Магазин опору

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения сопротивления. Магазин сопротивления 'содержит операционные усилители (0У) 1 и 2, управляемый муль-' тирезистор 3, управляемый делитель 4 напряжения, коммутирующие элементы 5 и 6, выполненные в виде сдвоенных переключателей, резисторы 7 и 8, ком- • параторы 9 и 10, источник 1! опорных напряжений, коммутирующий элемент 12, цифро аналоговый преобразователь 14 и блок 13 управления,состоящий из элемента 2 ИЛИ-НЕ 15, двоичных счетчиков 16 и 17, триггеров 18, 19 и 22, элемента 3 ИЛИ 20,блока 21 задержки и генератора 23 импульсов. Магазин сопротивления имеет два режима работы: основной - воспроизведение сопротивления и дополнительный - режим коррекции, который устанавливается подачей кратковременного импульса на стробирующий вход блока 13 управления. После корректировки паразитных напряжений в ОУ 1 и 2 основной режим магазина сопротивлений устанавливается автоматически. Точность воспроизведения сопротивления повышается за счет компенсации паразитных сигналов (напряжение смещения, входные токи) ОУ I и 2. ^ 1 ил. ел OS 09 1566302 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении кодоуправляемых магазинов сопротивления. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения сопротивления. На чертеже представлена структурная схема магазина сопротивления. Магазин сопротивления содержит пер-^л вый 1, второй 2 операционные усилители (ОУ); управляемый мультирезйстор (УМР) 3, управляемый делитель напряжения (УДН) 4, первый 5 и второй 6 коммутирующие элементы, выполнен- 1$ ные в виде сдвоенных переключателей (СП), первый 7 и второй 8 резисторы, первый 9 и второй 10 компараторы, источник I1 опорных напряжений, третий коммутирующий элемент 12; блок 13 уп20 равления (БУ); цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 14. При этом блок 13 управления содержит элемент 2ШШНЕ 15, первый 16 и второй 17 двоичные счетчики (Сч), первый 18, второй 19 триггеры (Тр), элемент 3 ИЛИ 20, 25 блок 21 задержки, третий триггер 22, генератор импульсов (ГИ) 23. ния управляемого мультирезистора 3, T r s> t ~ значения переходных сопро- ! тивлений коммутирующих контактов сдвоенных переключателей П 5 и П 6. Поскольку контакты СП 6 включены между общей точкой питания и неинвергирующим входом ОУ 2, то падение напряжения на них будет скоммутировано в . выходной цепи ОУ 2. Это обеспечивается большими входным сопротивлением и коэффициентом усиления ОУ, благодаря чему напряжение на инвертирующем и неинвертирующем входах поддер- , живается одинаковым. г Таким образомtэквивалентное напряжение между зажимами МС равно Ufll= I 0 R e - I e R o O~p) e J I0R0, О ) U где сі - коэффициент деления УДН 4 между его выходом и общей точкой пи- • тания ОУ 1. Воспроизводимое сопротивление равно 0 Н Однако в выражении (2) не учтены паразитные параметры 0У: напряжения смещения и входные токи. С учетом Магазин сопротивления (МС) рабоэтих параметров выражение (2) примет тает следующим образом. 30 следующий вид: . . Магазин сопротивления имеет два режима работы: основной - воспроизнедение сопротивления и дополнительный режим коррекции, который устанавлива+ 1 ex. R, ется подачей кратковременного импуль(3) са на стробирующий вход блока 13 уп- 35 равления. После корректировки парагде е, - напряжения смещения зитных напряжений в ОУ основной ре0У 1 и 0У 2; жим МС устанавливается автоматически. - входные токи 0У Ї и вх,» э . х В основном режиме на управляющих 0У 2; 40 / входах СП 5 и СП 6 присутствует сиг- выходное сопротивлеR. нал логического " 0 м , при котором замы"""""' ние УДН 4 . каются нормально замкнутые контакты Для компенсации сигнала п о г р е т этих коммутирующих элементов. При вызванного е 0 и ности, вызванного е„ и і ,в предлаэтом ток от внешнего источника тока, гаемом МС введена схема коррекции. подключенного к входам МС (источник Работа МС в режиме коррекции. тока не показан), протекает через упПри подаче на стробирующий вход равляемый мультирезистор 3, нормальблока 13 управления нулевого импульно замкнутый контакт СП 5.1, выход са сигналом логической "і" с первого второго ОУ 2 и нормально замкнутый.': выхода БУ 13 сдвоенные переключатели контакт СП 6.2. Эквивалентное напря- 50 СП 5 и СП 6 устанавливаются в нор_ жение между входами МС складывается мально разомкнутое состояние. из