CS266058B1

CS266058B1 - Circuit Connection for Automatic Range Switching of Digital Meter

Info

Publication number: CS266058B1
Application number: CS88205A
Authority: CS
Inventors: Michael Ing Csc Trezzi
Original assignee: Michael Ing Csc Trezzi
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS20588A1

Abstract

Řešení se týká oboru automatického přepínání rozsahů digitálního měřicího přístroje a řeší problém automatického přepínání měřicích rozsahů a rozšíření zobrazovaného údaje o jednu platnou cifru v jednodušším obvodovém zapojení, než která se používají pro daný účel v současné době. Podstata řešení spočívá v tom, že obě vstupní svorky jsou spojeny s prvním a druhým vstupem vstupního zesilovače jehož výstup je spojen se vstupem logaritmického zesilovače, jehož výstup je spojen se vstupem analogově digitálního převodníku, který je spojen s prvním sedmisegmentovým dekodérem a tříciferným displejem standardním způsobem. První tři výstupy jsou spojeny s odpovídajícími třemi vstupy vyhodnocovače stavu. První vstup sedmisegmentového dekodéru je spojen se čtvrtým vstupem vyhodnocovače stavu a zároveň se čtvrtým výstupem analogově digitálního převodníku, jehož jeden z prvních tří výstupů je spojen s prvním vstupem jednociferného displeje, jehož druhý vstup je spojen s výstupem druhého sedmisegroentového dekodéru. Vstup uvedeného dekodéru je spojen jednak s výstupem obousměrného čítače a jednak se vstupem dekodéru 1 z n. Vstup čítače je spojen s výstupem vyhodnocovací stavu, jehož pátý vstup je spojen s výstupem generátoru. Výstup dekodéru 1 z n je spojen se vstupem spínače rozsahů, jehož výstup je spojen se třetím vstupem vstupního zesilovače. Využití popsaného zapojení se předpokládá především u digitálních měřicích přístrojů, u nichž, kromě automatického přepnutí rozsahu, není zapotřebí dalších řídicích a/nebo měřicích funkcí pro dané zařízení.The solution relates to the field of automatic switching of ranges of a digital measuring instrument and solves the problem of automatic switching of measuring ranges and expansion of the displayed data by one valid digit in a simpler circuit connection than those currently used for the given purpose. The essence of the solution lies in the fact that both input terminals are connected to the first and second inputs of an input amplifier whose output is connected to the input of a logarithmic amplifier, whose output is connected to the input of an analog-to-digital converter, which is connected to the first seven-segment decoder and a three-digit display in a standard manner. The first three outputs are connected to the corresponding three inputs of a state evaluator. The first input of the seven-segment decoder is connected to the fourth input of the state evaluator and at the same time to the fourth output of the analog-to-digital converter, one of the first three outputs of which is connected to the first input of a single-digit display, whose second input is connected to the output of the second seven-segment decoder. The input of the decoder is connected to the output of the bidirectional counter and to the input of the decoder 1 of n. The input of the counter is connected to the output of the evaluation state, the fifth input of which is connected to the output of the generator. The output of the decoder 1 of n is connected to the input of the range switch, the output of which is connected to the third input of the input amplifier. The use of the described connection is expected primarily in digital measuring instruments, in which, apart from automatic range switching, no other control and/or measuring functions are required for the given device.

Description

Vynález se týká zapojení obvodu pro automatické přepínání rozsahů digitálního měřicího přístroje.The invention relates to the circuitry for automatically switching the ranges of a digital measuring instrument.

