CS205648B1

CS205648B1 - Connection of the circuit of the temperature compenzation of the four-pole with specified volt-ampere charcteristics aproximated by the polygone

Info

Publication number: CS205648B1
Application number: CS901978A
Authority: CS
Inventors: Dusan Stehlik
Original assignee: Dusan Stehlik
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález sa týká zapojenia obvodu teplotnej kompenzácie štvorpólu s predpísanou volt-ampérovou charakteristikou aproximovanou polygonom, tvořeného teplotně závislým napěťovým zdrojom, napěťovo riadeným prúdovým zdrojom, Štvorpólom, predpěťovými odpormi a snímacím odporom.The invention relates to a circuit of a quadrupole temperature compensation circuit having a prescribed volt-ampere characteristic approximated by a polygon comprising a temperature-dependent voltage source, a voltage-controlled current source, quadrupole, bias resistors and a sensing resistor.

Doteraz sa v meracej technike analogových počítačov vytvára zadané vstupno-výstupná volt-ampérová charakteristika, ňalej len VA charakteristika zapojením pozostávajúcim z diod a ohmických odporov tak, že sa prevedie aproximácia zadanej VA charakteristiky lomenou čiarou. Výhoda tohoto zapojenia na vytvorenie zadanej VA charakteristiky spočívá v tom, že pri jej zostavovaní sa používajú lineárně odpory, ktoré sa realizujú 8 vysokou presnosťou. Naproti tomu nevýhoda tohoto zapojenia spočívá v teplotnej závislosti otváracích napatí diod, ktoré sú určené napětím zodpovedajúcim bodom zlomu realizovanéj VA charakteristiky, pretože už otváracie napatie samotnéj diódy je teplotně závislé. Tým sa presnosť realizovanej VA charakteristiky so změnou teploty zhoršuje.Up to now, the input I / O volt-amp characteristic, hereinafter referred to as the VA characteristic, is made in the analog computer measurement technique, consisting of diodes and ohmic resistors, by approximating the given VA characteristic by a broken line. The advantage of this wiring for the creation of a given VA characteristic lies in the fact that in its assembly, linear resistors are used which are realized with high accuracy. On the other hand, the disadvantage of this connection lies in the temperature dependence of the diode opening voltages, which are determined by the voltage corresponding to the breaking point of the realized VA characteristic, since the opening voltage of the diode itself is temperature dependent. As a result, the accuracy of the realized VA characteristic with temperature change deteriorates.

Vyššie uvedenú nevýhodu známého zapojenia rieši zapojenie obvodu teplotnej kompenzácie štvorpólu s predpísanou VA charakteristikou podTa tohoto vynálezu, ktorého podstatou je, že jeden výstup teplotně závislého napěťového zdroja je připojený na vstup napaťovo riadeného prúdového zdroja. Druhý výstup teplotně závislého napěťového zdroja je připojený paralelné na vstupy predpěťových odporov tak, že výstup prvého predpaťového od205 648The above-mentioned disadvantage of the known circuit is solved by the circuit of the quadrupole temperature compensation circuit with the prescribed VA characteristic according to the invention, which is based on the fact that one output of the temperature-dependent voltage source is connected to the input of the voltage-controlled current source. The second output of the temperature-dependent voltage source is connected in parallel to the inputs of the bias resistors so that the output of the first bias voltage from 205 648

203 848 póru je připojený na vatup druhého odporu realizácie VA charakteristiky a cez prvú spínaciu diodu na vstup prvého odporu realizácie VA charakteristiky a na vstup, výetup druhého predpaťového odporu je připojený na vstup /2n-l/ odporu realizácie VA charakteristiky a cez druhů spínaeiu diodu na vstup druhého odporu realizácie VA charakteristiky, až výstup n-tého predpaťového odporu je připojený na vstup /2n+l/ odporu realizácie VA charakteristiky a cez n-tú spínaeiu diodu na vstup n-tého odporu realizácie VA charakteristiky. Výstupy odporov realizácie VA charakteristiky sú připojené na vstup 3nímacieho odporu, ktorý je spolu 8 výstupom napaťovo riadeného prúdového zdroja připojený na výstup.203 848 of the pore is connected to the input of the second resistor of the realization of the VA characteristic and through the first switching diode to the input of the first resistor of the realization of the VA characteristic and to the input; at the input of the second resistor of the realization of the VA characteristic until the output of the nth biasing resistor is connected to the input (2n + 1) of the resistor of the realization of the VA characteristic and through the n th switching diode to the input of the nth resistor of the realization of the VA characteristic. The outputs of the resistors of realization of the VA characteristic are connected to the input of the 3-sensing resistor, which is connected to the output together with the 8 output of the voltage-controlled current source.

