the outputs of the device and to other opposite vertices of the bridge, the outputs of the additional amplifiers are connected to their inverting inputs and to the inverting input of the first and second, respectively, main operational amplifiers, as well as through additional diodes of different directions to the connection points additional resistors in series resistive circuits.
На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого источника опорного напряжения.The drawing shows an electrical diagram of the proposed reference voltage source.
Источник опорного напряжения выполнен на основе мостовой схемы, в противоположных плечах которой включены два стабилитрона 1 и 2 и два резистора 3 и 4. К выходной клемме 5 положительных выходных напряжений подключены выход операционного усилителя 6, Одна клемма резистора 4 и катод стабилитрона 1, к выходной клемме 7 отрицательных выходных напряжений подключены выход операционного усилителя 8, одна клемма резистора 3 и анод стабилитрона 2. Клемма 9 подключения управляющего напряжения присоединена к неинвертирующему входу операционных усилителей б и 8. Неинвертирующие входы дополнительных операционных усилителей 10 и 11 подключены через два тфсЛедОвательно включенных резистора, соответственно 12, 13 и 14, 15 к выходу 5 и через два последовательно включенных резистора, соответственно 16, 17 и 18, 19 - к выходу 7. Выходы дополнительных усилителей 10 и 11 присоединены прямо к своим инвертирующим входам, и к инвертирующим входам основных операционных усилителей 6 и 8, соответственно, а. также через дополнительные диоды разного направления 2Q и 21.или 22 и 23 к точкам соединения дополнительных резисторов последовательных резистивных цепей 12, 13 иЛб, 17 или 14, 15 и 18, 19, соответственно.The reference voltage source is based on a bridge circuit, on the opposite shoulders of which two zener diodes 1 and 2 and two resistors 3 and 4 are connected. The output of operational amplifier 6 is connected to the output terminal 5 of the positive output voltages. One resistor 4 terminal and the zener diode 1 cathode are connected to the output the terminal 7 of the negative output voltages is connected to the output of the operational amplifier 8, one terminal of the resistor 3 and the anode of the zener diode 2. Terminal 9 connecting the control voltage is connected to the non-inverting input of the operating voltage she’s b and 8. The non-inverting inputs of the additional operational amplifiers 10 and 11 are connected through two tfs Ice-connected resistors, respectively, 12, 13 and 14, 15 to output 5, and through two series-connected resistors, respectively 16, 17 and 18, 19, to output 7 The outputs of the additional amplifiers 10 and 11 are connected directly to their inverting inputs, and to the inverting inputs of the main operational amplifiers 6 and 8, respectively, a. also through additional diodes of different directions 2Q and 21.or 22 and 23 to the connection points of additional resistors of series resistive circuits 12, 13 and Lb, 17 or 14, 15 and 18, 19, respectively.
Все используемые операционные усилители 6, 8, 10 и 11 охвачены глубокой отрицательной обратной связью, и поэтому для упрощения анализа можно считать, что напряжение на обоих выходах усилителей фактически равны и их температурные дрейфы на порядок меньше температурных коэффициентов стабилитронов.All used operational amplifiers 6, 8, 10, and 11 are covered by deep negative feedback, and therefore, to simplify the analysis, we can assume that the voltage at both outputs of the amplifiers is practically equal and their temperature drifts are an order of magnitude lower than the temperature coefficients of the zener diodes.
На выходе усилителя 6 формируется стабилизированное положительное постоянное напряжение U^, а на выходе усилителя 8 отрицательное стабилизированное постоянное напряжение U-7At the output of amplifier 6, a stabilized positive constant voltage U ^ is formed, and at the output of amplifier 8, negative stabilized constant voltage U -7
Uj-(T) = г и7(т) = и;Uj- (T) = r and 7 (t) = u;
где U4 , (О10 U9 = U. (Т)+ Ug ,where U 4 , (O10 U 9 = U. (T) + Ug,
- Ua(T),- U a (T),
- падения напряжения на стабилитронах 1 и 2, соответственно*,- voltage drops at zener diodes 1 and 2, respectively *,
- напряжение управляющего источника 9;- voltage control source 9;
- температура.- temperature.
ЗдЧерез стабилитроны 1 иZd through zener diodes 1 and
ТT
Токи 3^ , равны □ ую(т) .The currents 3 ^ are equal to □ y ω (t).