Při konstrukci měřicích přístrojů s digitálním zobrazením hodnoty měřené veličiny s jejím lineárním převodem na zobrazovaný údaj lze zkoordinovat přepínání rozsahů, které se provádí např. po .1.-1-,Λ.Lích , η .|··1Ι.·1 ου.ΊΠ ťm .1 I .| I I .1 I n i ho ύιΙ,-ι )<·, kil·· :-.1110,10 p > dekády odpovídá pollin'- pen linul í doni-I In né čárky. Při požadavku digitálního zobrazení hodnoty mčřené veličinys logaritmickou závislostí převodu na zobrazovaný údaj je řešení obtížnější, neboť přepnutí rozsahu je nutno respektovat určitou aditivní konstantou. U jednoduchých měřicích přístrojů se automatické přepínání rozsahů s logaritmickou závislostí převodu zcela pomíjí, rozsahy se přepínají ručně. U složitějších přístrojů je funkce automatického přepínání rozsahů realizována pomocí mikroprocesoru a okamžik přepnutí je dán vyhodnocením digitálního údaje. Pokud v těchto případech není, kromě automatického přepnutí rozsahu, zapotřebí dalších řídicích a/nebo měřicích funkcí pro dané zařízení, je použití mikroprocesoru z technického i ekonomického hlediska nevýhodné, neboť jeho obvodové zapojení je poměrně složité, protože pro plnění svých funkcí.vyžaduje řadu podpůrných obvodů.When designing measuring instruments with digital display of the value of the measured quantity with its linear conversion to the displayed data, it is possible to coordinate the switching of ranges, which is performed eg after .1.-1-, Λ.Lich, η. | ·· 1Ι. · 1 ου. ΊΠ ťm .1 I. | I I .1 I n i ho ύιΙ, -ι) <·, kil · ·: -. If a digital display of the value of the measured quantity with the logarithmic dependence of the conversion on the displayed data is required, the solution is more difficult, because the switching of the range must be respected by a certain additive constant. For simple measuring instruments, the automatic switching of ranges with logarithmic gear dependence is completely omitted, the ranges are switched manually. For more complex devices, the function of automatic range switching is realized by means of a microprocessor and the moment of switching is given by the evaluation of digital data. In these cases, if, in addition to automatic range switching, no other control and / or measuring functions are required for the device, the use of a microprocessor is technically and economically disadvantageous, as its circuitry is relatively complex because it requires a number of support functions. circuits.

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje zapojení obvodu pro automatické přepínání rozsahů digitálních měřicích přístrojů podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že první vstupní svorka je spojena s prvním vstupem a druhá vstupní svorka s druhým vstupem vstupního zesilovače, jehož výstup je spojen se vstupem logaritmického zesilovače. Výstup logaritmického zesilovače je spojen se vstupem analogově digitálního převodníku, který je s prvním sedmisegmentovým dekodérem a tříciferným displejem propojen standardním způsobem. První, druhý a třetí výstup analogově digitálního převodníku je spojen s odpovídajícím prvním druhým a třetím vstupem vyhodnocovače stavu. První vstup sedmisegmentového dekodéru je spojen se čtvrtým vstupem vyhodnocovače stavu a zároveň se čtvrtým výstupem apalogově digitálního převodníku. Jeden z prvních tří výstupů analogově digitálního převodníku je spojen s prvním vstupem jednociferného displeje, jehož druhý vstup je spojen s výstupem druhého sedmisegmentového dekodéru. Vstup uvedeného dekodéru je spojen jednak s výstupem obousměrného čítače a jednak se vstupem dekodéru 1 z n. Vstup obousměrného čítače je spojen s výstupem vyhodnocovače stavu, jehož pátý vstup je spojen s výstupem generátoru. Výstup dekodéru 1 z n je spojen se vstupem přepínače rozsahů, jehož výstup je spojen se třetím vstupem vstupního zesilovače.These disadvantages are largely eliminated by the connection of a circuit for automatic range switching of the digital measuring devices according to the invention. The essence of the invention lies in the fact that the first input terminal is connected to the first input and the second input terminal to the second input of the input amplifier, the output of which is connected to the input of the logarithmic amplifier. The output of the logarithmic amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, which is connected to the first seven-segment decoder and three-digit display in a standard way. The first, second and third outputs of the analog-to-digital converter are connected to the corresponding first second and third inputs of the status evaluator. The first input of the seven-segment decoder is connected to the fourth input of the status evaluator and at the same time to the fourth output of the apalogo-digital converter. One of the first three outputs of the analog-to-digital converter is connected to the first input of a single-digit display, the second input of which is connected to the output of a second seven-segment decoder. The input of said decoder is connected to the output of the bidirectional counter and to the input of the decoder 1 of n. The input of the bidirectional counter is connected to the output of the state evaluator, the fifth input of which is connected to the generator output. The output of decoder 1 of n is connected to the input of a range switch, the output of which is connected to the third input of the input amplifier.

Výhody uvedeného zapojení obvodů pro automatické přepínání rozsahů spočívají v automatickém přepínání měřicích rozsahů a v rozšíření zobrazovaného údaje o jednu platnou cifru v součinnosti s logaritmickou závislostí převodu měřené veličiny na zobrazovaný údaj. Další výhodou je možnost použití jednodušších a levnějších polovodičových součástek a rovněž použité obvodové zapojení je jednodušší a ekonomicky výhodnější než ta, která se pro daný účel používají v současné době.The advantages of said circuit switching for automatic range switching consist in the automatic switching of measuring ranges and in the extension of the displayed data by one valid digit in cooperation with the logarithmic dependence of the conversion of the measured quantity on the displayed data. Another advantage is the possibility of using simpler and cheaper semiconductor components, and also the circuitry used is simpler and more economically advantageous than those currently used for the given purpose.

