CS219781B1 - Zapojení multiplexeru analogových milivoltových signálů - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení multiplexeru analogových milívoltových signálů, který pracuje na principu paměťového kondenzátoru.

Je známo· zapojení multiplexeru, který pracuje na uvedeném principu. Toto zapojení je provedeno· tak, že multiplexer je diferenciální se čtyřmi spínači, zapojenými po dvou v každé větvi. Paměťový kondenzátor je zapojen mezi dvěma páry spínačů. První pár spínačů je po většinu doby sepnut a rozpojuje se pouze po dobu měření. Druhý pár spínačů spíná jen v okamžiku měření a pracuje s nutným časovým zpožděním, tj. spíná po určité ochranné době po rozepnutí prvního páru a rozpíná dříve, než znovu sepne první pár spínačů multiplexeru, čímž je zajištěno oddělení vstupu od výstupu. Spínače jsou řešeny bud jako kontaktní nebo bezkontaktní. Bezkontaktní spínače se omezují na tranzistory typu MOSFET a JFET. Je běžné budit tyto tranzistory do hradel napětím ±15 V. Vlivem kapacit mezi hradlem a kanálem dochází při působení budicího· napětí na hradlo k přechodovému ději, kdy vzniklá přepínací špička může nepříznivě působit na kanálu spínače. Známé zapojení bezkontaktního multiplexeru analogových milívoltových signálů, pracujícího na principu paměťového kondenzátoru, je provedeno tak, že při rozpínání spínačů prvního páru na kanálech vznikají přepínací špičky, které při multiplexování milivoltových signálů značně převyšují užitečný signál a nepříznivě působí na náboj paměťového kondenzátoru. Rozdíl přepínacích špiček způsobuje přídavnou chýbu multiplexeru, která závisí na rozdílu kapacit mezi hradlem a kanálem obou spínačů.

Tento nedostatek odstraňuje zapojení multiplexeru analogových milívoltových signálů podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že první vstup zapojení je spojen s analogovým vstupem prvního spínače, jehož výstup je spojen s analogovým vstupem třetího spínače, s prvním vývodem paměťového· kondenzátoru a s prvním vývodem prvního· zpožďovacího kondenzátoru. Druhý vývod prvního· zpožďovacího kondenzátoru je spojen s ovládacím vstupem prvního spínače a s prvním vývodem potenciometru. Běžec potenciometru je spojen s výstupem prvního budiče. Druhý vývod potenciometru je spojen s prvním vývodem druhého zpožďovacího kondenzátoru a s ovládacím vstupem druhého, spínače, jehož analogový vstup je spojen s druhým vstupem zapojení. Výstup druhého spínače je spojen s druhým vývodem druhého· zpožďovacího kondenzátem, s druhým vývodem paměťového kondenzátoru a s analogovým vstupem čtvrtého spínače, jehož ovládací vstup je spojen s ovládacím vstupem třetího spínače a s výstupem ďruhého budiče. Výstup čtvrtého spínače je spojen s druhým výstupem zapojení, jehož první výstup je spojen s výstupem třetího spínače.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že poměrem zpoždění budicích signálů na ovládacích vstupech prvního a druhého spínače se dosahuje vyrovnání přepínacích napěťových Špiček na výstupech prvního a druhého spínače. Tím se zlepší přesnost jak zapojení multiplexeru analogových milivoltových signálů, tak i přesnost celého řetězce, který tento· multiplexer využívá.

Příklad uspořádání multiplexeru podle vynálezu je znázorněn na výkresu v blokovém schématu.

Jednotlivé bloky Tze charakterizovat takto:

První spínač 5 a druhý spínač 6 jsou bezkontaktní spínače, tvořící první pár spínačů multiplexeru. Realizují se například pomocí tranzistorů MOSFET a budí se do ovládacích vstupů 25 a 28 napětím ±15 V přes zpožďovací obvod z výstupu 19 prvního budiče 9. Z prvního vstupu 1 zapojení a druhého vstupu 2 zapojení je přes ně nabíjen paměťový kondenzátor 14.

První budič 9 je dvoutranzistorový budič, který na svém výstupu 19 vytváří napětí požadované velikosti a polarity pro ovládací vstupy 25 a 26 prvního spínače 5 a druhého· •spínače 6, Výstupní signál na výstupu 19 budiče 9 působí na ovládací vstupy 25 a 28 •přes zpožďovací obvod tvořený potenciometrem 11, prvním zpožďovacím kondenzátorem 12 a druhým zpožďovacím kondenzátorem 13.

Třetí spínač 7 a čtvrtý spínač 8 jsou bezkontaktní spínače, tvořící druhý pár spínačů multiplexeru. Realizují se například pomocí tranzistorů MOSFET a budí se do ovládacích vstupů 27 a 28 napětím ±15 V z výstupu 24 druhého budiče 10. Přes ně je napětí paměťového kondenzátoru 14 přenášeno na první výstup 3 'zapojení a druhý výstup 4 zapojení.

Druhý budič 10 je dvoutranzistorový budič, který na svém výstupu 24 vytváří napětí požadované velikosti a polarity pro ovládací vstupy 27 a 28 třetího spínače 7 a čtvrtého spínače 8. Výstupní signál na výstupu 24 budiče 10 působí přímo na ovládací vstup 27 třetího spínače 7 a na ovládací vstup 28 čtvrtého spínače 8.

Paměťový kondenzátor 14 se realizuje pomocí kondenzátorů s metallzovanou fólií z umělých hmot s vysokým izolačním odporem. Paměťový kondenzátor zprostředkuje přenos napětí mezi vstupy 1, 2 zapojení a jeho výstupy 3, 4.

