RU2660601C1 - Controlled switch of electric circuit elements - Google Patents

Controlled switch of electric circuit elements Download PDF

Info

Publication number
RU2660601C1
RU2660601C1 RU2017107225A RU2017107225A RU2660601C1 RU 2660601 C1 RU2660601 C1 RU 2660601C1 RU 2017107225 A RU2017107225 A RU 2017107225A RU 2017107225 A RU2017107225 A RU 2017107225A RU 2660601 C1 RU2660601 C1 RU 2660601C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
keys
voltage
resistor
operational amplifier
Prior art date
Application number
RU2017107225A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Передельский
Юрий Александрович Милюкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2017107225A priority Critical patent/RU2660601C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2660601C1 publication Critical patent/RU2660601C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to computer technology and can be used for switching resistors in digital-to-analog converters. Controllable commutator of the elements of the electric circuit contains an electrical circuit with a switched element, a driver of a voltage supply circuit, operational amplifier, two sources supplying constant voltages of positive and negative polarity, two controllable keys and a control voltage generator for these keys, to which input signals are provided. Group of consecutively-included managed keys was additionally introduced, the free output of the first additional controllable switch is connected to the free terminal of the present fourth resistor. Given the limit of the number of additional managed keys, the number of these keys is determined in their sequential inclusion, providing a sufficient equivalent value of their reverse resistance, the limiting number of additional control keys.
EFFECT: technical result is an increase in the value of the reverse resistance of the switch.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, информационно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике. Оно может быть использовано, в частности, для коммутации резисторов в цифроаналоговых преобразователях, в мостовых цепях для определения параметров двухполюсников и параметров схемы замещения датчиков.The invention relates to computing, information technology, automation and industrial electronics. It can be used, in particular, for switching resistors in digital-to-analog converters, in bridge circuits for determining the parameters of two-terminal devices and the parameters of the sensor equivalent circuit.

Известен детектор на транзисторном ключе (Груздев С.В., Прошин Е.М. Импульсная тензометрия. – М.: Энергия, 1976, рис. 32 на стр. 45), содержащий последовательно соединенные входной резистор, ключ на двух компенсированных транзисторах и конденсатор, а также трансформатор, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с общим выводом коллекторов двух транзисторов, а другой – с общим выводом, баз двух транзисторов, на первичную обмотку трансформатора подается сигнал управления.A known detector with a transistor key (Gruzdev S.V., Proshin E.M. Pulse tensometry. - M .: Energy, 1976, Fig. 32 on page 45), containing an input resistor in series, a key on two compensated transistors and a capacitor and also a transformer, one of the terminals of the secondary winding of which is connected to the common output of the collectors of two transistors, and the other to the common output of the bases of two transistors, a control signal is supplied to the primary winding of the transformer.

Недостатком его является отсутствие возможности поддержания транзисторного ключа в замкнутом состоянии продолжительное время. Это связано с наличием трансформатора в цепи управления транзисторами. Трансформатор не трансформирует постоянные напряжения. А трансформация длительных неизменяющихся напряжений приводит к таким большим габаритным размерам и весу трансформатора, что он становится конструктивно несовместимым с остальной схемой и с элементами изделия.Its disadvantage is the inability to maintain the transistor switch in a closed state for a long time. This is due to the presence of a transformer in the transistor control circuit. The transformer does not transform constant voltages. And the transformation of long-term unchanging voltages leads to such large overall dimensions and weight of the transformer that it becomes structurally incompatible with the rest of the circuit and with the elements of the product.

Известна схема компенсированного ключа (Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника. – М.: Высшая школа, 2004, рис. 716, стр. 558), содержащая последовательно соединенные источник входного напряжения, резистор и два транзистора, а также трансформатор, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с общим выводом коллекторов двух транзисторов, другой вывод ее через резистор соединен с базой первого транзистора, а так же этот вывод через другой резистор соединен с базой второго транзистора.A well-known compensated key circuit (Gusev VG, Gusev Yu.M. Electronics and microprocessor technology. - M.: Higher school, 2004, Fig. 716, p. 558), containing a series-connected input voltage source, a resistor and two transistors as well as a transformer, one of the terminals of the secondary winding of which is connected to the common terminal of the collectors of two transistors, its other terminal is connected through the resistor to the base of the first transistor, and this terminal, through another resistor, is connected to the base of the second transistor.

