FI88342C - En koppling med en vid ingaongen enpoligt kopplad fyrpol och en foerstaerkare foer kompensation av restpotential - Google Patents

Description

88342

KYTKENTÄ, JOSSA ON SISÄÄNTULOSSA YKSINAPAISESTI KYTKETTY NELINAPA JA VAHVISTIN JÄÄNNÖSPOTENTIAALIN KOMPENSOIMISEKSI -EN KOPPLING MED EN VID INGÄNGEN ENPOLIGT KOPPLAD FYRPOL OCH EN FÖRSTÄRKARE FÖR KOMPENSATION AV RESTPOTENTIAL

Keksintö kohdistuu kytkentään, jossa on sisääntulossa yksi-napaisesti kytketty nelinapa ja vahvistin jäännöspotentiaa-lin kompensoimiseksi patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisesti.

Tällaisia kytkentöjä käytetään hyväksi nelinavoissa, joissa sisääntuloliitintä ja ulostuloliitintä ei samanaikaisesti saa kytkeä suoraan maahan, koska muuten osa nelinapakytken-nästä tulisi oikosuljetuksi. Tällaisia nelinapoja ovat esim. siltakytkennät, jotka on koottu ainakin neljästä sähköisestä rakenne-elementistä ja joita käytetään esim. lämpötilamitta-ukseen, painemittaukseen, vääntömomenttimittaukseen, jänni-temittaukseen, magneettikenttämittaukseen tai muiden fysikaalisten suureiden mittaukseen. Nelinapayksikkö voi myös olla jokin fysikaalinen rakenne-elementti sähköisine sisääntulo- ja ulostulosuureineen, jonka sijaiskytkentä on tällainen siltakytkentä. Hall-elementti on esim. tällainen fysikaalinen rakenne-elementti.

: “ Alussa mainitunlainen kytkentä on tunnettu julkaisusta US-PS

4 142 405.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada alussa mainitunlai-: : : nen kytkentä, jossa nelinavan ulostulosignaalin sisääntulo- signaalista riippuvan hyötyosan napaisuus voidaan vaihtaa ilman, että tällöin myös samanaikaisesti nelinavassa sisäisesti tuotetun häiriöosan napaisuus vaihdetaan. Tätä napai-suuden vaihtoa voidaan käyttää hyväksi esim. nelinavassa .. tuotetun napaisuudesta riippumattoman häiriöosan ja nelina- payksikön jälkeen kytketyssä käsittelyelektroniikassa tuote-:tun toisen häiriöosan, esim. "Offset"-jännitteen erottami-: seksi hyötyosasta ja niiden vaikutuksen eliminoimiseksi lop- 2 88342 putuloksesta. Nelinavan sisällä tuotettu häiriöosa on esim. ulostuloliittimien lämpösähköinen jännite erilaisten metallien kosketuksessa tai vaihtovirtasyötetyissä nelinapayksi-köissä nelinapayksikön epälineaarisuuksista syntynyt tasa-virtaosa.

Mainittu tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa annettujen tuntomerkkien mukaisesti .

Keksinnön toteutusesimerkki on esitetty piirustuksessa ja sitä selostetaan seuraavassa lähemmin.

Kuvat esittävät:

Kuva 1 kytkennän kytkentäkaaviota,

Kuva 2 siltakytkentää.

Samat viitenumerot merkitsevät kaikissa piirustuksen kuvissa samoja osia.

Kytkennän muodostaa nelinapa 1, lähde 2, vahvistin 3 ja ohjattava kaksinapainen vaihtokytkin 4, jossa on ensimmäinen vaihtokosketin 4a ja toinen vaihtokosketin 4b.

Lähde 2 on mielivaltainen, kahdella liitynnällä 5 ja 6 varustettu signaalilähde, esim. virtalähde tai jännitelähde, joka ensimmäisen vaihtokoskettimen 4a kautta on yksinapai-sesti kytketty nelinavan 1 sisäänmenoon. Lähteen 2 ensimmäinen liitin 5 on maassa. Vahvistin 3 on esim. operaatiovahvistin. Vaihtokytkin 4 muodostuu mieluummin puolijohdekytki-mistä, jotka on valmistettu CMOS-tekniikalla. Sillä on ohjaussisääntulo 7, jota ohjataan ohjausjännitteellä u , joka muodostuu suorakaiteen muotoisista impulsseista, jotka kääntävät jaksot.tain esim. vaihtokytkimen 4.