Výhodou zapojenia obvodu teplotněj kompenzácie štvorpólu s predpleanou VA charakteristikou aproximovanou polygónom je, že přesnost’ realizovanej charakteristiky je v širokom teplotnom rozsahu stálá /od -20 °C do +60 °C/ a chyba realizovanej charakteristiky vyvolaná změnou teploty je 10 až 15 krát menšia ako u nekompenzovaného štvorpólu s predpísanou VA charakteristikou. Ďalšou výhodou zapojenia obvodu teplotněj kompenzácie podl’a tohoto vynálezu je, že pře zaistenie přesnosti realizovanej charakteristiky sa štvorpól s predpísanou charakteristikou nemusí termostetovat.The advantage of connecting a quadrupole temperature compensation circuit with a predicted VA characteristic approximated by a polygon is that the accuracy of the realized characteristic is stable over a wide temperature range (from -20 ° C to +60 ° C) and the realized error caused by temperature change is 10 to 15 times less as in the uncompensated quadrupole with the prescribed VA characteristic. Another advantage of the circuit of the temperature compensation circuit of the present invention is that, to ensure the accuracy of the realized characteristic, the quadrupole with the prescribed characteristic does not need to be thermostetted.

Zapojenie obvodu teplotnej kompenzácie štvorpólu s predpísanou VA charakteristikou aproximovanou polygónom je příkladné znázorněné na pripojenom výkrese, kde je konkrétné zapojenie převedené následovně: Teplotně závislý napaťový zdroj je realizovaný zapojením zdroja jednosměrného napatia teplotně nezávislého pozostávajúceho z teplotně kompenzovanej Zenerovej diody 16 a druhého naetavovacieho odporu 15. zdroja jednosměrného napatia teplotně závislého tvořeného diodou 12 a prvým nastavovacím odporom 11 a sumačného zosilovača, ktorý pozostáva z prvého invertujúceho zosilovača 19 prvého odporu 13. prvého regulačného odporu 17 a druhého regulačného odporu Jg,. Jeden výstup teplotně závislého napaťového zdroja 10 je připojený na vstup napaťovo riadeného prúdového zdroja 20, ktorý je tvořený druhým invertujúcim zosilovačom 27 _r druhým odporom 24. odporom spatnej vazby 25 a nulovacím odporom 26. Druhý výstup teplotně závislého napaťového zdroja 10 je připojený paralelné na vstupy predpáťových odporov Ja, lb. ... ln-1. ln. Výstup prvého predpaťového odporu la je připojený na vatup druhého odporu 2b realizácie VA charakteristiky a cez prvú spínaeiu diodu 3a na vetup prvého odporu 2a realizácie VA charakteristiky a na vstup 31. Výstup druhého predpaťového odporu lb je připojený na vstup /2n-l/odporu 2n-l realizácie VA charakteristiky a cez druhů spínaeiu diodu 3b na vstup druhého odporu 2b realizácie VA charakteristiky. Až výstup n-tého predpaťového odporu ln je připojený na vstup /2n+l/ odporu realizácie VA charakteristiky 2n+1 a cez n-tú spínaeiu diodu 3n na vstup n-tého odporu 2a.2b. ... 2n-l. 2n. 2n+l. realizácie VA charakteristiky. Výstupy odporov realizácie VA charakteristiky sú připojené na vstup snímacieho odporu £, ktorý je spolu s výstupom napaťovo riadeného prúdového zdroja 20 připojený na výstup 32.The connection of the quadrupole temperature compensation circuit with the prescribed VA characteristic approximated by the polygon is shown by way of example in the attached drawing, where the particular circuit is converted as follows: a temperature-dependent unidirectional voltage source consisting of a diode 12 and a first adjusting resistor 11; One output of the temperature-dependent voltage source 10 is connected to the input of the voltage-controlled current source 20, which consists of a second inverting amplifier 27 _{r, a} second resistor 24, a feedback resistance 25 and a zero resistor 26. The other output of the temperature-dependent voltage source 10 is connected parallel to the inputs bias resistors Ja, lb. ... ln-1. ln. The output of the first bias resistor 1a is connected to the input of the second resistor 2b of the realization of the VA characteristic and through the first switching diode 3a to the input of the first resistor 2a of the realization of the VA characteristic and to the input 31. 1 of the realization of the VA characteristic and through the types of switching diode 3b to the input of the second resistor 2b of the realization of the VA characteristic. Only the output of the nth biasing resistor ln is connected to the input (2n + 1) of the resistor realizing the VA characteristic 2n + 1 and through the nth switching diode 3n to the input of the nth resistor 2a.2b. ... 2n-l. 2n. 2n + l. realization of VA characteristics. The outputs of the resistors of realization of the VA characteristic are connected to the input of the sensing resistor 6, which, together with the output of the voltage-controlled current source 20, is connected to the output 32.

