SU1406516A1 - Магазин сопротивлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель изобретени  - расширение диапазона воспроизведени . Магазин сопротивлени  содержит повторители 1 и 2 напр жени , управл емый мультирезистор 3, управл емый делитель 4 напр жени , переключатели 5.1-5.П, пассивный магазин сопротивлени  (ПМС) 6 к блок управлени  (БУ) 9. Магааин сопротивлений работает в трех поддиапазонах: дл  воспроизведени  низкоомных, средне- омных и высокоомных сойротивлений. БУ 9 осуществл ет з тановку масштаба- показател  степени р в дес тичной системе счислени  и мантиссы ft устанавливаемого значени  сопротивлени  магазина-имитатора. Цель достигаетс  введением переключателей 5, ПМС 6, состо щего из декад 7.1-7.П и ВУ 9, Устр-во по п.п.2 и 3 ф-лы отличаетс  вьшолнением БУ 9 и декад 7.1-7.п. 2 3.п.ф-лы, 3 ил. с (Л

Description

Од

ел

Од

vue.t

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве широко-риапа- зонной прецизионной многозначной меры электрического сопротивлени  системного назначени .

Цель изобретени  - расширение диапазона воспроизведени .

На фиг.1 представлена структурна  д электрическа  схема предлагаемого магазина сопротивлени ; на фиг.2 - структурна  электрическа  схема блока управлени ; на фиг.З - структурна  электрическа  схема одной из де- 15 кад пассивного магазина сопро тивле- ни .

Магазин сопротивлени  содержит перйый и второй повторители 1 и 2 напр жени , управл емый мультирезис- 20 тор 3, уп равл емый делитель 4 напр жени , п+ переключателей 5;),5,,,..., 5, 5 , , пассивный магазин 6 сопротивлени , .содержащий п декад 7,,

При воспроизведении сопротивлени  (фиг.1) в низкоомном диапазоне БУ 9 устанавливают границы посредством подключени  соответствующего мас штабу р резистора в УМ 3, соедин ют неинвертирующий вход и среднюю точку источников питани  второго повторител  2 напр жени  через переключатель 5 с выходом устройства и отклю чает вькоды декад ПМС 6 от неинвертирующего , входа и средней точки источников питани  второго повторител  2 напр жени . Мантиссу /к БУ 9 передает только в УДН 4 через, выходы данных УДН.

БУ 9 (фиг.2) в этом случае работа ет следующим образом.

С регистра 10 ввода (РВ) сигнал адреса поступает на дешифратор (ДШ) 13, а сигнал данных на входы всех бзгферных регистров (БР) I 2, ..., 1 2 Сигналы с выходов ДШ 13 от первого до (m-I)-ro непосредственно, а cm-г

7j,...,7, входные зажимы 8 и 8, блок 25 выхода через второй элемент ИДИ 1}у

9 зшравлени  содержит регистр 10 вво- ;да, многовходовые элементы ИЛИ 11,

12 3 ) буферных регистров :12,, 12,...,J2, дешифратор 13, де- када 14 пассивного магазина сопротив-30 {лени  содержит дев ть резисторов 15.

35

40

1 |15,...,15д, дев ть ключевых элемен1тов 16, 16,..,,6J, дополнительный дешифратор 17.

; Магазин сопротивлени  работает Следующим образом.

; С помощью блока 9 управлени  (БУ) |осзлцествл ют установку масштаба - показател  степени р в дес тичной сис- 1геме счислени  и мантиссы jU уста- Ывливаемого значени  сопротивлени  магазина - имитатора. При этом команду установки (УМ) степени р пере- акт из БУ 9 по выходам адреса уп- рапп емого мультирезистора 3 и по выходам адреса пассивного магазина сопротивлени  (ПМС) 6, а команду уста- йовки мантиссы /и - по выходам данных управл емого делител  4 напр жени  . (УДН) и по выходам данных пассивного 50 , магазина 6 сопротивлени  (ПМС).