С ч~ R, + β~ о---- >C h ~ R, + β ~ o ---->
ί (ту- < UaaCnί (tu- <UaaCn
J) где U2o’ U21 ’ U2i’ ϋ2?Γ RrJ) where U 2o ' U 21' U 2i ' ϋ 2? Γ R r
- падения напряжения стабилитронов 1 и 2, соответственно;- voltage drops of zener diodes 1 and 2, respectively;
падения напряжения диодов 20-23. сопротивления резисторов 3, 4, 13, 16, 14 и 18. Выходные напряжения U_, UT и тост абили.тронов 3γ , За имеют темпе30 ί КИ ратурную зависимость. При изменении температуры от Т4 до изменяется . падение напряжения стабилитронов на величину δ (Т) и ди а (т) ;voltage drop of diodes 20-23. the resistances of resistors 3, 4, 13, 16, 14, and 18. The output voltages U_, U T, and the toast of the abili trons 3 γ , З а have a temperature of 30 ί KI temperature dependence. When the temperature changes from T 4 to changes. Zener voltage drop by δ (T) and di a (t);
ди^Т) = ϋ7. (^) - 1¼. (Ь,); диа(т) = (tJ ) - иа (tJ) , (3/ которые и вызывают изменения выходных напряжений. Чтобы выходные напряжения остались неизменными, надо изменитьтоки через стабилитроны Ц, и так, чтобы ди, (т) = 0 иd ^ T) = ϋ 7 . (^) - 1¼. (B,) ; di a (t) = (tJ) - and a (tJ), (3 / which cause changes in the output voltages. In order for the output voltages to remain unchanged, it is necessary to change the currents through the zener diodes C, and so that di, (t) = 0 and
AUzj. (Т) = 0.AUzj. (T) = 0.
Далее рассмотрим как уменьшается температурная погрешность выходного напряжения отрицательной полярности. Для упрощения анализа предположим, что напряжение управляющего источника равняется нулю и при увеличении температуры от до Та падение напряжения стабилитрона Уменьшается. Чтобы 1М (Т4) = Ua (Та), т.е.Next, we consider how the temperature error of the output voltage of negative polarity decreases. To simplify the analysis, assume that the control voltage source is zero, and when the temperature increases from T to a zener voltage drop decreases. To 1M (T 4 ) = U a (T a ), i.e.
-ΑΙΙχ (Т) = 0, надо-увеличить ток За стабилитрона .2 так, чтобы приращение тока составило . '1 (4) где RCT - дифференциальное сопротивление стабилитрона 2 при токе 3 2. (Т) .-ΑΙΙχ (Т) = 0, it is necessary to increase the current Zener diode .2 so that the current increment is. '1 (4 ) where R CT is the differential resistance of the Zener diode 2 at a current of 3 2. (T).
Выбирая ток через резистор 18Selecting current through resistor 18
6(Т) = аЗ^(Т), получаем соответствующую компенсацию напряжения стабилитрона 2 (Т) =0 так, чтобы при изменений температуры выходное напряжение оставалось стабиль5 ным. Величина сопротивления резистора 18,выбирается соотношением й 18' ДЭ4(Т) ’ (5) где U,2j (Tj ) и U23 (Т^) - напряжения, диода 23 при температурах, Tj и ^соответственно.6 (Т) = аЗ ^ (Т), we obtain the corresponding compensation of the voltage of the zener diode 2 (Т) = 0 so that, with temperature changes, the output voltage remains stable5. The value of resistor 18 is selected by the relation d 18 'DE 4 (T)' (5) where U, 2j (Tj) and 23 U (T ^) - voltage diode 23 at temperatures, Tj and ^ respectively.
Чтобы исключить температурную койкой точности выходного напряжения исключить из источника дорогостоящий термостат и, кроме того, благодаря исключению термостата, время готовности прибора к работе умень. шается с 45-60 мин до 5-10 мин, что дает потребителю выигрыш во времени на 10% при 8-ми часовом режиме эксплуатации прибора.In order to exclude the accuracy of the output voltage by the temperature bed, to exclude the expensive thermostat from the source and, in addition, due to the exclusion of the thermostat, the readiness time for operation of the device is reduced. It takes from 45-60 minutes to 5-10 minutes, which gives the consumer a 10% gain in time with an 8-hour operation mode of the device.
пенсацию выходного напряжения ниже температуры выбираем сопротивление резистора 19 ·compensation of the output voltage below the temperature, select the resistance of the resistor 19
R - ио.СЦ)~ Uxb(Tj) 19 (Ь).R - and o.S.C.) ~ Uxb (Tj) 19 (b).
