DK166553B1 - Kredsloeb med en paa indgangen enpolet tilsluttet firepol og en forstaerker til kompensering at et referencepotential - Google Patents

Description

i DK 166553 B1

Den foreliggende opfindelse angår et kredsløb med en på indgangen enpolet tilsluttet firepol og en forstærker til kompensering af et referencepotential i henhold til krav l's indledning.

5 Sådanne kredsløb bliver benyttet ved firepoler, hvor en indgangstilslutning og en udgangstilslutning ikke samtidigt må forbindes direkte med jord, da en del af firepol kredsløbet ellers ville kortsluttes. Sådanne firepoler er f.eks. brokredsløb, der er opbygget af mindst fire elektriske komponenter, og som f.eks. tjener til 10 temperaturmåling, trykmåling, drejningsmomentmåling, spændingsmå ling, magnetfeltmåling eller måling af en anden fysisk størrelse. Firepol en kan også være en eller anden fysisk komponent med elektriske indgangs- og udgangsstørrelser, hvis ækvivalentdiagram er et sådant brokredsløb. Et Hall element er f.eks. en sådan fysisk kompo-15 nent.

Et kredsløb af den indledningsvis angivne art er kendt fra US-PS 4.142.405.

20 Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et kredsløb af den indledningsvis angivne art, hvor polariteten af den af et indgangssignal afhængige nytteandel af udgangssignalet fra firepolen kan omskiftes, uden at polariteten af den i firepolen internt frembragte støjandel derved også samtidigt bliver ompolet. Denne omskiftning af 25 polariteten kan f.eks. benyttes til at skille den i firepolen frembragte polaritets uafhængige støjandel og en i den efter firepolen indkoblede bearbejdningselektronik frembragte yderligere støjandel, f.eks. en "offset"-spænding fra nytteandelen, og at eliminere deres indflydelse på slutresultatet. Den internt i fire-30 polen frembragte støjandel er f.eks. en termospænding på udgangs tilslutningerne frembragt af kontakt mellem forskellige metaller eller ved vekselstrømsfødede firepoler en af ulineariteter i firepolen opstået jævnstrømsandel.

35 Det nævnte formål opfyldes ifølge opfindelsen af de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger.

Et udførelseseksempel på opfindelsen er vist på tegningen og skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til denne, hvor 2 DK 166553 B1 fig. 1 viser et diagram over kredsløbet og fig. 2 et brokredsløb.

Ens henvisningstal betegner de samme dele i de to figurer.

5

Kredsløbet består af en firepol 1, en signalkilde 2, en forstærker 3 og en styrbar topolet omskifter 4, som har en første omskifterkontakt 4a og en anden omskifterkontakt 4b.

10 Signalkilden 2 er en vilkårlig med to tilslutninger 5 og 6 forsynet signalkilde, f.eks. en strømkilde eller spændingskilde, som over den første omskifterkontakt 4a er tilsluttet enpolet til indgangen på firepolen 1. Den første tilslutning 5 på signalkilden 2 er forbundet med jord. Forstærkeren 3 er f.eks. en operationsforstærker. Omskif-15 teren 4 består fortrinsvis af hal vi ederomskiftere, der f.eks. er fremstillet i CMOS-teknik. Den har en styreindgang 7, som er styret af en styrespænding us, der består af firkantimpulser, som f.eks. periodisk omskifter omskifteren 4.

20 Firepolen 1 har to indgangstilslutninger 8 og 9 samt to udgangstilslutninger 10 og 11. Den første udgangstilslutning 10 er den enpolede udgang på kredsløbet. Det på den anden udgangstilslutning 11 liggende spændingspotential er referencepotentialet for udgangsspændingen på firepolen 1. Den udgangstilslutning 11, som fører 25 referencepotentialet, er ført til en inverterende indgang på forstærkeren 3, hvis ikke-inverterende indgang er forbundet med en konstant referencespænding U^, og hvis udgang over den anden omskifterkontakt 4b er forbundet med indgangstilslutningen 8 henholdsvis 9 på firepolen 1. Omskifteren 4 er på sin udgang tilsluttet 30 således og forbundet med firepolen 1, signalkilden 2 og forstærkeren 3 på en sådan måde, at den i sin første stilling, dvs. i den i fig.