Недостатком ее является отсутствие возможности поддержания транзисторного ключа в замкнутом состоянии продолжительное время.Its disadvantage is the inability to maintain the transistor switch in a closed state for a long time.

Известна измерительная схема моста узкого диапазона (Малиновский В.Н. Цифровые мосты. – М.: Энергия, 1976, рис. 3-7, стр. 106), содержащая четырехплечий электрический мост, две клеммы для подключения формирователя питающего напряжения моста и требующееся число параллельно включенных цепей из последовательно соединенных резистора и ключа, эти цепи включаются параллельно резистору плеча с уравновешивающими элементами мостовой цепи.A known measuring circuit of a narrow range bridge (Malinovsky VN Digital bridges. - M .: Energia, 1976, Fig. 3-7, p. 106), containing a four-arm electric bridge, two terminals for connecting a bridge voltage driver and the required number parallel-connected circuits of series-connected resistor and key, these circuits are connected in parallel to the shoulder resistor with balancing elements of the bridge circuit.

Недостатком ее является понижение точности измерения из-за составляющих погрешности от реального прямого сопротивления ключа (сопротивления ключа в замкнутом состоянии), от реального обратного сопротивления ключа (сопротивления ключа в разомкнутом состоянии), и от остаточного напряжения ключа (напряжение на ключе в замкнутом состоянии).Its disadvantage is a decrease in measurement accuracy due to error components from the real direct resistance of the key (key resistance in the closed state), from the real reverse resistance of the key (resistance of the key in the open state), and from the residual voltage of the key (voltage on the key in the closed state) .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа управляемый коммутатор элементов цепи [Патент РФ №2510571 Н03К 17/16. Управляемый коммутатор элементов цепи/ Г.И. Передельский – опубл. в Бюл., 2014, №9], содержащий коммутируемую электрическую цепь, подключенную к инвертирующему входу операционного усилителя, питается приведенная цепь от формирователя питающего напряжения, от двух источников постоянного положительного и отрицательно напряжений питается операционный усилитель через управляемые ключи, управляющие сигналы на которые подаются от формирователя управляющих напряжений, на вход которого поступают входные сигналы.The closest in technical essence and the achieved result is a controllable circuit elements switch selected as a prototype [RF Patent No. 2510571 Н03К 17/16. Managed switch circuit elements / G.I. Peredelsky - publ. in Bul., 2014, No. 9], containing a switched electric circuit connected to the inverting input of the operational amplifier, the reduced circuit is fed from the driver of the supply voltage, the operational amplifier is fed from two sources of constant positive and negative voltages through controlled keys, the control signals to which are supplied from the shaper control voltages, the input of which receives input signals.

Недостатком его является отсутствие возможности повысить значение обратного сопротивления управляемого коммутатора.Its disadvantage is the inability to increase the value of the reverse resistance of the managed switch.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении значения обратного сопротивления управляемого коммутатора элементов электрической цепи.The problem to which the invention is directed, is to increase the value of the inverse resistance of the controlled switch of the elements of the electric circuit.

