9.3. Калібратори на базі індуктивних подільників напруги

КПН будуються також на базі індуктивних подільників напруги (рис. 9.5 - схема КПН з керованим індуктивним подільником напруги, рис. 9.6 – схема керування електронним ключем цього КПН [45, 84]).

ЗДПН – зразкове джерело прямокутної напруги; БІДН – багатодекадний індуктивний подільник напруги; СД – старша декада; РО – регульована обмотка; ДОЗ – додаткова обмотка збудження; МД – молодша декада; К – ключ електронний; СКК – схема керування електронним ключем

Рис. 9.5. Блок схема з багатодекадним індуктивним подільником

ДЛ1 – перша диференціювальна ланка; ТП – трансформаторний підсилювач; ОВ1 – перший одновібратор; Інв – інвертор; ДЛ2 – друга диференціювальна ланка; ОВ2 – другий одновібратор; ЕП – електронний підсилювач

Рис. 9.6. Схема управління електронним ключем КПН

Взірцеве джерело змінної прямокутної напруги (ВДПН) перетворює прецизійну постійну напругу у взірцеву змінну прямокутну напругу. Ця напруга поступає на вхід багатодекадного індуктивного подільника напруги і поділяється в потрібне число n разів. Електронний ключ включається і виключається в заздалегідь визначені моменти часу, що забезпечується сигналами керування СКК. Сигнал із взірцевого джерела прямокутної напруги (ДПН) поступає на диференціювальну ланку. Потім ці імпульси підсилюються трансформаторним підсилювачем, інвертуються і поступають на вихід одновібратора ОВ1. На виході ОВ1 формуються імпульси напруги прямокутної форми, які в подальшому логічно інвертуються інвертором і диференціюються ДЛ2. Задній фронт продиференційованих імпульсів запускає одновібратор ОВ2 і на його виході формується напруга прямокутної форми. Ці імпульси підсилюються і запускають блок керування електронним ключем. Синхронізація схеми керування ключами від імпульсів ВДПН забезпечує включення електронного ключа тільки на частину тривалості прямокутного імпульса, на якому забезпечується незмінність рівня вихідної напруги. Завдяки цьому, рівень напруги на ФНЧ у встановленому режимі вдається довести до необхідного рівня ДПН поділеного в n разів індуктивним подільником напруги. Напруга з ФНЧ передається на вихід калібратора напруги через КПС. Недоліком описаного КПН є його складність і мала швидкодія.

З начно підвищити швидкодію та спростити технічну реалізацію дає можливість застосування індуктивного подільника напруги з додатковими ОП рис. 9.7. [85].

ПІПН – пасивний індуктивний подільник напруги; НО – намагнічувальна обмотка; ОВЗЗ – обмотка від’ємного зворотного зв’язку; О –обмотка; ДІО –додаткова індуктивна обмотка

Рис. 9.7. Блок-схема прецизійного індуктивного подільника напруги для КПН

При включенні RC-ланки, коефіцієнт передачі сигналу постійного струму із входу підсилювача на його вихід рівний одиниці, незалежно від коефіцієнта підсилення і не обмежує точності приладу. При збільшенні напруги в додатковій обмотці ДІО відбувається швидке послаблення передачі по колу інтегруючого зворотного зв’язку. Це приводить до різкого збільшення коефіцієнта передачі. Тому, якщо постійна часу RC-ланки Т_с набагато перевищує постійну часу t намагнічувальної обмотки, то інтегруюча ланка не вносить значних змін в коефіцієнт передачі сигналу. Отримана система має характеристичне рівняння другого порядку. При глибокому від'ємному зворотному зв’язку декремент затухання l=0,5 практично не залежить від коефіцієнту підсилення і також не обмежує точність приладу. Подільник має властивість високоякісного відтворення форми сигналу. Для сигналу прямокутної форми спотворення амплітуди Q(t)=t²/2tT_c визначається тільки постійною часу. Внаслідок наявності в чисельнику квадрату тривалості імпульса t, спотворення амплітуди спадає для коротких імпульсів.

Аналіз розглянутих схем КПН з активними індуктивними кодокерованими подільниками показує, що, по-перше, для них потрібний прецизійний перетворювач постійної напруги в змінну, по-друге, ІДН напруги, за складністю реалізації аналогічний МКПС, по-третє, похибка таких КПН сильно залежить від частотних властивостей ІДН і потребує для її зменшення прийняття спеціальних заходів, що приводять до значних апаратурних витрат. КПН на базі ІДН поступаються за точністю КПН на базі МКПС при однакових апаратурних затратах.