Zapojení obvodu pro automatické přepínání rozsahu bude blíže popsáno podle na výkrese uvedeného blokového schéma předmětného příkladu digitálního měřicího přístroje. Zapojení obsahuje analogově digitální převodník p, sedmisegmentový dekodér E a tříciferný displej, vzájemně propojené standardním způsobem. První vstupní svorka sl obvodu je spojena s prvním vstupem 1A a druhá vstupní svorka 52 obvodu s druhým vstupem 2a vstupního zesilovače A. Výstup A1 zesilovače A je spojen se vstupem 1C logaritmického zesilovače C, jehož výstup Cl je spojen se vstupem ID analogově digitálního převodníku D. První, druhý a třetí výstup Dl, D2, D3 uvedeného převodníku p je spojen s odpovídajícím prvním, druhým a třetím vstupem 1J, 2J, 3J vyhodnocovače stavu J za účelem vyhodnocení digitálního údaje, a zároveň s odpovídajícím prvním, druhým a třetím vstupem 1F, 2F, 3F tříciferného displeje F, jehož čtvrtý, pátý a šestý vstup 4F, 5F, 6F jsou spojeny s výtupem El prvního sedmisegmentového dekodéru E. Vstup 1E uvedeného dekodéru E je spojen jednak se čtvrtým výstupem D4 analogově digitálního převodníku D za účelem zobrazení měřené veličiny, jednak se čtvrtým vstupem 4J vyhodnocovače stavu J, jehož pátý vstup 5J je spojen s výstupem K1 generátoru K. Druhý vstup 2G jednociferného displeje G je spojen s výstupem H1 druhého sedmisegmentového dekodéru H a vstup 1G jednociferného displeje G je spojen s jedním ze tří výstupů Dl, D2, D3 analogově digitálního převodníku D za účelem zobrazení měřené veličiny. Vstup 1M obousměrného čítače M je spojen jednak se vstupem 1Π druhého sedmisegmentového dekodéru H, jednak ae vstupem Lb dekodéru Liz n, jehož výstup LI je spojen se vstupem 1B spinače B rozsahů, jehož výstup lil )<’ προ jeli m’ I rol í ni v π I 111 >0111 1Λ výstupního zesilovače Λ.The connection of the automatic range switching circuit will be described in more detail according to the block diagram of the present example of a digital measuring instrument shown in the drawing. The connection includes an analog-to-digital converter p, a seven-segment decoder E and a three-digit display, interconnected in the standard way. The first input terminal sl of the circuit is connected to the first input 1A and the second input terminal 52 of the circuit to the second input 2a of the input amplifier A. The output A1 of the amplifier A is connected to the input 1C of the logarithmic amplifier C, the output C1 of which is connected to the ID The first, second and third outputs D1, D2, D3 of said converter p are connected to the corresponding first, second and third inputs 1J, 2J, 3J of the status evaluator J for evaluating digital data, and at the same time to the corresponding first, second and third inputs 1F. , 2F, 3F of a three-digit display F, the fourth, fifth and sixth inputs 4F, 5F, 6F of which are connected to the output E1 of the first seven-segment decoder E. The input 1E of said decoder E is connected to the fourth output D4 of the analog-to-digital converter D to display the measured quantity, on the one hand with the fourth input 4J of the state evaluator J, the fifth input 5J of which is connected to the output K1 of the generator K. The second input 2G of the single-digit display G is connected to the output H1 of the second seven-segment decoder H and the input 1G of the single-digit display G is connected to one of the three outputs D1, D2, D3 of the analog-to-digital converter D in order to display the measured quantity. The input 1M of the bidirectional counter M is connected to the input 1Π of the second seven-segment decoder H and to the input Lb of the decoder Liz n, the output L1 of which is connected to the input 1B of the range switch B, the output lil) <'προ jeli m' v π I 111> 0111 1Λ output amplifier Λ.