Potenciometr 11, první zpožďovací kondenzátor 12 a druhý zpožďovací kondenzátor 13 tvoří zpožďovací obvod pro· ovládací vstup 25 prvního spínače 5 a pro ovládací vstup 26 druhého spínače 6.

První zpožďovací kondenzátor 12 a druhý 'zpožďovací kondenzátor 13 jsou zapojeny paralelně ke kapacitám mezi hradlem a kanálem prvního spínače 5 a druhého· spínače 6. Z elektrického hlediska nejsou na ně kladeny žádné požadavky.

Potenciometrem 11 se vyrovnávají napě219781 ťové přepínací špičky, působící na vývodech paměťového kondenzátoru 14.

První vstup 1 zapojení je spojen s analogovým vstupem 15 prvního spínače 5, jehož výstup 20 je spojen s analogovým vstupem 17 třetího spínače 7, s jedním vývodem paměťového kondenzátoru 14 a s jedním vývodem prvního zpožďovacího kondenzátoru 12. Druhý vývod prvního zpožďovacího kondenzátoru 12 je spojen s ovládacím vstupem 25 prvního spínače 5, a s prvním vývodem 112 potenciometru 11. Běžec 111 potenciometru 11 je spojen s výstupem 19 prvního •budiče 9. Druhý vývod 113 potenciometru 11 je spojen s prvním vývodem druhého zpožďovacího kondenzátoru 13 a s ovládacím vstupem 26 druhého spínače 6, jehož analogový vstup 16 je spojen s druhým vstupem 2 zapojení. Výstup 21 druhého spínače 6 je spojen s druhým vývodem druhého zpožďovacího kondenzátoru 13, s druhýmm vývodem paměťového· kondenzátoru 14 a s analogovým vstupem 18 čtvrtého spínače 8, jehož ovládací vstup 28 je spojen s ovládacím vstupem 27 třetího spínače 7 a s výstupem 24 druhého budiče 10. Výstup 23 čtvrtého spínače 8 je spojen s druhým výstupem 4 zapojení, jehož první výstup 3 je spojen s výstupem 22 třetího spínače 7.

Zapojení pracují takto: Vstupní analogové milivoltové napětí ise přivádí diferenciálně na první vstup 1 zapojení a druhý vstup 2 zapojení a dále na analogový vstup 15 prvního spínače 5 a analogový vstup 16 druhého spínače 6. První spínač 5 a druhý spínač 6 jsou po většinu doby sepnuty, čímž se zajišťuje, že z jejich výstupů 20 a 21 se nabíjí paměťový kondensátor 14. Spínání a rozepínání prvního· spínače 5 a druhého spínače 6 ise zajišťuje napětím požadované velikosti a polarity na ovládacím vstupu 25 prvního spínače 5 a ovládacím vstupu 26 druhého· spínače 6. Napětí se vytváří výstupním signálem prvního budiče 9 na výstupu 19 a zpožďovacím obvodem, tvořeným potenciometrem 11 a prvním zpožďovacím kondenzátorem 12 a druhým zpožďovacím kondenzátorem 13. První spínač 5 a druhý spínač 6 se rozpojují po dobu měření. Po tuto dobu je paměťový kondenzátor 14 zdrojem napětí pro třetí spínač 7 a čtvrtý spínač 8, které spínají za určitou dobu po rozepnutí prvního spínače 5 a druhého· spínače 8. Sepnutí třetího spínače 7 a čtvrtého spínače 8 se ovládá napětím požadované velikosti a polarity přímo z výstupu 24 druhého budiče 10. Po tuto dobu se napětí paměťového kondenzátoru 14 objeví na výstupu 22 třetího spínače 7 a výstupu 23 •čtvrtého spínače 8 a tím na výstupech 3 a 4 zapojení. Po ukončení měření nejdříve rozepíná třetí spínač 7 a čtvrtý spínač 8 a po určité době spíná první spínač 5 a druhý spínač 6.

Vynálezu se použije při řešení vstupních analogových milivoltových multiplexerů v jednotkách pro· sběr analogových dat.

Claims (1)

1. PREDMET

   Zapojení multiplexerů analogových milivoltových signálů, vyznačující se tím, že první vstup (lj zapojení je spojen s analogovým vstupem (15) prvního spínače {5j, jehož výstup (20) je spojen s analogovým vstupem (17) třetího spínače (7j, s prvním vývodem paměťového· kondenzátoru (14) a s prvním vývodem prvního zpožďovacího kondenzátoru (12), jehož druhý vývod je spojen s ovládacím vstupem (25) prvního spínače (5j a s prvním vývodem (112) potenciometru (11), jehož běžec (111) je spojen s výstupem (19) prvního· budiče (9) a druhý vývod (113) potenciometru (lij je spojen s prvním vývodem druhého zpožďovacího· kondenzátoru (13) a s ovládacím

   VYNALEZU vstupem (26) druhého spínače (6), jehož analogový vstup (16) je spojen s druhým vstupem (2) zapojení a výstup (21) druhého spínače (6) je spojen s druhým vývodem druhého zpožďovacího kondenzátoru (13), s druhým vývodem paměťového kondenzátem (14) a s analogovým vstupem (18) čtvrtého spínače (8), jehož ovládací vstup (28) je spojen is ovládacím vstupem (27) třetího spínače (7) as výstupem (24) druhého budiče (10) a výstup (23 j čtvrtého spínače (8) je spojen s druhým výstupem (4) zapojení, jehož první výstup (3) je spojen s výstupem (22) třetího· spínače (7).