Это достигается тем, что управляемый коммутатор элементов электрической цепи, содержащий электрическую цепь с коммутируемым элементом, формирователь питающего цепь напряжения, операционный усилитель, два источника питающих постоянных напряжений положительной и отрицательной полярности, два управляемых ключа и формирователь управляющих напряжений для этих ключей, электрическая цепь состоит из последовательно соединенных первого и второго резисторов, к их общему выводу подключен третий резистор, свободный вывод которого соединен с «землей», формирователь питающего цепь напряжения, выход которого соединен со свободным выводом первого резистора, а общая шина заземлена, операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен со свободным выводом второго резистора, а неинвертирующий вход заземлен, к общему выводу второго резистора и инвертирующего входа операционного усилителя подключен четвертый резистор, первый источник питающего постоянного напряжения положительной полярности и второй питающий источник отрицательной полярности, общие шины которых заземлены, первый и второй управляемые ключи, первый из них включен между выводом для положительно питающего напряжения операционного усилителя и выходом первого источника питающего постоянного напряжения, второй – между выводом для отрицательного питающего напряжения операционного усилителя и выходом второго источника питающего постоянного напряжения, формирователь управляющих напряжений для управляемых ключей, первый выход которого соединен с входом управления первого управляемого ключа, второй выход формирователя соединен с входом управления второго управляемого ключа, на вход формирователя подаются входные сигналы, общая шина его заземлена, введена группа дополнительных управляемых ключей, между собой они включены последовательно, свободный вывод первого дополнительного управляемого ключа соединен со свободным выводом имеющегося четвертого резистора, в свободный вывод последнего дополнительного управляемого ключа подключен к выходу операционного усилителя, с учетом предельного числа дополнительных управляемых ключей, которое не следует превышать, определяется число этих ключей с учетом последовательного их включения, обеспечивающее достаточное эквивалентное значение их обратного сопротивления, предельное количество дополнительных управляемых ключей определяется через значение сопротивления предполагаемого (виртуального) резистора между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя при отсутствии в схеме дополнительных управляемых ключей и при равных значениях их прямых сопротивлений, для этого названное сопротивление предполагаемого (виртуального) резистора следует разделить на значение прямого сопротивления дополнительного управляемого ключа и тогда целое число, полученное от деления, представляет собой предельное число дополнительных управляемых ключей, а разность между значением сопротивления предполагаемого (виртуального) резистора и суммарным значением прямых сопротивлений предельного числа дополнительных управляемых ключей является значением сопротивления имеющегося четвертого резистора.This is achieved by the fact that the controlled switch of the electric circuit elements, containing the electric circuit with the switched element, the driver of the supply voltage circuit, an operational amplifier, two sources of supply constant voltage of positive and negative polarity, two controlled keys and the driver of control voltages for these keys, the electrical circuit consists from the series-connected first and second resistors, a third resistor is connected to their common terminal, the free terminal of which is connected to ground ", a voltage supply shaper whose output is connected to the free output of the first resistor and the common bus is grounded, an operational amplifier whose inverting input is connected to the free output of the second resistor and the non-inverting input is grounded to the common output of the second resistor and the inverting input of the operational amplifier a fourth resistor is connected, the first source of supply DC voltage of positive polarity and the second supply source of negative polarity, the common buses of which are grounded wrenches, the first and second controlled keys, the first of them is connected between the output for the positive supply voltage of the operational amplifier and the output of the first source of supply DC voltage, the second is between the output for the negative supply voltage of the operational amplifier and the output of the second source of supply DC voltage, the driver of control voltages for managed keys, the first output of which is connected to the control input of the first managed key, the second output of the driver is connected to the input control key of the second managed key, input signals are supplied to the input of the driver, its common bus is grounded, a group of additional controlled keys are introduced, they are connected in series, the free output of the first additional controlled key is connected to the free output of the existing fourth resistor, to the free output of the last additional controlled key connected to the output of the operational amplifier, taking into account the maximum number of additional managed keys, which should not be exceeded, is determined given the number of these keys, taking into account their successive switching on, providing a sufficient equivalent value of their reverse resistance, the maximum number of additional controlled keys is determined through the resistance value of the proposed (virtual) resistor between the inverting input and the output of the operational amplifier in the absence of additional controlled keys in the circuit and with equal values their direct resistances, for this the named resistance of the alleged (virtual) resistor follows p divide by the direct resistance value of the additional controlled key and then the integer obtained from the division represents the limit number of additional controlled keys, and the difference between the resistance value of the proposed (virtual) resistor and the total value of the direct resistances of the limit of additional controlled keys is the resistance value of the fourth resistor.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1).The invention is illustrated in the drawing (figure 1).