Предлагаемый магазин сопротивле- Ци  служит дл  воспроизведени  низко- омных (р 6 га), среднеомных (т р ih+ с 1-1) и высокоомных (р 7/m+l) сопротивлений .

Рассмотрим работу устройства в каждом из указанных поддиапазонов.

45

подают в соответствующие линии адреса УМ 3, включа  тем самым в УМоЗ не обходимый при данной степени р воспроизводимого значени  сопротивлени  резистор. Значение сопротивлени  этого резистора возрастает с рос том степени р. Сигнал, поступивший с выхода первого элемента ШШ 11 в одну из линий адреса ПМС 6, подают на первый переключатель 5, и перевод т его левый (фиг.1) вывод в правое положение, а правый вывод в левое положение, тем самым подключаю неинвертирзтощий вход и среднюю точку источников питани  второго повторител  2 к второму входу устройства. Остальные переключатели 3 ,. .., 5 f,., перевод т в такое положение: левые выводы в левое, а правые в правое (фиг.1) положение. Сигнал, по вл ющийс  на любом из выходов от первого до т-го ДШ 13jчерез первый элемент ИЛИ 11 разрешает работу первого БР 12|, т.е. передачу когда с его входа на выход, далее через шину данных УДН 4 непосредственно в УДН 4. На ос тальные БР 12,j, . .., 12 . подают запрещающий их работу сигнал. В качест ве БР примен ют шинные формирователи с трем  состо ни ми.

Код jU в УДН 4 преобразуют в обратный и тем самым устанавливают коэффициент передачи УДН 4 равным l-jU. Через выходы магазина сопротивлени 

При воспроизведении сопротивлени  (фиг.1) в низкоомном диапазоне БУ 9 устанавливают границы посредством подключени  соответствующего масштабу р резистора в УМ 3, соедин ют неинвертирующий вход и среднюю точку источников питани  второго повторител  2 напр жени  через переключатель 5 с выходом устройства и отключает вькоды декад ПМС 6 от неинвертирующего , входа и средней точки источников питани  второго повторител  2 напр жени . Мантиссу /к БУ 9 передает только в УДН 4 через, выходы данных УДН.

БУ 9 (фиг.2) в этом случае работает следующим образом.

С регистра 10 ввода (РВ) сигнал адреса поступает на дешифратор (ДШ) 13, а сигнал данных на входы всех бзгферных регистров (БР) I 2, ..., 1 2 , Сигналы с выходов ДШ 13 от первого до (m-I)-ro непосредственно, а cm-го

0

5

0

0

с

5

подают в соответствующие линии адреса УМ 3, включа  тем самым в УМоЗ необходимый при данной степени р воспроизводимого значени  сопротивлени  резистор. Значение сопротивлени  этого резистора возрастает с ростом степени р. Сигнал, поступивший с выхода первого элемента ШШ 11 в одну из линий адреса ПМС 6, подают на первый переключатель 5, и перевод т его левый (фиг.1) вывод в правое положение, а правый вывод в левое положение, тем самым подключают неинвертирзтощий вход и среднюю точку источников питани  второго повторител  2 к второму входу устройства. Остальные переключатели 3 ,. .., 5 f,., перевод т в такое положение: левые выводы в левое, а правые в правое (фиг.1) положение. Сигнал, по вл ющийс  на любом из выходов от первого до т-го ДШ 13jчерез первый элемент ИЛИ 11 разрешает работу первого БР 12|, т.е. передачу когда с его входа на выход, далее через шину данных УДН 4 непосредственно в УДН 4. На остальные БР 12,j, . .., 12 . подают запрещающий их работу сигнал. В качестве БР примен ют шинные формирователи с трем  состо ни ми.

