SI8710149A8 - Vezje s četveropolom, ki je na vhod priključen enopolno in vsebuje ojačevalec za kompenzacijo referenčnega potenciala - Google Patents

Description

1. Oblast tehnike

Pronalazak se odnosi na sklop kola sa četvoropolom koji je na ulaz priključen jednopolno, i sa pojačavačem za kompenzaciju referentnog potencirala, pri čemu izlazni priključak četvoropola, koji nosi referentni potencijal, vodi se na invertujuči ulaz pojačavača, čiji ne-invertujuči ulaz leži na referentnom naponu U^, a čiji je izlaz povezan sa ulaznim priključkom četvoropola.

Oznaka klase prema medjunarodnoj klasifikaciji:G 01 R 17/06

2. Tehnički problem

Zadatak je pronalaska da stvori sklop kola navedene vrste, kod kojeg se polaritet korisnog dela izlaznog signala četvoropola, koji je zavisan od ulaznog signala, može da preokrene, a da se pri torne istovremeno ne preokrene polaritet dela smetnji generisanih interno u četvoropolu. To preokretanje polariteta može se, npr., da iskoristi za to da se udeo smetnji nastalih u četvoropolu i nezavisnih od polariteta, i udeo smetnji nastalih u elektronici za obradu iza četvoropola, npr. ofset napon, odvoje od korisnog dela, i da se eliminiše njihov uticaj na konačni rezultat. Udeo smetnji kojijje nastao interno u četvoropolu, jeste npr. termo-napon izlaznih priključaka pri kontaktu različitih metala ili, kod četvoropola napajanih naizmeničnom strujom, jednosmerna komponenta koja je nastala usled nelinear1 no sti četvoropola.

-2Drugim rečima, zadatak je pronalaska da tako poboljša kolo, koje je opisano u Stanju tehnike da omoguči da se onaj deo njegovog izlaznog signala, koji je nastao kao posledica ulaznog(korisnog) signala, može da izdvoji od onog dela izlaznog signala koji je nastao npr. usled nekog internog offset napona (signal smetnji) četvoropola 1.

3. Stanje tehnike

Takvi se sklopovi kola koriste kod četvoropola, kod kojih se ne smeju istovremeno na masu da priključe ulazni priključak i izlazni prikljucak pošto če inače j e dan deo kola četvoropola da bude spojen na kratko. Takvi su četvoropoli npr. kola mernih mostova, koja su izgradjena od najmanje četiri električne komponente ,i koji služe npr. za merenja temperature, pritiska, obrtnog momenta, napona, magnetnog polja, ili za merenje drugih fiziČkih veličina. Četvoropol može da bude bilo koji fizički konstrukcioni element sa električnim ulaznim i izlaznim veličinama, čija je ekvivalentna šema takva jedna mostna veza. Hall-elemenat je , npr., jedan takav fizički konstrukcioni elemenat.

Sklop kola napred navedene vrste poznat je iz US_PS 4, 142, 405, koji se odnosi na elektronski sklop sa jednosmernim pojačavačemkoji stvara precizni izlazni napon u zavisnosti od neravnoteže mernog mosta, eliminišuči efekte termičke nestabilnosti i spoljnih uticaja, kao što su dužina voda ili šum, na koje se može da naidje kod mernih instrumenata koji koriste četvoropole sa mernim mostovima, npr. za merenje temperature ili za primenu sa mernim trakama koje mere istezanje (strain gauge).

4. Opis rešenja

Prema pronalasku zadatak se rešava tako što se signal smetnje, koji je nastao u četvoropolu 1, nikada ne invertuje preklopnikom 4, dok se korisni signal, sa svoje strane, preklopnikom 4 naizmence invertuje odn. ne invertuje. Time če izlazni signal sklopa biti naizmence k(U_Q^+ korisni signal), i k<U_Q^ - korisni signal), gde je k konstanta proporcionalnosti. Dalje se, poznatim te stoga u tekstu prijave bliže ne-označenim sredstvima, može da eliminiše npr. obrazovanjem razlike tako, da se dobije signal koji je proporcionalan korisnom signalu bez smetnji.

-3Primer izvodenja pronalaska prikazan je u crtežu,i dalje če biti bliže opisan.

Slike prikazuju: Sl.l šemu sklopa kola,i

Sl.2 šemu mosta.

Iste referentne oznake označavaju na svim slikama crteža iste delove.

Sklop kola se sastoji od četvoropola 1,izvora 2,pojačavača 3 i dvopolnog upravljanog preklopnika 4,koji ima prvi preklopni kontakt 4a i drugi preklopni kontakt 4b.

Izvor 2 je proizvoljni izvor signala,opremij en sa dva priključka 5 i 6,npr. izvor struje ili.izvor napona,koji je preko prvog preklopnog kontakta 4a jednopolno priključen na ulaz četvoropola 1. Prvi priključak 5 izvora 2 leži na masi.Pojačavač 3 je npr.operacioni pojačavač.Preklopnik 4 se sastoji prvenstveno od poluprovodničkog prekidača,kakvi se npr.izraduju u CMOS tehnologiji. On poseduje upravljački ulaz 7,koji se upravlja upravljačkim naponom u_s ,koji se sastoji od pravougaonih impulsa koji periodično preklapaju preklopnik 4.