Управляемый коммутатор элементов электрической цепи содержит коммутируемую электрическую цепь из последовательно соединенных первого 1 и второго 2 резисторов, к общему выводу которых подключен резистор 3, свободный вывод последнего заземлен. Инвертирующий вход операционного усилителя 4 соединен со свободным выводом резистора 2, а неинвертирующий вход заземлен. К общему выводу резистора 2 и инвертирующего входа операционного усилителя 4 подключен резистор 5. К свободному выводу резистора 1 подключен выход источника 6 напряжения, питающего электрическую цепь. Общая шина этого источника заземлена. В коммутаторе также имеются источник 7 постоянного положительного напряжения и источник 8 постоянного отрицательного напряжения, общие шины которых заземлены. Между выходом источника 7 и выводом для подключения положительного питающего напряжения операционного усилителя включен управляемый ключ 9, а между выходом источника 8 и выводом для подключения отрицательного питающего напряжения операционного усилителя – управляемый ключ 10. Управляющий вход ключа 9 соединен с первым выходом формирователя 11 управляющих напряжений, а управляющий вход ключа 10 – со вторым выходом этого формирователя, общая шина формирователя заземлена. На вход формирователя 11 управляющих напряжений подаются входные сигналы

Figure 00000001
. Между свободным выводом резистора 5 и выходом операционного усилителя 4 включена группа последовательно соединенных управляемых ключей 12, 13, …, N. Управляющие входы этих ключей соединены с третьим выходом формирователя 11 управляющих напряжений.The managed switch of the elements of the electric circuit contains a switched electric circuit of series-connected first 1 and second 2 resistors, to the common terminal of which a resistor 3 is connected, the free terminal of the latter is grounded. The inverting input of the operational amplifier 4 is connected to the free terminal of the resistor 2, and the non-inverting input is grounded. A resistor 5 is connected to the common terminal of the resistor 2 and the inverting input of the operational amplifier 4. An output of the voltage source 6, which supplies the electric circuit, is connected to the free terminal of the resistor 1. The common bus of this source is grounded. The switch also has a constant positive voltage source 7 and a constant negative voltage source 8, the common buses of which are grounded. A controlled key 9 is connected between the output of the source 7 and the output for connecting the positive supply voltage of the operational amplifier, and a controlled key 10 between the output of the source 8 and the output for connecting the negative supply voltage of the operational amplifier 10. The control input of the key 9 is connected to the first output of the control voltage generator 11, and the control input of the key 10 with the second output of this shaper, the common bus of the shaper is grounded. At the input of the shaper 11 of the control voltage input signals
Figure 00000001
. Between the free output of the resistor 5 and the output of the operational amplifier 4, a group of serially connected controlled keys 12, 13, ..., N is connected. The control inputs of these keys are connected to the third output of the driver 11 of the control voltage.

При отсутствии входного сигнала формирователя 11 управляющих напряжений (

Figure 00000002
) на каждом из трех его выходов напряжение отсутствует, и все управляемые ключи 9, 10, 12, 13, …, N находятся в разомкнутом состоянии. Это исходное состояние схемы.In the absence of an input signal of the shaper 11 control voltages (
Figure 00000002
) there is no voltage at each of its three outputs, and all controlled keys 9, 10, 12, 13, ..., N are in the open state. This is the initial state of the circuit.