Код jU в УДН 4 преобразуют в обратный и тем самым устанавливают коэффициент передачи УДН 4 равным l-jU. Через выходы магазина сопротивлени 

3

пропускают ток 1 и создают на сопро тивлении Rj,; включенного резистора УМ 3 падение напр жени  , где ,2,...,т. С помощью первого повторител  1 напр жени , включенного по схеме повторител  на операционно усилителе с гальванически разв занными цеп ми питани , это напр жение подают на вход УДН 4, который пере-г дает его на свой выход с коэффициентом передачи 1-fijвторой повторитель включенный также по схеме повторител  напр жени  на операционном усилителе с гальванически разв занными цеп ми питани , передает выходное нпр жение УДН 4, равное (1-р) ,н свои выходные зажимы: средн   точка источников питани  и выход второго повторител  2 напр жени . Падение напр жени  U между входами магазин сопротивлени  равно алгебраической

сумме напр жени  и выходного напр жени  второго повторител  2 напр жени  .

,Ко1 - I,Roi(l-(u)|Ul.Ro,(l)

а имитируемое магазином сопротивление R равно

UM

R.

Rcf

(.2)

Переходное сопротивление контактов переключател  5, а также сопро30 в такое положение, при котором левый вывод находитс  в правом, а правый вывод в левом (фиг.1) положении. Если сигнал подан, например, на переключатель 5|, то он тем самым сое22 дин ет неинвертирующий вход и сред- нюю точку источников питани  второго повторител  2 напр жени  между собой , и с одним выводом первой декады ПМС 6 второй которой подключен к второму входу. Остальные переключатели устанавливают в положение, аналогичное переключателю 5,. Таким образом , подача сигнала на любой из . переключателей 5 . приводит к соеди40

тивление соединительных проводов между неинвертирующим входом и средней точкой источников питани  второго повторител  2 напр жени  не вли ет на воспроизводимое значение сопротивлени , поскольку в цепи между неинвертирующим входом и соответствующим входом магазина сопротивлени  не протекают токи и не создают в-ней падение напр жени , а второй повторитель 2 напр жени  как усилитель с практически бесконечно большим коэффи- с нению неинвертирующего входа и сред- циёнтом усилени  обеспечивает равен- ней точки источников питани  второго ство потенциалов своих входов отно- повторител  2 напр жени .между собой сительно вькода (точки соединени  вы- и подключению их к выходам соответ- ходов первого и второго повторителей ствующей от первой до (1-1)-й декад 1 и 2 напр жени  и общей шины УДН 4) Q ПМС 6. Таким образом, потенциал этого входа будет равен потенциалу инвертирующего входа второго повторител  2 напр жени  и, следовательно, сопротивлени  между неинвертирующим входом и входом устройства, а также средней точкой источников питани  второго повторител  напр жени  и входом не будут

Сигналом, по вл ющимс  на выходах от ()-го до (т+1-1)-го ДШ 13 (фиг.2), разрешают работу БР от второго 12 до 12 1-го. При этом код м. gg. данных переписывают с входов на выход соответствующего регистра. Разр ды ,..., кода |u следующим образом распредел ют между УДН 4 и ПМС: с

10

.

15

20

магазине сопротивлени  при воспроиз- -ведении низкоомных сопротивлений.

При воспроизведении среднеомных сопротивлений т р m+1-l блок 9 управлени  подключает в УМ 3 резистор с максимальным сопротивлением. Это обеспечивают (фиг.2) подачей сигнала с любого от m+1-ro до ()-ro выхода ДШ 13 через второй элемент ИЛИ 11 и через линию шины адреса УМ, соединенную с выходом второго элемента ИЛИ соответствующий ключ УМ 3. Сигналы с выхода ДШ 13 от (т+1) до (т+1-1)-го подают на переключатели 5j, при этом сигнал от (т+1)-го выхода подают на переключатель 5f и т.д. до по влени  сигнала с (т+1)-го выхода ДШ 13. Поскольку на выходах 1-т ДШ 13 в этом поддиапазоне нет сигнала, то на выходе первого элемента ИЛИ 1Ц будет сигнал, запрещающий работу первого БР 12 , который также производит коммутацию