Četvoropol 1 poseduje dva ulazna priključka 8 i 9,kao i dva izlazna priključka lo i 11.Prvi izlazni priključak lo je jednopolni izlaz sklopa kola.Naponski potencijal koji se javlja na drugom izlaznom priključku 11 ,jeste referentni potencijal izlaznog napona četvoropola 1. Izlazni priključak II koji nosi referentni potencijal,dovodi se na invertujuči ulaz pojačavača 3,čiji ne-invertujuci ulaz leži na konstantnom referentnom po-4t ncijalu Ug,a čiji je izlaz preko drugog oreklopnog kontakta 4b povezan sa ulaznim priključkom 8 odn.9 četvorooola 1.Preklopnik 4 je na svome izlazu tako ožičen i tako priključen na četvoropol 1,izvor 2 i pojačavač 3,da on u svome prvome položaju,tj. u položaju koji je prikazan na sl.1,svojim prvim preklopnim kontaktom 4a povezuje priključak 6,koji ne leži na masi,izvora 2 sa prvim ulaznim priključkom 8,tako da je taj ulazni priključak 8 jednopolno priključen na izvor 2,i da on svojim drugim Dreklopnim kontaktom 4b povezuje izlaz pojačavača 3 sa drugim ulaznim nriključkom.U drugom položaju preklopnika 4 je,naprotiv obrnuto,priključak 6 izvora 2 povezan preko prvog preklopnog kontakta 4a povezan sa drugim ulaznim priključkom 9,tako da ovoga puta je ulazni priključak 9 jednopolno priključen na izvor 2,a izlaz pojačavača 3 je preko drugog oreklopnog kontakta 4b povezan sa prvim ulaznim priključkom 8.

v

U slučajuda je četvoropol 1 npr. jedan Hall-elemenat koji je integrisan u integrisano kolo,onda je ulaz 8;9 četvoropola 1 napojni ulaz Hall-elementa a izlaz lo;ll četvoropola 1 je' izlaz Hall elementa,na kojem se javlja Hall napon.

Kolo mosta koje je prikazano na sl.2,sastoji se od četiri otpornika R1,R2,R3 i R4,i predstavlja ekvivalentnu šerau jednog Hall elementa.Oba otpornika Rl i R2 vezani su na red,a isto tako i oba otpornika R3 i R4.0be redne veze R1;R2 i R3;R4 su naprotiv vezane paralelno.Zajednički priključak otpornika Rl i R3 predstavlja prvi ulazni priključak 8,zajednički priključak otpornika R2 i R4 drugi ulazni priključak 9,zajednički priključak otpornika R3 i R4 prvi izlazni priključak lo a zajednički priključak otpornika Rl i R2 drugi izlazni priključak 11 četvoropola 1.

Pojačavač 3 radi kao regulacioni pojačavač,čija je nominalna vrednost referentni napon a čija je stvarna vrednost potencijal napona na drugom izlaznom priključku 11.Ovo poslednje je istovremeno referentni potencijal izlaznog napona četvoropola 1 i kompenzira se pomocu pojačavača 3itj. reguliše se na niže na nula volti.La bi se to postiglo,poredi

-5oojačavač 5 nominalnu i stvarnu vrednost i na svome izlazu stvara napon koji je proporcionalan razlici nominalne i stvarne vrednosti,koji preko preklopnog kontakta 4b i četvoropola 1 deluje nasuprot potencijala napona na izlaznom priključku 11 četvoropola 1 tako da je razlika nominalne i stvarne vrednosti ravna nuli.Kade je to slučaj,onda je potencijal napona izlaznog priključka 11 ravan referentnom na ponu Up, tj nula volti,kada je Up = O.Zbog prisutnog ofset naoona ipak referentni napon Up nije tačno,več samo približ no nula volti.

Pošto koristan signal koji daje izvor 2,se preokrece preklopnim kontaktom 4a pre nego što stigne u četvoropol l,to preklapanje nema uticaja na polaritet dela smetnji,nastalih interno u četvoropolu 1 »izlaznog napona četvoropola 1. Polaritet toga dela smetnji je time nezavisan od npr.periodičnog preklapanja polariteta korisnog signala.

Claims (2)

1. patentni zahtevi

   1. Sklop kola sa četvoropolom (1) koji je na ulaz priključen jednopolno i sa pojačavačem (5) za kompenzaciju referentnog potencijala,pri čemu izlazni priključak (11) četvoropola(l) ,koji nosi referentni potencijal,se vodi na invertujuči ulaz pojačavača (5),čiji ne-invertujuci ulaz leži na referentnom naponu (U^) a čiji izlaz je povezan sa ulaznim priključkom (8 odn.9) četvoropola (1),naznačen time,da postoji dvopolni preklopnik (4) i da je on tako priključen,da ύ njegovom prvora položaju prvi ulazni priključak (8) jeste jednopolno priključeni ulaz četvoropola (1) a izlaz pojačavača (3) je povezan sa drugim ulaznim priključkom (9) četvoropola (l),i da u svome drugom položaju,obrnuto,drugi ulazni priključak (9) jeste jednopolno priključeni ulaz četvoropola (1) a da je izlaz pojačavača (3) povezan sa prvim . ulaznim priključkom (8) četvoropola (1).
2. 2. Sklop kola prema Zahtevu 1,naznačen time, da četvoropol(l) jeste Hall elemenat.