Управляемый коммутатор элементов электрической цепи работает следующим образом. При воздействии входного сигнала (

Figure 00000003
) на вход формирователя 11 управляющих импульсов управляющие напряжения с трех выходов этого формирователя переводят управляемые ключи 9, 10, 12, 13, …, N в проводящие состояния, и на операционный усилитель через ключи 9 и 10 подаются питающие постоянные напряжения положительной и отрицательной полярности с выходов двух источников 7 и 8 постоянного напряжения. При большом коэффициенте усиления операционного усилителя в общем случае разностное напряжение между двумя его входами стремится к нулю. Неинвертирующий вход операционного усилителя 4 заземлен, тогда имеется эффект подключения к «земле» инвертирующего входа и подключенного к нему выводу коммутируемого резистора 2 (виртуальный нуль). Остаточным напряжением здесь (
Figure 00000004
) является весьма малое разностное напряжение между входами операционного усилителя 4, по сути, напряжение относительно «земли» на инвертирующем входе этого усилителя. Это остаточное напряжение получается исчезающе малым.Managed switch elements of the electric circuit operates as follows. When the input signal (
Figure 00000003
) to the input of the shaper 11 of the control pulses, the control voltages from the three outputs of this shaper translate the controlled keys 9, 10, 12, 13, ..., N into conductive states, and the supply constant voltage of positive and negative polarity is supplied through the keys 9 and 10 with outputs of two sources 7 and 8 of constant voltage. With a large gain of the operational amplifier, in the general case, the difference voltage between its two inputs tends to zero. The non-inverting input of the operational amplifier 4 is grounded, then there is the effect of connecting the inverting input to the ground and the output of the switched resistor 2 (virtual zero) connected to it. Residual voltage here (
Figure 00000004
) is a very small difference voltage between the inputs of the operational amplifier 4, in fact, the voltage relative to the "ground" at the inverting input of this amplifier. This residual stress is negligible.

В сложившемся реальном понимании прямое сопротивление в рассматриваемой схеме управляемого коммутатора отсутствует. В рассматриваемой схеме электрический ток через коммутируемый резистор 2 непосредственно на «землю» не проходит, точнее на заземленный неинвертирующий вход. Этот ток замыкается через резистор 5 на выходную цепь операционного усилителя 4. Коммутируемый вывод резистора 2, соединенный с инвертирующим входом операционного усилителя, имеет весьма малое (почти нулевое) напряжение относительно «земли», т.е в итоге подключен к «земле». Последнее положение обеспечивается выбором операционного усилителя с большим значением коэффициента усиления. Таким образом, можно считать, что имеется эффект получения малого значения прямого сопротивления, которое можно определить какIn the current real understanding, there is no direct resistance in the controllable switch circuit under consideration. In the considered circuit, the electric current does not directly pass through the switched resistor 2 to the ground, or rather to the grounded non-inverting input. This current is closed through a resistor 5 to the output circuit of the operational amplifier 4. The switched output of the resistor 2, connected to the inverting input of the operational amplifier, has a very small (almost zero) voltage relative to the ground, that is, it is finally connected to the ground. The latter position is provided by the choice of an operational amplifier with a large gain value. Thus, we can assume that there is the effect of obtaining a small value of direct resistance, which can be defined as

Figure 00000005
(1)
Figure 00000005
(one)

где

Figure 00000004
– остаточное напряжение управляемого коммутатора элементов электрической цепи,
Figure 00000006
– сила электрического тока через сопротивление
Figure 00000007
(
Figure 00000007
– сопротивление резистора 2). Очень малое значение
Figure 00000004
предопределяет очень малое значение
Figure 00000008
.Where
Figure 00000004
- the residual voltage of the managed switch elements of the electric circuit,
Figure 00000006
- electric current through resistance
Figure 00000007
(
Figure 00000007
- resistance of the resistor 2). Very low value
Figure 00000004
determines a very small value
Figure 00000008
.