25 первого переключател  5 в положение, при котором левый вывод находитс  в левом, а правый в правом (фиг.1) положении . Подача сигнала на любой из переключателей 5. устанавливает его

30 в такое положение, при котором левый вывод находитс  в правом, а правый вывод в левом (фиг.1) положении. Если сигнал подан, например, на переключатель 5|, то он тем самым сое22 дин ет неинвертирующий вход и сред- нюю точку источников питани  второго повторител  2 напр жени  между собой , и с одним выводом первой декады ПМС 6, второй которой подключен к второму входу. Остальные переключатели устанавливают в положение, аналогичное переключателю 5,. Таким образом , подача сигнала на любой из . переключателей 5 . приводит к соеди40

нению неинвертирующего входа и сред- ней точки источников питани  второго повторител  2 напр жени .между собой и подключению их к выходам соответ- ствующей от первой до (1-1)-й декад Q ПМС 6.

нению неинвертирующего входа и сред- ней точки источников питани  второго повторител  2 напр жени .между собой и подключению их к выходам соответ- ствующей от первой до (1-1)-й декад ПМС 6.

Сигналом, по вл ющимс  на выходах от ()-го до (т+1-1)-го ДШ 13 (фиг.2), разрешают работу БР от второго 12 до 12 1-го. При этом код м. данных переписывают с входов на выход соответствующего регистра. Разр ды ,..., кода |u следующим образом распредел ют между УДН 4 и ПМС: с

вносить дополнительной погрешности в

выхода второго БР 12j старший разр д

514065166

кода |ц данных через одну из линий ши- с его выходом линий шины адреса УМ 3

ны данных ПМС подают на первую декаду 7 ПМС 6 и устанавливают в ней соответствующее значение сопротивлени , остальные (1-1)-младшие разр ды кода : ju через шину УДН 4 подают s I УДН 4, где наход т обратный код и ус- I танавливают в УДН 4 коэффициент делени , соответствующий этому коду, с выхода третьего БР 12, два старшие разр да кода и подают на первую и вторую екады 7 и 7 ПМС 6 (самый старший на вторую) и устанавливают в них соответствующее значение сопротивлени , остальные (1-2)-разр ды подают в УДН 4, где наход т обрат- код и устанавливают в УДН 4 соответствующий коэффициент делегш , с выхода кажд,ого последующего БР на один старший разр д больше подают в ПМС 6, остальные в УДН 4, с выхода |1-го БР (1-1) старший разр д передают в ПМС 6 и устанавливают в декадах

на соответствующий ключ УМ 3, Сигналы с этих же выходов ДШ 13 подают на переключатели 5, причем с по влением сигнала на (т+1+1)-м выходе ДШ 13 перевод т (1+1+1)-й переключатель в положение, при котором его левый вывод находитс  в правом, а правый в

10 левом (фиг.1) положении, остальные переключатели наход тс  в положении, при котором их левые выводы в левом, а правые в правом положении.

С по влением сигнала на (т+1+1)-ом

15 выходе ДШ 13 подают разрешающий его работу сигнал на (1+1+1)-й БР и переписывают код /ц мантиссы с его входа на выход. Код ju через шину данных ПМС 6 подают на декады 7, ,..,,7 ПМС

20 6, причем старший разр д подают на (1+1)-ю декаду, а младший на i-ю декаду . На остальные (п-1) декад ПМС 6 подают нулевой код, (что легко осуществить на переключающих реле), обег

от первой 7, до (1-1 )-й соответствую- 25 сточив и включив их нормально замк- щие значени  сопротивлени , послед- . нутые контакты так, чтобы средние вы- ршй младший разр д подают в УДН 4.