Mířený signál na svorkách SI a S2 přichází na první a na druhý vstup 1Λ a 2Λ vstupního zesilovače A se skokovým ziskem, je dále zpracováván a přes logaritmický zesilovač C, po případném dalším zpracování, přiveden na vstup 1D analogově digitálního převodníku D. Celý rozsah tohoto převodníku D pokrývá jeden měřicí rozsah např. jednu dekádu bez přepínání rozsahů. Za analogově digitálním převodníkem D následuje standardní zapojení prvního sedmi segmentového dekodéru E s tříciferným displejem F. Signály z výstupů Dl až D4 jsou dekódovány vyhodnocovačem stavu J, který vyhodnocuje stav podtečení nebo přetečení údaje displeje. V případě aktivace vyhodnocovače stavu J je sepnut spínací signál generovaný generátorem K do příslušného vstupu obousměrného čítače M tak, aby se hodnoty z výstupu čítače měnily bud k vyšším nebo k nižším hodnotám, podle smyslu přepínání rozsahů.The measured signal at terminals S1 and S2 arrives at the first and second inputs 1Λ and 2Λ of input amplifier A with step gain, is further processed and via logarithmic amplifier C, after possible further processing, fed to input 1D of analog-to-digital converter D. The whole range of this of converter D covers one measuring range, eg one decade without switching ranges. The analog-to-digital converter D is followed by the standard connection of the first seven-segment decoder E with a three-digit display F. The signals from outputs D1 to D4 are decoded by a state evaluator J, which evaluates the underflow or overflow state of the display data. When the state evaluator J is activated, the switching signal generated by the generator K is switched to the respective input of the bidirectional counter M so that the values from the counter output change to either higher or lower values, depending on the sense of range switching.

Signál na výstup Ml z čítače M jednak generuje prostřednictvím druhého sedmisegmentového dekodéru čtvrtou cifru na jednociferném displeji G a jednak ovládá dekodér L 1 z n, který svými výstupy spíná příslušné měřicí rozsahy. Na vstup 1G jednociferného displeje G se přivádí multiplexní signál, jenž je na výstupech Dl, D2, D3 analogově digitálního převodníku p přítomen a na jednotlivých výstupech je pouze navzájem fázově posunut. Vstup 1G lze proto spojit s kterýmkoliv z uvedených tří výstupů Dl, D2, D3 analogově digitálního převodníku p, pro zajištění zobrazení čtvrté cifry.The signal to the output M1 from the counter M on the one hand generates a fourth digit on the single-digit display G via the second seven-segment decoder and on the other hand controls the decoder L 1 from n, which switches the respective measuring ranges with its outputs. A multiplex signal is fed to the input 1G of the single-digit display G, which is present at the outputs D1, D2, D3 of the analog-to-digital converter p and is only phase-shifted at the individual outputs. Input 1G can therefore be connected to any of the three outputs D1, D2, D3 of the analog-to-digital converter p, to provide a fourth digit display.

Při požadavku zmenšení nebo zvětšení přesnosti odečtu měřené hodnoty lze použít analogově digitálního převodníku pro méně nebo víceciferný displej s příslušným menším nebo větším počtem zobrazovaných cifer na displeji.If a reduction or increase in the accuracy of the measured value reading is required, an analog-to-digital converter for a less or more digital display with a corresponding smaller or larger number of digits displayed on the display can be used.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Circuit circuit for automatic range switching of a digital measuring instrument comprises an analog-to-digital converter, a seven-segment decoder and a three-digit display, interconnected in a standard manner, characterized in that the first input terminal (S1) of the circuit is connected to the first input (1A) of the input amplifier (A) , the second input terminal (S2) of the circuit is connected to its second input (2A) and its output (AI) is connected to the input (1C) of a logarithmic amplifier (C), the output (C1) of which is connected to an analog digital input (ID) a converter (D), the first, second and third outputs (D1, D2, D3) of which are connected to the corresponding first, second and third inputs (1J, 2J, 3J) of the status evaluator (J) and at the same time to the corresponding first, second and third an input (1F, 2F, 3F) of a three-digit display (F), the fourth, fifth and sixth inputs (4F, 5F, 6F) of which are connected to the output (E1) of a first seven-segment decoder (E), the input (1E) of which is connected to the fourth input (4J) of the state evaluator (J) and at the same time the fourth output (D4) of an analog-to-digital converter (D), one of the first three outputs (D1, D2, D3) of which is connected to a first input (1G) of a single-digit display (G), the second input (2G) of which is connected to an output ( H1) of a second seven-segment decoder (H), the input (HI) of which is connected to the input (1L) of the decoder (L) 1 zn, and to the output (M1) of the counter (M), the input (1M) of which is connected to the output ( JI) a state evaluator (J), the fifth input (5J) of which is connected to the output (K1) of the generator (K), while the output (L1) of the decoder (L) 1 zn is connected to the input (1B) of the range switch (B), whose output (B1) is connected to the third input (3A) of the input amplifier (A).