После окончания входного сигнала (

Figure 00000009
формирователь 11 управляющих напряжений переводит управляемые ключи 9, 10, 12, 13, …, N в непроводящее состояние и операционный усилитель 4 отключается от питающих источников постоянного напряжения 7 и 8. Тогда коммутируемый резистор 2 отключается от «земли». Обратное сопротивление в общем случае определяется несколькими p-n переходами транзисторов операционного усилителя в непроводящем электрический ток состоянии и обратными сопротивлениями управляемых ключей 9, 10, 12, 13, …, N. Для увеличения значения обратного сопротивления можно выбрать операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе.After the end of the input signal (
Figure 00000009
driver of control voltages 11 transfers the controlled keys 9, 10, 12, 13, ..., N to a non-conductive state and operational amplifier 4 is disconnected from the supplying constant voltage sources 7 and 8. Then, the switched resistor 2 is disconnected from the ground. The reverse resistance in the general case is determined by several pn junctions of the transistors of the operational amplifier in a non-conducting electric current state and the reverse resistances of the controlled keys 9, 10, 12, 13, ..., N. To increase the value of the reverse resistance, you can choose an operational amplifier with field-effect transistors at the input.

В приведенном случает эквивалентное сопротивление оставшихся p-n переходов операционного усилителя 4 в непроводящем электрический ток состоянии обозначим

Figure 00000010
. Тогда обратное сопротивление определяется выражениемIn the above case, the equivalent resistance of the remaining pn junctions of the operational amplifier 4 in a non-conducting electric current state is denoted by
Figure 00000010
. Then the inverse resistance is determined by the expression

Figure 00000011
, (2)
Figure 00000011
, (2)

где

Figure 00000012
,
Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
– обратные сопротивления управляемых ключей 9, 10, 12, 13, …, N соответственно, и выбором числа управляемых ключей 12,13, …, N можно получить требующееся (повышенное) значение обратного сопротивления.Where
Figure 00000012
,
Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
- the inverse resistance of the managed keys 9, 10, 12, 13, ..., N, respectively, and by choosing the number of controlled keys 12,13, ..., N, you can get the required (increased) value of the inverse resistance.

Количество управляемых ключей 12, 13, …, N имеет некоторое предельное значение, которое не следует превышать. Для нахождения этого предельного значения следует обратиться к исходной схеме (к схеме прототипа), где управляемые ключи 12, 13, …, N отсутствуют, а резистор 5 включен между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя 4. Значение сопротивления 5 (

Figure 00000017
) рассчитывается, исходя из требующихся значений прямого сопротивления и остаточного напряжения. С учетом равных значений прямых сопротивлений управляемых ключей 12,13, …, N (
Figure 00000018
) полученное значение
Figure 00000017
для прототипа следует разделить на прямое сопротивление одного из ключей 12,13, …, N. Тогда полученное от деления целое число – это предельное число (
Figure 00000019
) управляемых ключей 12, 13, …, N, а разность между рассчитанным значением сопротивления
Figure 00000017
и произведением прямого сопротивления
Figure 00000018
на предельное число
Figure 00000019
представляет собой значение сопротивления реального резистора 5 в рассматриваемой схеме (фиг. 1)The number of managed keys 12, 13, ..., N has a certain limit value, which should not be exceeded. To find this limit value, you should refer to the original circuit (to the prototype circuit), where there are no controlled keys 12, 13, ..., N, and a resistor 5 is connected between the inverting input and the output of the operational amplifier 4. Resistance value 5 (
Figure 00000017
) is calculated based on the required values of direct resistance and residual voltage. Given the equal values of the direct resistances of the controlled keys 12,13, ..., N (
Figure 00000018
) received value
Figure 00000017
for the prototype should be divided by the direct resistance of one of the keys 12,13, ..., N. Then the integer obtained from the division is the limit number (
Figure 00000019
) controlled keys 12, 13, ..., N, and the difference between the calculated resistance value
Figure 00000017
and the product of direct resistance
Figure 00000018
by the limit number
Figure 00000019
represents the value of the resistance of the real resistor 5 in the considered circuit (Fig. 1)

Figure 00000020
. (3)
Figure 00000020
. (3)

Если количество n управляемых ключей 12, 13, …, N меньше предельного значенияIf the number n of managed keys 12, 13, ..., N is less than the limit value

Figure 00000021
, (4)
Figure 00000021
, (four)

то сопротивление

Figure 00000022
реального резистора 5 определяется формулойthen resistance
Figure 00000022
real resistor 5 is determined by the formula

Figure 00000023
. (5)
Figure 00000023
. (5)

Таким образом, управляемый коммутатор элементов электрической цепи позволяет существенно повысить значение обратного сопротивления при сохранении весьма малых значений прямого сопротивления и остаточного напряжения. Thus, the controlled commutator of the elements of the electric circuit can significantly increase the value of the inverse resistance while maintaining very small values of the direct resistance and residual voltage.

