9.5. Розширення границь відтворення напруг постійного струму

Д ля розширення границь відтворюваних значень напруг використовуються додаткові високовольтні транзисторні каскади підсилення [41, 54-57, 61, 66, 71]. При цьому застосовуються високовольтні блоки живлення для вихідного каскаду. Вихідні каскади більшості підсилювачів напруги працюють в режимі двопівперіодного підсилення, при цьому і струм споживання від блоків живлення операційних підсилювачів (ОП) залежить від значення вхідного підсилюваного сигналу (рис. 9.10).

Рис. 9.10. Схема розширення діапазону відтворення напруги постійного струму

Резистори R₆ та R₇ служить для виділення сигналу в колі живлення ОП, пропорційного до значення вхідного сигналу. Резистори R₂, R₄ та R₃, R₅ задають робочі режими транзисторів в колах живлення VT1 та VT2. спади напруг на резисторах R₆ та R₇ підсилюються транзисторами VT3 та VT4. Задану чутливість перетворення забезпечують вибором значення резистора навантаження ОП R₈. загальний коефіцієнт передавання задається резисторами зворотного зв'язку R₉, R₁. Вихідні транзистори вибираються з умови забезпечення високовольтних значень вихідної напруги.

9.6. Розширення границь відтворення постійного струму

Для розширення границь відтворення постійного струму на загал використовуються емітерні повторювачі, що включаються до виходу ОП та живляться від окремих потужних блоків живлення +U_ж та -U_ж (рис. 9.11) [41, 54-57, 61, 66, 71].

Рис. 9.11. Схема розширення діапазону відтворення постійного струму

Вихідний сигнал ОП через комплементарні пари потужних транзисторів VT1, VT2 та VT3, VT4 подаються до виходу. Загальний коефіцієнт передачі визначається резисторами від’ємного зворотного зв’язку R_Н та R₁. Ланки R₃, VD1 та R₄, VD2 служать для температурної компенсації вихідних транзисторів та зменшення спотворень типу „сходинка” зумовлених їх зоною нечутливості. Вихідні транзистори вибираються з умови забезпечення необхідного значення струму, що віддається в навантаження R_Н. Завдяки великому значенню коефіцієнта передачі k_оп ОП, методична похибка від зміни опору навантаження практично не перевищує значення R_н/ k_оп.

9.7. Структури серійних калібраторів напруги постійного струму та постійного струму

Серійні калібратори напруги постійного струму та постійного струму базуються за традиційною структурою (рис.9.12), окремі блоки якої розглянуті вище, або в попередніх темах.

ДОН – джерело опорної напруги; КПН-ШІМ – кодокерований подільник напруги з широтно-імпульсною модуляцією; МДМ – МДМ-підсилювач; ПВЧ – високочастотний підсилювач; ВБЖ1, ВБЖ2 – високовольтні блоки живлення; БК – блок керування

Рис. 9.12. Структурна схема серійних калібраторів постійного струму та напруги

Основою калібратора служить прецизійний широкодіапазонний двоканальний підсилювач з НЧ–каналом – МДМ–підсилювачем – та ВЧ–каналом – ПВЧ. МДМ–підсилювач знаходить різницю наруг – вихідної КПН та спадку напруги на масштабному резисторі R₀. Отже струм I₀, що протікає через резистор R₀ дорівнюватиме I₀=m Е₀/R₀. В режимі відтворення напруги резистор R₀ має певне фіксоване значення, а діапазон відтворюваних напруг задається з допомогою коду від БК зміною опору резистора R_П. Таким чином значення відтворюваної напруги подамо виразом U_К=m Е₀ R_П/R₀, при цьому перемикач SW знаходиться в лівому за рис. 9.12 положенні, а калібровані значення напруг знімаються з клем U_К1 та U_К2. В режимі відтворення постійного струму перемикач SW знаходиться в правому за рис. 9.12 положенні, а калібровані значення струму знімаються з клем І_К1 та І_К2, до яких підключається навантаження R_Н, а діапазон відтворення задається з допомогою коду від БК зміною резистора R₀.

Тоді значення відтворюваного струму I_К=m Е₀/R₀. Зміною діапазонів відтворення та значень m відтворюваних напруг U_К і струмів I_К керує БК.

Високочастотні складові (пульсації) напруги живлення через конденсатор С₁ подаються на вхід ПВЧ, підсилюються та послаблюються колом загального від’ємного зв’язку. Регульований транзистор VT1 та додатковий транзистор VT2 включені в балансний вихідний каскад підсилювача для покращення його динамічних властивостей.

Для забезпечення високих метрологічних характеристик ДОН поміщений в активний термостат, а КПН - ШІМ реалізований шестидекадним.