напряжения на УМР 3 U t - I 0 R 0 , наВыход ОУ 1 подключается к общей пряжения на переходных контактнах точке соединения резисторов 7 и 8, а СП 5.1 U^* I r z s , выходного напряженеинвер тирующий вход и общая точка ния ОУ 2 U w , напряжения на перехода 55 питания ОУ 2 отключается от выхода ных контактах СП 6,2. U 3 =I o r o , где МС и подключается к резистору 8. В Ilft - ток от внешнего источника тока, таком положении сдвоенных переключателей СП 5 и СП 6 ток внешнего исR D - конкретное значение сопротивле 566302 точника тока через МС не протекает и на выходе УДН 4 будет только сигнал погрешности ОУ 1, равный (е # + + і R o ) (1-р), а ОУ 2 охвачен обратной связью с помощью резисторов 7 и 8 и работает как усилитель напряжения с коэффициентом усиления К = 1+ -- . Поскольку неинвертирую 6 Ц П 14 увеличивается до тех пор,пока А выходное напряжение погрепности уменьшается до уровня |U n | на вход счетчика 16 поступают счетtiXJoj; сигнал погрешности меньше доные импульсы. Информация на выходе пуска |tU n |< ltU |+U |,срабатывает компаратор 9 и на первом упС момента начала цикла коррекции 40 равляющем входе блока 13 управления на третьем входе логического элеменустанавливается уровень логического та 20 с помощью Тр 18 установлен и "0", который соответствует замыканию поддерживается уровень логического нормально разомкнутого контакта сдво' 0", на втором его входе присутствуенного переключателя (СП) 12. В этом ет уровень логической "1", а на перслучае на вход опорного напряжения вом входе - уровень логического " 0 " , ЦАП 14 поступает отрицательное напряпоскольку время задержки блока 21 жение - U o . При этом происходит измебольше времени полного заполнения нение сигнала (цифрового ) на третьем импульсами двоичных счетчиков 16 и управляющем выводе в сторону его уве- сп 17. Таким образом, на выходе элемент а личения, что в конечном итоге приво3 ИЛИ 20, который соединен с входит к увеличению выходного тока ЦДЛ 14. дом установки нуля триггера 22, подПоскольку в качестве сумматора тока держивается уровень логической 1 . ЦАП 14 использован ОУ 2, то напряжеБ момент появления на первом входе БУ 13 логической " I " на выходе ние на его выходе изменяется. 55 элемента 2ИЛИ-НЕ 15 уровень логичесПри такой полярности U o и коррекй кого " 0 , что приводит к прекращению тирующее напряжение на выходе 0У 2 генерации импульсов ГИ 23 и установнаправлено на компенсацию паразитного лению на выходах счетчиков 16 и 17 напряжения на ОУ 2. Выходной ток *г, 1566302 постоянной информации. При этом на выходе логического элемента 20 устанавливается уровень логического " 0 " , который переведет Тр 22 в нулевое состояние. Если в режиме коррекции на входах БУ 13 присутствуют уровни логических "0", то этот режим сохраняется до тех пор, пока инвертированный и задержанный с помощью блока 21 импульс стробирующего сигнала через элемент 3 ИЛИ 20 не дает возможности вернуть триггер 22 в прежнее состояние. В случае невозможности компенсации паразитных напряжений 0У при максимальном выходном сигнале ЦАП 14 импульс счетчика 17 установит на выходе триггера 18 сигнал логической "1", который не пропустит через логический элемент 3 ИЛИ 20 задержанный стробирующий импульс, а на инверсном выходе триггера 18 установится сигнал логического " 0 " , который сигнализирует о неисправности магазина сопротивления . 10 Однако поскольку К7 можно выбрать It Паї аналогичен режиму работы при I-Un [ у | ± U Q t с той разницей, что в этом режиме сработа- 30 ет компаратор 10 и на выходе триггера 19 на первом-управляющем выходе блока 13 управления установится уровень логической "1", который соответствует подключению к входу опорного напряжения ЦАЛ 14 положительного на- 35 пряжения . Б качестве управляемого ГИ можно использовать генератор на логических микросхемах, при этом один из входов 40 логического элемента использовать для управления. Б качестве триггеров можно исполь-1 зовать обычные D-триггеры, в качестве ЦАП 14, построенного по принципу 45 суммирования токов, подходит любой ЦАП, имеющий только схему управления, разрядные резисторы и коммутируемые элементы, так как в качестве преобразователя ток-напряжение в 50 схеме использован ОУ 2. Если в режиме коррекции паразитное напряжение скомпенсировано полностью, то при переходе в нормальный режим работы выходное напряжение 0У 2 