Claims (1)

Управляемый коммутатор элементов электрической цепи, содержащий электрическую цепь с коммутируемым элементом, формирователь питающего цепь напряжения, операционный усилитель, два источника питающих постоянных напряжений положительной и отрицательной полярности, два управляемых ключа и формирователь управляющих напряжений для этих ключей, электрическая цепь состоит из последовательно соединенных первого и второго резисторов, к их общему выводу подключен третий резистор, свободный вывод которого соединен с «землей», при этом выход формирователя питающего цепь напряжения соединен со свободным выводом первого резистора, а общая шина заземлена, инвертирующий вход операционного усилителя соединен со свободным выводом второго резистора, а неинвертирующий вход заземлен, к общему выводу второго резистора и инвертирующего входа операционного усилителя подключен четвертый резистор, общие шины первого источника питающего постоянного напряжения положительной полярности и второго источника постоянного питающего напряжения отрицательной полярности заземлены, первый управляемый ключ включен между выводом для положительного питающего напряжения операционного усилителя и выходом первого источника питающего постоянного напряжения, второй управляемый ключ - между выводом для отрицательного питающего напряжения операционного усилителя и выходом второго источника питающего постоянного напряжения, первый выход формирователя управляющих напряжений для управляемых ключей соединен с входом управления первого управляемого ключа, второй выход формирователя соединен с входом управления второго управляемого ключа, на вход формирователя подаются входные сигналы, его общая шина заземлена, отличающийся тем, что в него введена группа дополнительных управляемых ключей, между собой они включены последовательно, свободный вывод первого дополнительного управляемого ключа соединен со свободным выводом имеющегося четвертого резистора, а свободный вывод последнего дополнительного управляемого ключа подключен к выходу операционного усилителя, количество дополнительных управляемых ключей является ограниченным с учетом того, что эти управляемые ключи являются одинаковыми и значения их прямых сопротивлений являются равными (rпр=rпр1=rпр2=…=rпрN), предельное число дополнительных управляемых ключей nпр равно целому числу, получаемому по формуле
Figure 00000024
, где IR2 - сила электрического тока через второй резистор, K - коэффициент усиления операционного усилителя и Uост - напряжение на инвертирующем входе этого усилителя, управляющие входы всех дополнительных управляемых ключей соединены вместе и подключены к третьему выходу формирователя управляющих напряжений.A controlled switch of elements of an electric circuit, comprising an electric circuit with a switched element, a driver of a supply voltage circuit, an operational amplifier, two sources of supply constant voltage of positive and negative polarity, two controlled keys and a driver of control voltages for these keys, the electrical circuit consists of a series of connected first and of the second resistors, a third resistor is connected to their common output, the free output of which is connected to ground, while the output of the voltage supply circuit is connected to the free output of the first resistor, and the common bus is grounded, the inverting input of the operational amplifier is connected to the free output of the second resistor, and the non-inverting input is grounded, the fourth resistor is connected to the common output of the second resistor and the inverting input of the operational amplifier, common buses of the first source a positive DC voltage of positive polarity and a second source of negative voltage of a negative polarity are grounded, the first The inventive key is connected between the output for the positive supply voltage of the operational amplifier and the output of the first source of supply DC voltage, the second controlled key is between the output for the negative supply voltage of the operational amplifier and the output of the second source of supply DC voltage, the first output of the control voltage generator for the controlled keys is connected to the input control of the first managed key, the second output of the driver is connected to the control input of the second control of the key, the input signals are fed to the input of the driver, its common bus is grounded, characterized in that a group of additional controlled keys is inserted into it, they are connected in series with each other, the free output of the first additional controlled key is connected to the free output of the existing fourth resistor, and the free output the last additional managed key is connected to the output of the operational amplifier, the number of additional managed keys is limited given that these are controlled e keys are identical and the values of their resistances are equal lines (r ave = r = r np2 pr1 = ... = r prN), limiting the number of additional driven keys n ave is an integer obtainable by the formula
Figure 00000024
where I R2 is the electric current through the second resistor, K is the gain of the operational amplifier and U ost is the voltage at the inverting input of this amplifier, the control inputs of all additional controlled keys are connected together and connected to the third output of the control voltage generator.
RU2017107225A 2017-03-06 2017-03-06 Controlled switch of electric circuit elements RU2660601C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107225A RU2660601C1 (en) 2017-03-06 2017-03-06 Controlled switch of electric circuit elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017107225A RU2660601C1 (en) 2017-03-06 2017-03-06 Controlled switch of electric circuit elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2660601C1 true RU2660601C1 (en) 2018-07-06