3 88342

Nelinavassa 1 on kaksi sisääntuloliitintä 8 ja 9 sekä kaksi ulostuloliitintä 10 ja 11. Ensimmäinen ulostuloliitin 10 on kytkennän yksinapainen ulostulo. Toisessa ulostuloliittimes-sä 11 oleva jännitepotentiaali on nelinavan 1 ulostulojännitteen jäännöspotentiaali. Jäännöspotentiaalia ohjaava ulostuloliitin 11 on johdettu vahvistimen 3 invertoivaan sisäänmenoon, jonka ei-invertoivassa sisäänmenossa on vakio referenssi jännite UR ja jonka ulostulo on yhdistetty toisen vaihtokoskettimen 4b kautta nelinavan sisääntuloliittimeen 8 tai 9. Vaihtokytkin 4 on ulostulossa johdotettu, ja liitetty nelinapayksikköön 1, lähteeseen 2 ja vahvistimeen 3 siten, että se ensimmäisessä asennossaan, t.s. kuvan 1 esittämässä asennossa yhdistää ensimmäisellä vaihtokoskettimellaan 4a lähteen 2 sen liittimen 6, joka ei ole maassa ensimmäiseen sisääntuloliittimeen 8 niin, että tämä sisääntuloliitin 8 on yksinapaisesti kytketty lähteeseen 2 ja että se yhdistää toisella vaihtokoskettimellaan 4b vahvistimen 3 ulostulon toiseen sisääntuloliittimeen 9. Vaihtokytkimen 4 toisessa asennossa sisävastoin päinvastaisesti lähteen 2 liitin 6 on yhdistetty ensimmäisen vaihtokoskettimen 4a kautta toiseen sisääntuloliittimeen 9 niin, että tällä kerralla sisääntuloliitin 9 on yksinapaisesti kytketty lähteeseen 2, ja vahvistimen 3 ulostulo toisen vaihtokoskettimen 4b kautta yhdistetty ensimmäiseen sisääntuloliittimeen 8.

Siinä tapauksessa, että nelinapa 1 on esim. integroidussa : f kytkennässä integroitu Hall-elementti, on nelinavan 1 si säänmeno 8; 9 Hai1-elementin syöttösisääntulo ja nelinavan 1 ulostulo 10; 11 Hai1-elementin ulostulo, jolla on Hall-jän-ni te.

Kuvassa 2 esitetty si 1 täkytkentä muodostuu neljästä vastuksesta Rl, R2, R3 ja R4 ja esittää esim. Hall-elementin . . sijaiskytkentää. Molemmat vastukset Rl ja R2 on kytketty sarjaan samoin kuin molemmat vastukset R3 ja R4. Molemmat : sarjakytkennät Rl; R2 ja R3; R4 on sitävastoin kytketty rin- nan. Vastusten Rl ja R3 yhteinen liitin esittää ensimmäistä 4 88342 sisääntuloliitintä 8, vastusten R2 ja R4 yhteinen liitin toista sisääntuloliitintä 9, vastusten R3 ja R4 yhteinen liitin ensimmäistä ulostuloliitintä 10 ja vastusten Rl ja R2 yhteinen liitin toista ulostuloliitintä 11 kukin nelinavassa 1.

Vahvistin 3 toimii säätövahvistimena, jonka ohjearvo on referenssi jännite UR ja jonka oloarvo on jännitepotentiaali toisessa ulostuloliittimessä 11. Jälkimmäinen on samalla nelinavan 1 ulostulojännitteen jäännöspotentiaali ja se kompensoidaan vahvistimen 3 avulla, t.s. säädetään alaspäin nollaan volttiin. Tämän saavuttamiseksi vertaa vahvistin 3 ohje- ja oloarvoja keskenään ja tuottaa ulostuloonsa jännitteen, joka on verrannollinen ohjearvo/oloarvo-erotukseen ja joka vaihtokoskettimen 4b ja nelinavan 1 kautta vaikuttaa nelinavan 1 ulostuloliittimessä 11 olevaa jännitepotentiaa-lia vastaan siten, että pitoarvo/oloarvo-erotus tulee heti nollaksi. Jos asianlaita on näin, on ulostuloliittimen 11 jännitepotentiaali yhtä suuri kuin referenssi jännite U^, t.s. nolla volttia, jos UR=0. Olemassa olevan "Offset"-jännitteen vuoksi ei referenssi jännite UR ole valittavissa tarkoin nollaksi vaan vain lähes nollaksi voltiksi.

Koska lähteen 2 tuottaman hyötysignaalin napa vaihdetaan vaihtokoskettimessa 4a ennen kuin se saavuttaa nelinavan 1, ei tällä navan vaihdolla ole mitään vaikutusta nelinavan 1 sisäisesti tuottaman nelinavan 1 ulostulojännitteen häiriö-osan napaisuuteen. Häiriöosan napaisuus on siis riippumaton esim. hyötysignaalin jaksottaisesta navan vaihdosta.

Claims (2)

88342

1. Kytkentä, jossa on sisääntulossa yksinapaisesti kytketty nelinapa (1) ja vahvistin (3) jäännöspotentiaalin kompensoimiseksi, jossa nelinavan (1) jäännöspotentiaalia ohjaava ulostulo (11) on viety vahvistimen (3) invertoivaan sisään- , tuloon, jonka ei-invertoivassa sisääntulossa on referenssi- jännite (UR) ja jonka ulosmeno on yhdistetty nelinapayksikön (1) sisääntuloon (8 tai 9), tunnettu siitä, että kytkennässä on kaksinapainen vaihtokytkin (4) siten kytkettynä, että sen ensimmäisessä asennossa ensimmäinen sisääntulo (8) on nelinavan (1) yksinapaisesti kytketty sisääntulo ja vahvistimen (3) ulostulo on yhdistetty nelinavan (l) toiseen sisääntuloon (9) ja että sen toisessa asennossa päinvastoin toinen sisääntulo (9) on nelinavan (1) yksinapaisesti kytketty sisääntulo ja vahvistimen (3) ulostulo on yhdistetty nelinavan (l) ensimmäiseen sisääntuloon (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että nelinapa (l) on Hall-elementti. 88342