Predpatie pře spínacie diody štvorpólu 3a.3b. ... 3n-l. 3n a predpísanou VA charakteristikou sa odvádza 8 teplotně závislého napaťového zdroja 10 tak, že katody spínacích diód Ja, Jb, ... 3n-l. 3n spolu s odpormi 2a.2b. ... 2n-l. 2n. 2n+l. realizácie VA charakteristiky tvoriacimi štvorpól s predpísanou VA charakteristikou sú spojené cez predpa205 848 ťové odpory ia» ib.... ln-1· ln na teplotně závislý napěťový zdroj 12., ktorého napátie sa mění s teplotou inverzně voči zmene otváracieho napátia spínacích diod 3a, 3b.. .3a=i, 3n použitých v štvorpóle s predpísanou VA charakteristikou, avšak změna napátia teplotně závislého napáťového zdroja 10 β teplotou je znásobená voči zmene otváracieho napátia diody použitej v štvorpóle s predpísanou VA charakteristikou o strednú hodnotu deliacich pomerov příslušných odporov privádzajúcich predpátie na katody spínacích diod 3a.3b ... 3n-l. 3n Stvorpólu a odporov 2a. 2b, ... 2n-l. 2n. 2n+l. realizácie VA charakteristiky, pričom změny napátia na spinacom odpore £, ktorým sa snímá výstupný prúd Stvorpólu s před písanou VA charakteristikou spósobené změnou predpatia spínacích diód 3a. 3b. ... 3n-l.Pre-voltage of quadrupole switching diodes 3a.3b. ... 3n-l. 3n and the prescribed VA characteristic, 8 of the temperature-dependent voltage source 10 is removed so that the cathodes of the switching diodes Ja, Jb, ... 3n-1. 3n together with resistors 2a.2b. ... 2n-l. 2n. 2n + l. The realization of the VA characteristics forming quadrupole with the prescribed VA characteristics are connected via a pre-charge voltage resistors ia »ib .... ln-1 · ln to a temperature-dependent voltage source 12, whose voltage varies inversely with the temperature change of the opening diodes of the switching diodes 3a. , 3b .. .3a = i, 3n used in a quadrupole with the prescribed VA characteristic, but the voltage variation of the temperature-dependent voltage source 10 β temperature is multiplied by the change in the diode opening voltage used in the quadrupole with the prescribed VA characteristic by biasing of switching diodes 3a.3b ... 3n-l. 3n Stpole and resistors 2a. 2b, ... 2n-l. 2n. 2n + l. realization of the VA characteristic, wherein the voltage variations on the switching resistor 6, which senses the output current of the quadrupole with the previously described VA characteristic, caused by a change in the biasing of the switching diodes 3a. 3b. ... 3n-l.