Family

ID=62815846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017107225A RU2660601C1 (en) 2017-03-06 2017-03-06 Controlled switch of electric circuit elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660601C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1721817A1 (en) * 1990-04-16 1992-03-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт "Электронстандарт" Commutator
US20040008070A1 (en) * 2002-07-11 2004-01-15 Hirofumi Abe Clamp circuit
RU2345480C1 (en) * 2007-08-07 2009-01-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Voltage switch
RU2510571C1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Controlled circuit element switch
RU2610298C1 (en) * 2015-08-17 2017-02-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Controlled switch of voltages carrying information

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1721817A1 (en) * 1990-04-16 1992-03-23 Всесоюзный научно-исследовательский институт "Электронстандарт" Commutator
US20040008070A1 (en) * 2002-07-11 2004-01-15 Hirofumi Abe Clamp circuit
RU2345480C1 (en) * 2007-08-07 2009-01-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Voltage switch
RU2510571C1 (en) * 2012-09-24 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Controlled circuit element switch
RU2610298C1 (en) * 2015-08-17 2017-02-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Controlled switch of voltages carrying information

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108736849B (en) Low offset current sense amplifier
RU2610298C1 (en) Controlled switch of voltages carrying information
RU2510571C1 (en) Controlled circuit element switch
RU2602368C1 (en) Controlled switch of electric circuit elements
RU2660601C1 (en) Controlled switch of electric circuit elements
RU2447452C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
US20150054483A1 (en) Load bank providing constant power
RU2699581C2 (en) Controlled switch of voltages carrying information
RU2628994C1 (en) Controlled mains element switch
NL8105400A (en) VARIABLE IMPEDANCE CHAIN.
RU2693291C1 (en) Sampling and storage device
RU2461013C1 (en) Bridge circuit for measuring parameters of two-terminal devices
RU2447412C2 (en) Temperature measuring device
RU2427847C1 (en) Bridge resistor gauge of three resistance transducers
RU2692109C2 (en) Parameters bridge meter of n-element two-terminal devices
RU175892U1 (en) ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
CN110515583B (en) Voltage subtracter and voltage subtraction operation method thereof
RU2084906C1 (en) Device which measures resistance of electric circuits which run current
RU184807U1 (en) ELECTRICALLY DISCONNECTED CURRENT SIGNAL CONVERTER TO VOLTAGE USING GENERAL APPLICATION OPTRONS
RU2670811C1 (en) Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit
RU2658077C2 (en) Bridge measuring device for parameters of n-element two-terminal networks
RU173170U1 (en) ANALOGUE REMEMBERING DEVICE
US4280088A (en) Reference voltage source
RU2602997C1 (en) Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits
SU593203A1 (en) Dc voltage or current regulator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190307