Через входы магазина сопротивлени  пропускают ток и получают паде11ие на- цр жени 

.воды находились в левом (фиг.З) по- ложении. Предлагаемое устройство в этом случае используют как ПМС. Про30 пускают ток I , через входы-магазина сопротивлени , Падение напр жени  на УМ 3 равно нулю, поэтому и выходные напр жени  первого повторител  1 напр жени  УДН 4 и второго повторител 

М

, химике

Ix

Е-

с(1-х)1 2Z njRj t M«KC (3)

I

де- Ij2,...,-l - текущий номер

i включенной декады

KOjra4ecTBo резисторов, кото „ рыб5 не зашунтированы ключе- 40 выми элементами в каждой декаде;

значение единичного сопротивлени  в каждой декаде; ;

-максимальное сопротивление УМ 3; /

-код остальных разр дов 1-i мантиссы (л , а имитируемое магазином сопротивлеьше R,. равно

е-1 ,

IZ П; R.. R, X , (4)

R МЙКС xR

п-

мчкс

30

45

50

R.

.-. у., j М«кс

При воспроизведении высокоомных Сопротивле шй п 7, (т+1) 9 БУ устанав- 4ивает нулевое значение сопротивле- йи  УМ 3. Это обеспечивают путем по- сигнала с любого от (т+1)-го до (ш+п)-го выхода ДШ 13 через третий э лемент ИЖ П j и одну из соединенных

gc

,.

на соответствующий ключ УМ 3, Сигналы с этих же выходов ДШ 13 подают на переключатели 5, причем с по влением сигнала на (т+1+1)-м выходе ДШ 13 перевод т (1+1+1)-й переключатель в положение, при котором его левый вывод находитс  в правом, а правый в

левом (фиг.1) положении, остальные переключатели наход тс  в положении, при котором их левые выводы в левом, а правые в правом положении.

С по влением сигнала на (т+1+1)-ом

выходе ДШ 13 подают разрешающий его работу сигнал на (1+1+1)-й БР и переписывают код /ц мантиссы с его входа на выход. Код ju через шину данных ПМС 6 подают на декады 7, ,..,,7 ПМС

6, причем старший разр д подают на (1+1)-ю декаду, а младший на i-ю декаду . На остальные (п-1) декад ПМС 6 подают нулевой код, (что легко осуществить на переключающих реле), обег

сточив и включив их нормально замк- нутые контакты так, чтобы средние вы-

.воды находились в левом (фиг.З) по- ложении. Предлагаемое устройство в этом случае используют как ПМС. Пропускают ток I , через входы-магазина сопротивлени , Падение напр жени  на УМ 3 равно нулю, поэтому и выходные напр жени  первого повторител  1 напр жени  УДН 4 и второго повторител 

2 напр жени  также равны нулю. Ток IJ, создает падение напр жени  на включенных декадах ПМС 6. Воспроизво-i димое магазином сопротивление R равно

R

м

г .

п . R,(5)

/«1 J J

где ,2,...,l - текущий номер включенной декады;

п - количество резисторов, которые не зашунтированы ключевыми элементами в каждой, декаде;

RI - значение единичного сопротив

лени  в каждой декаде. Выполнение декад на переключател х 16,...,16д (фиг.З) позволит зна- чительно уменьшить вли ние переходного сопротивлени  коммутирующих элементов на точность воспроизводимого сопротивлени , поскольку при указанном подключении декадных резисторов к выходным зажимам ПМС, на точность воспроизводимого сопротивлени  вли  ет переходное сопротивление только одного коммутирующего элемента. Предлагаемое устройство позволит повысить точность воспроизведени  сопротивлени  по сравнеишо с традиционными программно-управл емыми магазинами сопротивлени .