55 равно 8 и з о б р е т е н и я Магазин сопротивления, содержащий управляемый мультирезистор, первый вывод которого является первым выводом магазина сопротивления и подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя, к неинвертирующему входу и соответствующему выводу питания которого подключен первый вывод управляемого делителя напряжения, второй вывод которого подключен к второму выводу управляемого мультирезистора, к первому выводу первого коммутирующего элемента и выходу первого операционного усилителя, первый и второй резисторы, второй операционный усилитель, к инвертирующему входу которого подключен отвод управляемого делителя напряжения,выход второго операционного усилителя подключен к первому выводу первого резистора, второму выводу первого коммутирующего элемента, блок управления, первый выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутирующих элементов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения сопротивления, введены первый и второй компараторы, выходы которых подключены к второму и третьему входам блока управления, пятый выход которого подключен к управляющему входу третьего коммутирующего элемента,источник опорного напряжения, первые положительный и отрицательный выводы которого подключены соответственно к неинвертирующему входу второго и инвертирующему входу первого компараторов, цифроаналоговый преобразователь, к управляющим входам которого подключены четвертые выходы блоков управления, стробирующий вход которого является входом "Коррекция" магазина сопротивления, вторым выводом которого являются выводы нормально замкнутых контактов первой и второй 1566302 групп второго коммутирующего элемента,- вывод переключающего контакта первой группы которого подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, первым выводом первого коммутирующего элемента является вывод его переключающего контакта, вторым выводом являются нормально замкнутый контакт первой груп- 10 пы и нормально разомкнутый контакт второй группы, его нормально разомкнутый контакт первой группы первого коммутирующего элемента через второй резистор подключен к выводам нормально разомкнутых контактов первой и второй групп второго коммутирующего элемента, вывод переключающего контакта второй группы которого подключен к выводу нормально замкнутого контакта 20 второй группы первого коммутирующего элемента, вывод переключающего контакта второй группы которого подключен к неинвертирующему и инвертирующему входам первого и второго компа- 25 раторов, к соответствующему выводу питания второго операционного усилителя, выходу питания цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к инвертирующему входу вто- 30 рого операционного усилителя, выводу источника опорного напряжения, вторые отрицательный и положительные выводы которого подключены к выводам нормально разомкнутого и нормально ,с замкнутого контактов третьего коммуРедактор С.Патрушева 10 тирующего элемента, вывод переключающего контакта которого подключен к опорному входу цифроаналогового преобразователя, при этом блок управления содержит элемент 2 ИЛЙ-НЕ, первый вход которого является вторым входом блока управления и подключен к R-входу второго триггера, S-вход которого является третьим входом блока" управления и подключен к второму входу элемента 2ИЛЙ-НЕ, инвертирующий выход которого через генератор импульсов подключен к С-входу первого двоичного счетчика, к R-входу которого подключены R-вход второго двоичного счетчика, к .С-входу которого подключен инверсный выход первого двоичного счетчика, R-вход первого триггера, к S-входу которого подключен инверсный выход второго двоичного счетчика, вход блока задержки, S—вход третьего триггера, который является стробирующим входом блока управления, пятым, четвертыми и первым выходами блока управления являются соответственно выход второго триггера, многоразрядные выходы первого и второго двоичных счетчиков, и выход третьего триггера, к R-входу которого подключен выход элемента 3 ИЛИ, к первому входу которого подключен инверсный выход блока задержки, к второму входу - выход элемента 2 ИЛИ-НЕ, к третьему входу - выход первого триггера. . Составитель Л.Тимошина ; Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар Заказ 1219 Тираж 553 Подписное *•* ВНИИЇЇИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101