SU1513576A1 - Динамический делитель напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к делител м напр жени  динамического типа, и может быть использовано в качестве отдельного делител  посто нного и переменного напр жени  высокого класса точности либо в составе преобразовател  код-среднее значение напр жени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и стабильности коэффициента делени  делител . Динамический делитель напр жени  содержит N токозадающих резисторов 1, N переключателей 2, входные информационные шины 3,4, блок 5 синхронизации, дополнительные переключатели 6,7, 10, 11, 12, дифференциальные повторители 8,9 напр жени , внешний измерительный прибор 13, выход 14. За врем  всех переключений резисторов 1 и двух повторителей 8,9 напр жени  к выходу 14 приложено напр жение, которое полностью повтор ет напр жение на нижней ветви делител , т.е. между объединенными выводами резисторов 1 и шиной 4. Повторители 8 и 9 исключают вли ние сопротивлени  внешнего измерительного прибора 13 на их входное сопротивление, т.к. входные сопротивлени  повторителей используютс  в качестве переключаемых элементов делител , т.е. их вли ние учитываетс  в коэффициенте делени  в процессе переключени  делител . 3 ил.

Description

151

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к делител  напр жени  динамического типа, и может быть использовано в качестве от- дельного делител  посто нного или переменного напр жени  высокого класса точности либо в составе преобразовател  код - среднее значение напр жени .

Целью изобретени   вл етс  по вы- шение точности и стабильности коэффициента делени  делител .

На фиг, 1 изображена упрощенна  схема динамического делител  напр - жени ; на фиг. 2 - состо ни  ветвей динамического делител  при различных циклах переключений; на фиг„ 3 - функциональна  схема динамического делител  напр жени 

Динамический делитель напр жени  (фиг. З) содержит п токозадающих резисторов 1, п переключателей 2, первую 3 и вторую 4 входные информационные шины, блок 5 синхронизации первый 6 и второй 7 дополнительные переключатели, первый 8 и второй 9 дифференциальные повторители напр жени , третий 10, четвертый 11 и п тый 12 дополнительные переключатели внешний измерительный прибор 13, выход 14.

Упрощенна  структурна  схема делител  (фиг. l) образована из токозадающих резисторов 1 и двух повтор телей 8 и 9 напр жени  (согласующих элементов) с произвольными входными сопротивлени ми. Общее число ре- зисторов 1 и двух элементов 8 и 9 равно п + 2. В исходном состо нии все резисторы 1 и повторители 8 и 9 через переключатели 2, 7 и I1 под- ключены к второй шине 4 в соответствии с их положением на фиг, 1, Входное напр жение U придожено между первой 3 и второй 4 шинами, При п последовательном переключении переключателей 2, 7, 11 (на фиг. 1 слева направо) каждый резистор 1 и повторители 8 и 9 напр же- НИН поочередно на врем  одного цикла подключают к первой шине 3, при этом среднее значение выходного напр жени  между объединенными выводами резисторов 1 и повторителей 8 и оказьгоаетс  равным Uet,,x ср -§1.,. На фиг, 2 показаны состо - п + 2

ки  ветвей делител  при разных циклах переключений Первые два состо ни  (на фиг. 2 сверху рниз) соответствуют срабатыванию первых двух переключателей 2 делител  (на фиг, 1 слева направо), а два последних состо ни  соответствуют срабатыванию двух последних переключателей 7 и 11 делител . Из свойства делител  следует, что

Usbrx f Uebrez Lfjib X 4+2. .Ub , Н-+ 5

и

бмх-ср

Таким образом, за счет п + 2 пос ледовательных переключений входное среднее напр жение оказьгоаетс  умень шенным в п 4 2 раз независимо от величин сопротивлений резисторов I и входных сопротивлений повторителей В и 9 напр жени о При этом входные сопротивлени  повторителей 8 и 9 одновременно  вл ютс  элементами делител  так же, как и резисторы 1 (фиг. 1 и 2). Определ   с помощью указанных повторителей 8 и 9 напр жени  между объединенными выводами резисторов 1 и шиной 4 в каждом такте , можно с высокой точностью определить входное напр жение U,

Повторители 8 и 9 напр жени  обеспечивают передачу напр жени  между своими входами на выходные выводы, которыми  вл ютс  потенциальный выход и общие шины соответствующего повтори тел  8 (9) За счет разв зки повторители 8 и 9 исключают вли ние сопротивлени  нагрузки на выходе на величину своего сопротивлени . Входное сопротивление.ка)едого повторител  8 (9) напр жени  используетс  одновременно в качестве переключаемого элемента динамического делител , при этом каждый повторитель 8 (9 в отдельности выполн ет функцию повторител  напр жени .

Работа делйтбл  (фиг, З). происходит следующим образом.

Входное напр жение Ug прикладьша етс  между входными информационными шинами 3 и 4, а выходное напр жение снимаетс  с выхода 14, при этом шина 4  вл етс  общей дл  делител „ Соотношение между этими напр жени ми определ етс  отношением сопротивлений верхней и нижней ветвей делител  в данный момент времени, т.е. зависит

от того, между какими шинами подк1по- чен тот или иной резистор 1 или входы повторителей 8 и 9.

В исходном состо нии переключатели 2 обеспечивают подключение одних вьшодов резисторов 1 к пшие 4, дополнительные переключатели 6, 7, 10 и 11 обеспечивают подключение входов повторителей 8 и 9 напр жени  к объединенным вьшодам резисторов 1 и шине 4, а п тый.дополнительный переключатель 12 обеспечивает подключение выхода второго пов торител  9 напр жени  к выходу 14. Указанные состо ни  показаны на фиг. 3.