3n Stvorpólu s predpísanou VA charakteristikou vplyvom teploty z teplotně závislého napěťového zdroja sú kompenzované napáťovo riadeným prúdovým zdrojom 22, pričom riadiace napátie pře napáťovo riadený prúdový zdroj 20 sa odvádza z teplotně závislého napáťového zdroja 10 a tok prúdu vyvolaný týmto napáťovo riadeným prúdovým zdrojom 20 do snímacieho odporu £ je rovnaký, ale opačného směru ako prúd tečúci snímacím odporom £ z teplotně závislého napáťového zdroja 12·The quadrupole with a prescribed VA characteristic due to temperature from the temperature-dependent voltage source is compensated by the voltage-controlled current source 22, wherein the control voltage across the voltage-controlled current source 20 is removed from the temperature-dependent voltage source 10 and current flow induced by the voltage-controlled current source 20. the resistance je is the same, but in the opposite direction as the current flowing through the sensing resistor z from the temperature-dependent voltage source 12 ·

Dioda 12 teplotně závislého napáťového zdroja 10 je rovnakého typu, ako aú spinacie diody la» 3b. ··· 3n-l. 3n. Prúd tečúci diodou 12 cez prvý nastavovací odpor 11 je rovnako vel’ký ako středná hodnota prúdu, ktorý tečie cez spinacie diody Ja, 3b. ... 3n-l. 3n a sumačný zosilovač tvořený prvým invertujúcim zosilovačom 19. prvým odporom 13. prvým regulačným odporom 17 a druhým regulačným odporom 12.. Zo sumačného zosilovača sa odvádza predpátie pre spinacie diody 3a. 3b. ... 3n-1.3n. Predpátie spínacích diód 3a. 3b. ...The diode 12 of the temperature-dependent voltage source 10 is of the same type as the switching diodes 1a > 3b. ··· 3n-l. 3n. The current flowing through the diode 12 through the first adjusting resistor 11 is as large as the mean value of the current flowing through the switching diodes 1, 3b. ... 3n-l. 3n and a summation amplifier formed by a first inverting amplifier 19, a first resistor 13, a first control resistor 17 and a second control resistor 12. The biasing diodes 3a are discharged from the summation amplifier. 3b. ... 3n-1.3n. Prestressing of switching diodes 3a. 3b. ...

3n je určené výstupným napátím sumačného zosilovača a deliacim pomerom predpáťových odporov la, lb. ... ln-1. In a odporov 2a, 2b, ·♦· 2n-l, 2n, 2n+l realizácie VA charakteristiky.3n is determined by the output voltage of the summation amplifier and the dividing ratio of the bias resistors 1a, 1b. ... ln-1. In a resistors 2a, 2b, · ♦ · 2n-1, 2n, 2n + l realization of VA characteristics.

Výstupné napátie sumačného zosilovača U₂ je dané vzťahom /The output voltage of the summing amplifier U ₂ is given by /

/ pričom U·^ j^e napátie na teplotně kompenzovanéj Zenerovej diodě 16 je napátie na dióde H í<l je hodnota prvého regulačného odporu 21 R₂ je hodnota prvého odporu U,/ · For the ^ j ^E voltage of the temperature-compensated Zener diode 16, the voltage across the diode H s <l is the value of the resistor 21 of the first regulator R ₂ is the resistance value of the first U,

R^ j^e hodnota druhého regulačného odporu 18R ^e j value of the second resistor 18 of the regulatory

Hodnota výstupného napátia sumačného zosilovača U₂ ea nastaví prvým regulačným odporom H tak, aby bola váčšia, ako je najváčšie napátie zodpovedájúce bodu zlomu realizované j VA charakteristiky.The value of the output voltage of the summing amplifier U ₂ e is set by the first control resistor H so that it is greater than the greatest voltage corresponding to the breaking point of the realized VA characteristic.

