PL62586B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.111.1971 62586 KI. 42 ms, 3/00 MKPG06j,3/00 Twórca wynalazku: Kazimierz Tabaka Wlasciciel patentu: Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa (Polska) Wzmacniacz sterowany cyfrowo Wynalazek dotyczy wzmacniacza sterowanego ?cyfrowo o wzmocnieniu zmieniajacym sie odwrot¬ nie proporcjonalnie do wartosci cyfrowej wpro¬ wadzonej na cyfrowe wejscie sterujace wzmoc¬ nieniem.Znane uklady wzmacniaczy sterowanych cyfro¬ wo zawieraja wzmacniacz operacyjny oraz opor¬ nosci sterowane cyfrowo badz przewodnosci stero¬ wane cyfrowo, umieszczone w obwodzie wejscio- wym lub w obwodzie ujemnego sprzezenia zwrot¬ nego. Wzmocnienie wzmacniacza z równoleglym ujemnym sprzezeniem zwrotnym jest wyrazone funkcja Ri K = gdzie: K — wzmocnienie, Rj — opornosc wejscio¬ wa, R2 — opornosc sprzezenia zwrotnego.Jesli opornosc R2 lub przewodnosc Yi = 1/Ri bedzie sterowana cyfrowo, tzn. R2 = R2 (N) lub Y1 = Yj (N), to wówczas uzyskuje sie wzmocnienie odpowiednio proporcjonalne do liczby N wprowa¬ dzonej na cyfrowe wejscie sterujace. Wzmocnienie odwrotnie proporcjonalne do liczby N otrzymuje sie w ukladzie, w którym przewodnosc Y2 = 1/R2 badz opornosc Rj sa sterowane cyfrowo, tzn. 10 15 20 25 Y2 = Y2 (N); R1 = R1 (N) Opornosc sterowana cyfrowo R (N) sklada sie z ze- 30 2 spolu szeregowo polaczonych oporników zwiera¬ nych za pomoca przekazników elektromagnetycz¬ nych.Przewodnosc sterowana cyfrowo sklada sie z ze¬ spolu oporników laczonych równolegle za pomoca przekazników elektromagnetycznych.Przekazniki elektromagnetyczne wykorzystywa¬ ne do przelaczania ograniczaja szybkosc sterowa¬ nia cyfrowego oraz charakteryzuja sie ograniczona liczba poprawnych zadzialan, wynoszaca okolo 108.Wymienione przekazniki nie moga byc zastapione znanymi przelacznikami elektronicznymi, które gwarantuja znacznie wieksza szybkosc i praktycz¬ nie nieograniczona liczbe poprawnych zadzialan, ale posiadaja szereg wad.Na przyklad przelaczniki z tranzystorami bipo¬ larnymi wskutek istniejacych pradów zerowych uniemozliwiaja pelne odlaczenie oporników. Do przelaczania sa wykorzystywane równiez tran¬ zystory polowe, lecz ich wada jest znaczna war¬ tosc opornosci przewodzenia oraz jej niestabilnosc.Wymienione sposoby sterowania wzmocnieniem wzmacniacza oprócz wad zwiazanych z przelacz¬ nikami elektromagnetycznymi posiadaja równiez inna wade. Jest nia mala opornosc wejsciowa Rwe widziana przez zródlo napiecia wzmacnianego, okreslona wartoscia opornosci Rj. Jesli opornosc Ri lub przewodnosc Yi sa sterowane cyfrowo, to wówczas opornosc wejsciowa Rwe ukladu wzmac¬ niacza ulega zmianie, co w ukladach o duzej do- 6258662586 3 kladnosci bedzie powodowalo powstawanie dodat¬ kowych bledów.Celem wynalazku jest usuniecie wad wynikaja¬ cych z koniecznosci stosowania przekazników elek¬ tromagnetycznych, oraz malej opornosci wejscio¬ wej podanego sposobu sterowania wzmocnieniem wzmacniacza. Aby cel ten osiagnac, podjeto opra¬ cowanie ukladu, w którym mozna stosowac pól¬ przewodnikowe elementy przelaczajace, na przy¬ klad tranzystory, i dodatkowo zalozono osiagniecie duzej i stalej opornosci wejsciowej.Istota niniejszego wynalazku polega na wyko¬ rzystaniu