Claims (3)

1. Магазин сопротивлени , содержащий первый и второй повторители напр жени , выполненные на операционных усилител х с источниками питани  со средней точкой, между инвер- тируюпзим входом и выходом первого повторител  нап р жеии  включен управл емый мультирезистор, а между неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго повторителей напр жени  включен управл емый делитель напр жени , отвод которого соединен с объединенными выходами первого и второго повторителей напр жени , при этом инвертирующий вход первого повторител  напр жени   вл етс  одним из входов магазина сопротивлени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона воспроизведени , введены пассивный магазин сопротивлени , содержащий п декад, п+1 переключателей и блок зшравлени , при этом первые входы всех переключателей объединены и подключены к неинвертирующему входу второго повторител  напр жени , вторые входы объединены и подключены к средней точке источника питани  второго повторител  напр жени , выход первого переключател   вл етс  другим входом магазина сопротивлени  и соединен с входом, пассивного магазина сопротивлени , выходы остальных переключателей подключены к соответствующим выводам декад пассивного магазина сопротив- 1лени , управл ющие входы которых под- к соответствующим выходам данных пассивного магазина сопротивлени  блока управлени , управл ющие входы переключателей соединены с соответствующими выходами адреса пас- сивного магазина сопротивлени  блока управлени , управл ющие входы управл емого делител  напр жени  и управл емого мультирезистора соединены с соответствующими выходами данных управл емого делител  напр жени  и уп- равл емого мзшьтирезистора блока уп- равлени .

2, Магазин сопротивлени  по п.1, отличающийс  тем , что

блок управлени  вьшолнен на регистре ввода, дешифраторе, трёх многовходо- вых элементах ИЛИ и п+} буферных регистрах , при этом вход регистра ввот- да  вл етс  входом блока управлени , выход данных регистров, выходы адреса регистра ввода соединены с входом дешифратора, первые m выходов которого подключены к входам первого элемента ИЛИ, 1 вьрсодов с т-го и (т+1- 1)-й - к входам второго элемента ИЛИ, остальные n-1+l выходов с (m-f-l)-ro по (т+п)-й - к входам третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом первого буферного регистра и  вл етс  выходом адреса пассивного магазина сопротивлени , выходы второго и третьего элементов ИЛИ  вл ютс  выходом адреса управл емЬго муль- тирезистора, выходы с первого по (т-1)-й дешифратора также  вл ютс  выходом адреса управл емого мульт резистора , выходы дешифратора с

(ш+1)-го до (т+п)-го подключены к управл ющим входам, начина  с второго до (п+1)-го буферного регистра и  вл ютс  в ыходами адреса пассивно о магазина сопротивлени , 1 выходов первого буферного регистра  вл ютс  выходами данных управл емого делител  напр жени , 1-i+l выходов каждого последующего буферного регистра  вл ютс  выходами данных.управл емого делител  напр жени , а i-1 выходов  вл ютс  выходами данных пассивного магазина сопротивлени , где i - номер буферного регистра, 1 - количество

включенных разр дов магазина пассивного сопротивлени , m - количество резисторов в управл емом мультире- зисторе.

3. Магазин сопротивлени  по Q.1, отличающийс  тем, что кажда  декада пассивного магазина сопротивлени  состоит из дев ти резисторов , дев ти ключевых элементов, дополнительного дешифратора, причем ре- зисторы соединены между собой последовательно , а первый вьгоод первого резистора  вл етс  входом декады,

второй вывод дев того резистора  влй- етс  выходом декады, входы ключевых

элементов соединены и  вл ютс  вхо- дом декады, а выход каждого ключевого элемента соединен с выходом соответствующего резистора, при этом управл ющие входы ключевых элементов

подсоединены к выходу дополнительно- с  выходом данных пассивного магаэи- го дешифратора, вход которого  вл ет- на сопротивлени ..

Адрес

±

13

Данные

111

12,

г

ff,

ч

Шина, адреса УМР

N

У

Ю

i

Ж

f2z

12mi

/m-fftj fff -.C-. i/u//a

(m-fn-f)

(

даннызк

пмс

n

Шина ffuHHb/x.

УАМ

иг.д

Вь/х.