Aby při nulovom vstupnom napatí Stvorpólu s predpísanou VA charakteristikou bolo ajIn case of zero input voltage of Stvorpole with prescribed VA characteristic it would be

205 048 na jeho výstupe 32 nulové napatie, tečie do snímacieho odporu £ ^z napáťovo riadeného prúdového zdroja 20 prúd rovnaký ale opačného směru, ako prúd tečúci snímacím odporom £ z teplotně závislého napaťového zdroja 10. Z toho vyplývá, že zoailnenie druhého invertujúceho zosilovača 27 je rovné -1, pričom hodnota nulovacieho odporu 25 bude taká, aby napatie na snímacom odpore £ při nulovom vstupnom napatí štvorpólu bolo nulové. Potom i keS sa mění vplyvom změny teploty napatie, z ktorého sa odvédza predpatie pre spínacie diody ··· 3n-l. Jn, štvorpólu a napatie na vstupe ££ štvorpólu je rovné nule, bude i na výatupe štvorpólu 32 napatie rovné 0.205 048 at its zero voltage output 32, a current in the same but opposite direction as the current flowing through the sensing resistor 8 from the temperature-dependent voltage source 10 flows into the sensing resistor 6 ^{from the} voltage-controlled current source 20. equal to -1, the value of the reset resistor 25 being such that the voltage at the sensing resistor £ at zero input voltage of the quadrupole is zero. Then, although the voltage is changed due to a change in the temperature of the voltage from which the prestressing for switching diodes is withdrawn, 3n-1. Jn, the quadrupole and the voltage at the input £ of the quadrupole is equal to zero, there will also be a voltage of 0 at the exit of the quadrupole 32.

Vplyvom změny teploty okolia sa změní otvéracie napatie spínacích diod £a, £b, ... 3n-1.3n o Δ U. Napatie na dióde 12 sa změní tiež o hodnotu Δ U.The opening voltage of the switching diodes £ a, £ b, ... 3n-1.3n is changed by ΔU as a result of the change in the ambient temperature. The voltage at the diode 12 also changes by ΔU.

Potom bude změna výstupného napatiaΔ U₂ sumačného zosilovača daná vzťahomí λThen the change in the output voltage Δ U _{2 of the} summing amplifier is given by λ

Δ u₂ =_ .A u ^R2 o laΔ u ₂ = _ .A u ^R 2 o la

Ak sa zvolí poměr If the ratio is selected 3 rovný poměru strednej hodnoty deliacich pomerov odporov ___ , 3 is equal to the ratio of the mean value of the resistance ratio ___, r₂ r ₂ n. n. 2b 2b lb lb ln-1 ln-1 ln ln < la lb . , ln-1 + ... — ♦ · · “ <la lb. , ln-1 + ... - ♦ · · “ ♦ m ♦ m MW·· f * * * MW ·· f •------ ' potom • ------ 'then _{k =} 1 2b · 2n-l 2n _{k =} 1 2b · 2n-1 2n 2n+l 2n + l 2n-l 2n-l 2n 2n 2n+l 2n + l

n čím je změna otváracieho napatia spínacích diód 3a. 3b. . ,_c 3n-l. štvorpólu s predpísanou VA charakteristikou vplyvom teploty kompenzovaná.n is the change in the opening voltage of the switching diodes 3a. 3b. . , _c 3n-l. quadrupole with prescribed VA characteristic due to temperature compensated.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Circuit of a quadrupole temperature compensation circuit with prescribed polygon-approximated volt-ampere characteristic consisting of a temperature-dependent voltage source, a voltage-controlled current source, a quadrupole with a prescribed VA characteristic, bias resistors and a sensing resistor, characterized in that one temperature-dependent 10 voltage output is connected to the input of the voltage-controlled current source (20) and the second output of the temperature-dependent voltage source (10) is connected in parallel to the inputs of the bias resistors (1a, 1b, ... ln-1, ln) so that the output of the first bias resistor (1a) is connected to the input of the second resistor (2b) of the realization of the VA characteristic and through the first switching diode (3a) to the input of the first resistor (2a) of the realization of the VA characteristic and to the input (31) input of resistor (2n-1) realization of VA characteristic and through kinds of switching diode (3b) (at the input of the second resistor (2b) of the realization of the VA characteristic until the output of the nth biasing resistor (ln) is connected to the input of the resistor (2n + 1) of the realization of the VA characteristic and via the n th switching diode (3n)

205 848 VA characteristic resistors (2n), while VA characteristic resistors (2a, 2b, ... 2n-1, 2n, 2n + l) are connected to the sensing resistor input (4), which is together with the output a voltage-controlled power supply (20) connected to the output (32).