1 viste stilling, med sin første omskifterkontakt 4a forbinder den ikke med jord forbundne tilslutning 6 på signalkilden 2 med den første indgangstilslutning 8, så at denne indgangstilslutning er 35 sluttet enpolet til signalkilden 2, og at den med sin anden omskifterkontakt 4b forbinder udgangen på forstærkeren 3 med den anden indgangstilslutning 9. I den anden stilling af omskifteren 4 er tilslutningen 6 på signalkilden 2 derimod omvendt forbundet over den første omskifterkontakt 4a med den anden indgangstilslutning 9, så 3 DK 166553 B1 at indgangstilslutningen 9 denne gang er sluttet enpolet til signalkilden 2, og udgangen på forstærkeren 3 over den anden om-ski fterkontakt 4b er forbundet med den første indgangstilslutning 8.

5 I tilfælde af at firepolen 1 f.eks. er et i et integreret kredsløb integreret Hallelement, er indgangen 8;9 på firepolen 1 fødeindgan-gen på Hall elementet, og udgangen 10;11 på firepolen 1 er udgangen på Hall elementet, på hvilken Hallspændingen ligger.

10 Det i fig. 2 viste brokredsløb består af fire modstande R1,R2,R3 og R4 og udgør f.eks. ækvivalentdiagrammet for et Hallelement. De to modstande RI og R2 er koblet i serie, og det samme er de to modstande R3 og R4.

15 De to seriekredsløb RI;R2 og R3;R4 er derimod parallel kobl et.

Den fælles tilslutning for modstandene RI og R3 danner den første indgangstilslutning 8, den fælles tilslutning for modstandene R2 og R4 danner den anden indgangstilslutning 9, den fælles tilslutning 20 for modstandene R3 og R4 danner den første udgangstilslutning 10, og den fælles tilslutning for modstandene RI og R2 danner den anden udgangstilslutning 11 på firepolen 1.

Forstærkeren 3 arbejder som reguleringsforstærker, hvis reference-25 værdi er referencespændingen Up, og hvis målte værdi er spændingspotentialet på den anden udgangstilslutning 11. Det sidstnævnte er samtidig referencepotentialet for udgangsspændingen på firepolen 1 og bliver kompenseret ved hjælp af forstærkeren 3, dvs. reguleret ned på nul volt. For at opnå dette sammenligner forstærkeren 3 30 referenceværdien og den målte værdi med hinanden og frembringer på sin udgang en spænding, som er proportional med referenceværdi/målte værdi-forskellen, og som over omskifterkontakten 4b og firepolen 1 modvirker spændingspotentialet på udgangstilslutningen 11 på firepolen 1, således at referenceværdi/målte værdi-forskellen bliver lig 35 med nul. Når dette er tilfældet, er spændingspotentialet på udgangstilslutningen 11 lig med referencespændingen Up, dvs. nul volt, når Up = 0. På grund af de optrædende "offset"-spændinger skal referencespændingen Up ganske vist ikke vælges nøjagtigt, men kun tilnærmelsesvis lig med nul volt.

4 DK 166553 B1

Da det af signalkilden leverede nyttesignal bliver ompolet af omski fterkontakten 4a, før det når firepolen 1, har denne ompoling ingen indflydelse på polariteten af den i firepolen 1 internt frembragte støjandel af udgangsspændingen på firepolen 1. Pol arite-5 ten af denne støjandel er følgelig uafhængig af den f.eks. periodiske polaritetsomskiftning af nyttesignalet.

10 15 20 25 30 35

Claims (2)

1. Kredsløb med en firepol (1), der over en indgang enpolet er tilsluttet en signalkilde (2), og en forstærker (3) til kompensering 5 af et referencepotential, hvor en udgangstilslutning (11) på fire-polen (1), som fører referencepotentialet, er ført til en inverterende indgang på forstærkeren (3), hvis ikke-inverterende indgang er sluttet til en referencespænding (U^), og hvis udgang er forbundet med en indgangstilslutning (8 henholdsvis 9) på firepolen (1), 10 kendetegnet ved, at der findes en topolet omskifter (4), som er tilsluttet således, at en første indgangstilslutning (8) i dens første stilling er den enpolet tilsluttede indgang på firepolen (1), og at udgangen på forstærkeren (3) er forbundet med en anden indgangstilslutning (9) på firepolen (1), og at den anden indgangs-15 tilslutning (9) i dens anden stilling omvendt er den enpolet tilsluttede indgang på firepolen (1), og udgangen på forstærkeren (3) er forbundet med den første indgangstilslutning (8) på firepolen (1). 20

2. Kredsløb ifølge krav 1, kendetegnet ved, at firepolen (1) er et Hall element. 25 30 35