dzielnika napiecia sterowanego cyfrowo dla uzyskania napiecia do ujemnego napieciowego sprzezenia zwrotnego we wzmacniaczu ze sprze¬ zeniem zwrotnym. Wejscie dzielnika sterowanego cyfrowo jest dolaczone do wyjscia wzmacniacza operacyjnego, natomiast wyjscie dzielnika jest do¬ laczone do odwracajacego wejscia wzmacniacza róznicowego.Do wejscia nie odwracajacego wzmacniacza jest dolaczone zródlo napiecia wzmacnianego.W ukladzie wedlug wynalazku wykorzystuje sie dzielnik stosowany powszechnie w cyfrowych wol¬ tomierzach kompensacyjnych. Dzielnik taki skla¬ da sie z szeregu oporników wzorcowych, z któ¬ rych kazdy jednym koncem jest polaczony na stale w odpowiedni uklad z pozostalymi opornikami dzielnika, natomiast drugi koniec opornika jest dolaczany (przelacznikami sterowanymi cyfrowo do potencjalu wejsciowego podlegajacego podzia¬ lowi lub do potencjalu zerowego. Wspólczynnik podzialu dzielnika jest okreslony stosunkiem wy¬ padkowej przewodnosci oporników dolaczonych do potencjalu wejsciowego do wypadkowej przewod¬ nosci wszystkich oporników dzielnika podlegaja¬ cych przelaczaniu. Ze wzgledu na przewodnoscio- wa zaleznosc podzialu dzielniki takie sa nazywane przewodnosciowymi lub równoleglymi.Cecha dodatkowa charakteryzujaca ten rodzaj dzielnika jest stala opornosc wyjsciowa, co pozwa¬ la wykorzystywac je do wspólpracy z ukladami o skonczonej lecz stabilnej opornosci wejsciowej bez wplywu na liniowosc podzialu (stopien po¬ dzialu zalezy od opornosci obciazenia). Szczegól¬ nie czesto stosowana odmiana dzielnika jest dziel¬ nik drabinkowy, umozliwiajacy stosowanie szere¬ gów oporników o malym zróznicowaniu wartosci opornosci.Przedmiot wynalazku jest wyjasniony na rysun¬ ku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ogólny dzielnika sterowanego cyfrowo, fig. 2 — przyklad schematu dzielnika drabinkowego, fig. 3 — sche¬ mat polaczen dzielnika ze wzmacniaczem róznico¬ wym, a fig. 4 — schemat polaczen dzielnika ze wzmacniaczem jednowejsciowym.Na fig. 1 uwidoczniono uklad ogólny dzielnika, w którym przewodnosc Gj (N), uzalezniona od licz¬ by sterujacej N, jest dolaczona do napiecia wej¬ sciowego UAb podlegajacego podzialowi, przewod¬ nosc G2 (N), równiez uzalezniona od liczby steru¬ jacej N, jest dolaczona do potencjalu zerowego, natomiast przewodnosc G3 nie zalezy od liczby N i reprezentuje przewodnosc obciazenia dzielnika.Napiecie wyjsciowe dzielnika I^ jest otrzymywa¬ ne na zaciskach B—C i stanowi spadek napiecia na równoleglym polaczeniu przewodnosci G2 (N) i G3.Przewodnosc Gx posiada wartosc proporcjonal- 5 na do liczby sterujacej N, natomiast przewodnosc G2 stanowi dopelnienie przewodnosci Gj do war¬ tosci G0, stanowiacej wypadkowa przewodnosc dzielnika, tak ze 10 Gj + G2 = G0 = const Przewodnosc G3 posiada stala wartosc i repre¬ zentuje obciazenie dzielnika. Napiecie wyjsciowe dzielnika Uj z rysunku fig. 1 wynosi Ui_Uab Gl(N) + G2(N) + G3 _UABG0+G3 Dzielnik dzialajacy na tej podstawie moze pra- 20 cowac wedlug dowolnego kodu wazonego, np. dzie¬ sietnego, dwójkowego lub dwójkowo-dziesietnego.Przyklad dzielnika trójdekadowego pracujacego w kodzie dwójkowo-dziesietnym z wagami 1224 jest przedstawiony na fig. 2. Napiecie podlegajace 25 podzialowi