Если при возрастании температуры наблюдается увеличение падения напряжения стабилитрона 2,. то соответствующую компенсацию тока стабилитрона получаем, уменьшая ток ре- 20 зистора 14. При расчете можно применять формулы (!) - (5), если в них диод 23 заменить диодом 22, резистор 18 - резистором 14, а резистор 19 - резистором 15.If with increasing temperature there is an increase in the voltage drop of the Zener diode 2 ,. then we obtain the corresponding compensation of the zener diode current by reducing the current of the resistor of resistor 14. In the calculation, you can use formulas (!) - (5), if the diode 23 is replaced by diode 22, resistor 18 is replaced by resistor 14, and resistor 19 is replaced by resistor 15.
Таким образом, при помощи резисторов 18 и 19, а также диода 23 получаем линейную компенсацию тока стабилитрона 2 отрицательным температурным коэффициентом напряжения в интервале температур от до Ъ-, а при помощи резисторов 14 и 15 и диода 22 получаем линейную компенсацию тока стабилитрона 2 в области положительного температурного коэф- -j. фициента напряжения.Thus, using resistors 18 and 19, as well as diode 23, we obtain linear compensation of the Zener diode current 2 by a negative temperature coefficient of voltage in the temperature range from b-, and using resistors 14 and 15 and diode 22 we obtain linear compensation of the Zener diode 2 in the region positive temperature coefficient -j. stress factor.
’ Аналогично этой процедуре выраба тывается и положительное выходное напряжение’A positive output voltage is generated in the same way.
При правильном выборе номиналов резисторов получен суммарный темпе- .40 ратурный коэффициент напряжения в интервале температур от + 10 до + 50°С не более 0,002%, т.е. предлагаемое схемное решение уменьшает температурный коэффициент напряжения 45 источника на порядок.With the correct choice of resistor values, the total temperature coefficient of .40 temperature coefficient in the temperature range from + 10 to + 50 ° C is not more than 0.002%, i.e. the proposed circuit solution reduces the temperature coefficient of voltage of the source 45 by an order of magnitude.
Благодаря уменьшению температурной погрешности согласно предлагаемому техническому решению можно, при обеспечении определенной высо-By reducing the temperature error according to the proposed technical solution, it is possible, while ensuring a certain high
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792792464A SU824164A1 (en) | 1979-07-05 | 1979-07-05 | Reference voltage source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792792464A SU824164A1 (en) | 1979-07-05 | 1979-07-05 | Reference voltage source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU824164A1 true SU824164A1 (en) | 1981-04-23 |
Family
ID=20838996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792792464A SU824164A1 (en) | 1979-07-05 | 1979-07-05 | Reference voltage source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU824164A1 (en) |
-
1979
- 1979-07-05 SU SU792792464A patent/SU824164A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2492901A (en) | Biased diode logarithmic compensating circuit for electrical instruments | |
SU824164A1 (en) | Reference voltage source | |
US4081696A (en) | Current squaring circuit | |
US3263170A (en) | Expanded scale voltmeter bridge circuit having equal value linear and non-linear impedance arms at balance | |
US4336494A (en) | Insulation resistance tester | |
US3065418A (en) | Vernier potentiometer | |
US2677102A (en) | Transfer conductance test set | |
SU1334123A1 (en) | Bipolar stabilized power source | |
SU892429A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
US3488592A (en) | Rectifier circuits with compensation to approximate the square law characteristic | |
SU1010568A1 (en) | Device for converting voltage to current | |
SU729578A1 (en) | Reference voltage source | |
SU610025A1 (en) | Multithreshold unbalanced dc bridge | |
SU1138794A1 (en) | Reference voltage source | |
SU989486A1 (en) | Measuring device | |
SU767940A1 (en) | Amplitude detector | |
US3297939A (en) | Direct reading potentiometer | |
SU953579A2 (en) | Differential indicator | |
SU777648A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
SU752294A1 (en) | Dc voltage stabilizer | |
SU942048A1 (en) | Minimum signal discriminator | |
SU748373A1 (en) | Compensation-type dc voltage stabilizer | |
SU619913A1 (en) | Direct current or voltage stabilizer | |
SU714370A1 (en) | Stabilized electric power supply source | |
SU742903A1 (en) | Device for protecting user in dc circuit |