Работа динамического делител  напржени  начинаетс  с последовательного .поступлени  управл ющих импульсов с вы хрдов блока 5 синхронизации на управл ющие входы переключателей 2, 6, 7, 10, 11 и 12„ За один цикл работы импульсы равной длительности поочередно по вл ютс  начина  с первого выхода блока 5 синхронизации (на фиг. 3 крайний слева) и до йослед- него выхода (крайний справа). За врем  действи  первого управл ющего импульса, поступающего на управл ющи вход переключател  2(крайний слева), указанный переключатель 2 срабатывает и подключенный к его выходу резистор 1 оказываетс  подключенным к первой шине 3 и общей точке соединени  резисторов 1, т.е образует верхнюю ветвь делител  По окончании действи  первого управл ющего импульса первый переключатель 2 возвращаетс  в исходное состо ние и резистор-1, подключенньй к его выходу , присоедин етс  одним выводом к второй шине А. Одновременно с этим на следующем выходе блока 5 синхронизации по вл етс  управл ющий импульс , который поступает на второй переключатель 2 (на фиг. 3 второй слева), вызыва  его срабатывание

и ТоД.

. при по влении управл ющего импульса на предпоследнем выходе блока 5 синхронизации (на фиг. 3 второй справа) срабатывают доНолнительные переключатели 6 и 7 и входы первого повторители напр жени  8 оказывак}тс  присоединенными к первой шине 3 и объединенным вьгаодам резисторов 1, Тое. входное сопротивление повтори- тел  8 образует верхнюю ветвь делител  Начина  с первого такта и до

0

5

0

указанного предпоследнего, напр жение с нижней ветви делител , т.е. между объединенными вьгеодами резисторов 1 и второй шиной 4, через контакты дополнительных переключателей 10 и 11 поступает на входы второго повторител  9 напр жени , С его выхода через контакты п того дополнительного переключател  12 напр жение прикладьгоаетс  к выходу 14. По окончании предпоследнего такта первый дополнительный переключатель 6 возвращаетс  в исходное положение.

В последнем такте по вл етс  управл ющий импульс на последнем выходе блока 5 синхронизации (на фиг. 3 крайний справа). Под действием этого импульса происходит срабатывание дополнительных переключателей 10 - 12о За счет срабатьюани  переключателей 10 и 11 входы второго повторител  9 напр жени  оказьшаютс  через его контакты подключены к пер- 5 вой щине 3 и объединенным выводам резисторов 1, т.е. образуют верхнюю ветвь делител . Одновременно с этим срабатьюает п тый дополнительный переключатель 12 и напр жение с выхода первого повторител  8 напр жени , которое повтор ет напр жение на нижней ветви делител , оказьшаетс  подключенным к выходу 14о .По окончании последнего управл ющего импульса переключателе 10-12 возвращаютс  в исходное состо ние, вновь по вл етс  управл ющий импульс на первом выходе блока 5 синхронизации, и цикл работы делител  повтор етс 

Таким образом, за врем  всех переключений резисторов 1 делител  и двух повторителей 8 и 9 напр жений (согласующих элементов) к выходу 14 прикладьгеаетс  напр жение, которое полностью повтор ет напр жение на нижней ветви делител , т.е. между объединенными вьшодами резисторов 1 и второй шиной 4„ Повторители 8 и 9 напр жени  исключают вли ние сопротивлени  внешнего измерительного прибора 13 на их входное сопротивление , так как входные сопротивлени  повторителей 8 и 9 используютс  в качестве переключаемых элементов дели- 1 тел , т.к. их вли ние учитьгоаетс  в коэффициенте делени  в процессе переключени  делител .

Выходное напр жение с выхода 14 поступает на внешний 1рмерительный

0

5

0

5

0

5

прибор 13, например вольтметр, или отдельную измерительную головку, где оно усредн етс  во времени и индицируетс  на шкале прибора. Возможно также численное усреднение результатов измерений либо их усреднение с помощью внешней интегрирующей Де- почки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Динамический делитель напр жени , содержащий группу из п токозадающих резисторов, одни и.з вь1водов которых 15 объединены, а другие вьшоды соединены с выходами соответствующих п переключателей , первые и вторые информационные входы .которых подключены соответственно к первой и второй 20 входным информационным шинам делител , а управл ющие входы соединены с соответствующими п выходами блока синхронизации, первый и второй дополнительные переключатели, управл ющие -25 входы которых объединены и подключены к первому дополнительному выходу блока синхронизации, отличающий- с   тем, что, с целью повьш1ени  точности и стабильности коэффициента

   0

   5 0 5 - IQ

   делени , в него введены первый и второй дифференциальные повторители напр жени  и третий, четвертый и п тый дополнительные переключатели, управл ющие входы которых объединены и подключены к .второму дополнительному выходу блока синхронизации, первые информационные входы первого и третьего дополнительных переключателей подключены к первой входной информационной шине делител , их вторые информационные входы соединены с объединенными выводами токозадающих резисторов и с первыми информационными входами соответственно второго и четвертого дополнительных переключателей , вторые информационные входы которых подключены к второй входной информационной шине делител , выходы первого и второго дополнительных переключателей подключены через первый, а третьего и четвертого дополнительных переключателей - через второй ди|)ференциальные повторители напр жени  соответственно к первому и второму информационным входам п того дополнительного переключател , выход которого  вл етс  выходом делител  „

   8ых

   Фиг.1