UAb jest wlaczane miedzy zacisk B o zerowym potencjale a zacisk wejsciowy A (za¬ cisk „goracy"). Liczba sterujaca N oddzialuje na przelaczniki poprzez odpowiednie uklady logiczne i wzmacniacze, powodujac dolaczenie okreslonych 30 przewodnosci do szyny posiadajacego potencjal za¬ cisku A, pozostale przewodnosci zostaja dolaczone do szyny o potencjale zerowym. Litera g ozna¬ czono przewodnosc jednostkowa. Grupy przewod¬ nosci g, 2g, 2g, 4g stanowia elementy dekady. Po- 35 szczególne grupy dekadowe przewodnosci sa jed¬ nymi koncami polaczone (zwarte) i oddzielone od nastepnej dekady dodatkowa przewodnoscia o war¬ tosci odpowiednio dobranej g i 1,1 g. Napiecie wyjsciowe Ui otrzymuje sie na zaciskach B—C. 40 Uklad polaczen dzielnika równoleglego ze wzma¬ cniaczem operacyjnym, bedacy przedmiotem wy¬ nalazku, jest przedstawiony w dwóch odmianach na fig. 3 i fig. 4. Fig. 3 przedstawia polaczenia dzielnika równoleglego ze wzmacniaczem róznico- 45 wym. Zaciski wejsciowe AB dzielnika sa dolaczo¬ ne do wyjscia wzmacniacza róznicowego w ten sposób, ze zacisk B jest polaczony z przewodem o potencjale zerowym, natomiast zacisk „goracy" A jest dolaczony do potencjalu wyjsciowego 50 wzmacniacza.Wyjscie dzielnika jest polaczone zaciskiem C z odwracajacym wejsciem wzmacniacza, natomiast zacisk B laczy sie z zerowym zaciskiem zródla napiecia wzmacnianego U; drugi zacisk zródla 55 jest polaczony z nie odwracajacym zaciskiem wzmacniacza operacyjnego. Fig. 4 przedstawia po¬ laczenie dzielnika równoleglego ze wzmacniaczem jednowejsciowym. W tym przypadku zaciski wej¬ sciowe AB dzielnika sa polaczone z wyjsciem 60 wzmacniacza tak samo jak podano dla fig. 3, na¬ tomiast zacisk wyjsciowy C dzielnika jest pola¬ czony z jednym zaciskiem zródla napiecia wzmac¬ nianego U, a zacisk B dzielnika jest polaczony z zaciskiem wzmacniacza o potencjale zerowym, 65 natomiast zacisk wejscia odwracajacego wzmac-\ 62586 niacza jest polaczony z drugim zaciskiem zródla napiecia wzmacnianego. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Wzmacniacz sterowany cyfrowo za pomoca dzielnika równoleglego, znamienny tym, ze zaci¬ ski wejsciowe (A—B) dzielnika równoleglego sa dolaczone do wyjscia wzmacniacza, a zaciski wyj¬ sciowe (C—B) tegoz dzielnika stanowia obwód ujemnego szeregowego sprzezenia zwrotnego na¬ pieciowego dla wzmacniacza.

2. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zacisk wyjsciowy (C) dzielnika jest dolaczony 10 6 do wejscia wzmacniacza róznicowego do zacisku wejscia odwracajacego, natomiast zródlo napie¬ cia wzmacnianego (U) jest dolaczone jednym za¬ ciskiem do zacisku (B) dzielnika oraz drugim za¬ ciskiem do wejscia wzmacniacza róznicowego, do zacisku nie odwracajacego.

3. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zacisk wyjsciowy (C) dzielnika jest dolaczony do jednego zacisku zródla napiecia (U) wzmacnia¬ nego, którego drugi zacisk jest dolaczony do za¬ cisku wejsciowego wzmacniacza odwracajacego o wejsciu niesymetrycznym, natomiast zacisk (B) dzielnika jest dolaczony do zacisku masy wzmac¬ niacza. A 61(N) Uab L c 'as l 1 o G«n) +G2(N) « const Fig. 1 UAB O- B -L Fig. 2 O O lO O lO OlO ???????? ???????! o- u Dzielnik , 2 Dzielnik U2 Fig. 3 Fig. 4 PL PL