Claims (2)
К недостаткам данного преобразовател относитс наличие зоны неопределенности компаратора и его дрейф, дрейф дифференциального усилител посто нного тока. Кроме того схема. индикации состо ний не показывает состо ни , когда входной сигнал равен опорному,это состо ние отображаетс с помощью аналого-цифрового преобра .зовател и.устройства цифровой индикации , очень сложного и дорогого. Ко паратор напр жени на входе не позво л ет обработать сигнал меньше 100 мВ из-за его низкой помехоустойчивости, Все это обуславливает малую разрешаю щую способность и точность устройства . Целью изобретени вл етс повышение разрешающей способности и точности , необходимых дл обработки медленно измен ющихс сигналов посто нного тока малых уровней более простым средствами, т.е. не примен специально дл .этого отдельного Ънало.го-цифрового преобразовател и цифрового устройства индикации. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь сигнала, содержаи ий два ключа, одни входы которых подключены к устройству управлени , другие входы соответственно к источнику опорного напр жени и квходной шине, а выходы ко входам дифференциального усилител с раздел 1тельным конденсатором на выходе , и устройство индикации состо ний , входы которого подключены к выходаг-i компараторов напр жени , введены третий ключ, один вход которого соединен с выходом дифференциального усилител , другой вход с соответствующим выходом устройства управлени , а выход одключен к инвертирующему входу первого и неинвертирующему входу второго компараторов, и эле мент совпадени , два входа которого подсоединены к выходам компараторов третий вход св зан с устройством управлени , а выход под слючен к дополнительному входу устройства индикации состо ний. На фиг. 1 изображена основна функционш ьна схема устройства; на фиг. 2 - временна диаграмма устройства , по сн юща его работу. В соответствии со схемой фиг. 1, выход источника стабилизированного опорного напр жени 1 подключен ко входу ключа 2, выход которого подключен к одному из входов ключа 2,вы ход которого подключен к одному из входов суг/мирующего дифференциального усилител 3, а выход суммирующего дифференциального усилител 3 через разделительный конденсатор 4 подклю чен ко входу ключа 5, выход которого в свою очередь подключен к объедине ным неинвертирующему -входу компаратора напр жени б и инвертирующему входу компаратора напр жени 7, а вы ходы компараторов 6 и 7 подключены ко входу устройства индикации состо ний 8 и одновременно к двум отдельным входам элемента совпадений 9, выход которого также подключен к входу устройства индикации состо ни 8. Входной сигнал подаетс на вход 9 ключа 10, выход которого подключе ко входу суммирующего дифференциаль ного усилител 3. Выходы устройства управлени ключей 11 подключены к соответствующим входам ключей 2, 10 и 5 и к 3-ему входу злемента совпадений 9, Устройство работает следующим образом . На вход ключа 2 подаетс стабилкзированный сигнал посто нного тока (см. фиг. 2(5), а на вход 9 ключа 10 медленно измен ющийс сигнал .посто нного тока (см. фиг. 2 С5 ) , который в общем случае может быть любой пол рности и амплитуды. Одновременно от устройства управлени ключами 11 подаютс сигналы возбуждени дл открывани ключей 2, 5 и 10 (сигнал опроса см, фиг. 2 л, м и н), причем скважность и частота этих импульсов может быть любой (на фиг. 2м и ц скважность равна 2). Ключи 2 и 10 открываютс одновременно, при этом к суммирующим резисторам суммирующего дифференциального усилител 3 прикладываютс сигналы входно1о и опорного источников таким образом, что они вычитаютс друг из друга (см. фиг. 20) . Полученна разность усиливаетс суммирующим дифференцр альным усилителем 3 (им. фиг. 2г ) и через разделительный конденсатор 4 поступает на вход ключа 5 (см. фиг. 2д), который открываетс с небольшим запаздыванием относительно открывани ключей 2 и 10 (см. фиг. 2и ), необходимого дл подавлени выбросов в выходном напр жении усилител 3. Сигналы с выхода ключа 5 подаютс на объединенные входы компараторов напр жени 6 и 7 (см. фиг. 2 е). В зависимости от разности входного и опорного источников на выходе компараторов 6 и 7 по вл етс сигнал, соответству ащий логическому уровню О или 1.Когда входной сигнал больше опорного, на выходе компаратора 6 будет высокий уровень, соответствующий логической 1 (см. фиг. 2% ), когда входной сигнал меньше опорного - на выходе компаратора 7 будет, высокий уровень соответствующий логической 1.Когда входной сигнал равен опорному на выходе компараторов 6 и 7 будут низкие уровни, соответствугацие уровню логического О (см. фиг. 2 )с ), а на выходе схемы совпадений при стробировании ее входа сигналом возбуждени от устройства управлени ключаг ш 11 будет высокий уровень соответствующий логической 1 (см. фиг. 2 и ). Все эти три состо ни будут индицироватьс устройством индикации состо ний 8. Устройство управлени ключами 11 может работать какв автоколебательном, так и в режиме синхронизации внешним переменным сигналом . Ключи 2, 5 и 10 могут быть как последовательного, так и параллельного или комбинированного типов Дл более эффективной компенсацмн выбросов и дрейфа ключей, ключи 2 и 10 лучше применить различного типа приводимости однако, примен специальные схемы компенсации выбросои и дрейфа ключей, в устройстве управлени ключами 11 можно достигнуть та же очень высокой компенсации их выбросов и дрейфа. Без компенсации выбросов и дрейфа ключей невозможно измер ть сигнсшы малых уровней с доста точной точностью и стабильностью. В предлагаемом устройстве дополнительна индикаци осуществл етс введением в схему второго компаратора, схемы совпадений и одного транзистора .СО светодиодной нагрузкой в схеме индикации состо ний. Если в предлагаемом устройстве перед сигналом возбуждени ключей 2 и 10 установить уровень опорного напр жени равнш- нулю, и, если входной сигнал .равен нулю, то это однозначно будет отображено устройством индикации сос то ний, т.е. предлагаемое устройство вл етс высокочувствительным нуль-органом, которое реагирует не только на переход щие .через нулевое значение сигналы, но и на значение, когда этот сигнал равен нулю. Это в л етс большим преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известными, так как расшир ет его функциональные возможности. В известной схеме ключи открыты длительное врем , поэтому дифференциальный усилитель работает в режиме усилител посто нного тока с непосредственной св зью, с дрейфом, пропорциональ ным его Коэффициенту усилени , а в предлагаемом устройстве этот усилитель включен по схеме усилител переменного тока и его дрейф пренебрежимо мал. Дальнейшее ослабление дрей фа усилител осуществл етс с помощью ключа 5, который открываетс с небольшим запаздыванием, что.необходимо дл подавлени выбросов в выходном напр жении усилител , работающего в режиме усилени малого сиг нала. Эти выбросы проникают на вход усилител при насыщенных ключах 2 и 10 в виде помех от работы посторонних элементов и устройств. Подавление этих выбросов позвол ет повысить разрешак цую способность в 10-15 раз. Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой стабильностью , точностью и разрешак чей способностью измерени входного сигнала по сравЕ{ению с известными схемами , что позвол ет применить его во многих измерительных устройствах и приборах дл измерени и контрол параметров всевозможных полупроводниковых элементов и интегральных схем. Формула изобретени Преобразователь сигнала, содержащий два ключа, одни входы которых подключены к устройствууправлени , другие входы соответственно к источнику опорного напр жени и к входной шине, а выходы - ко входам дифференциального усилител с разделительным конденсатором на выходе, и устройство индикации состо ний, входы которого подключены к выходам компараторов напр жени , отличающийс тем, что, с целью повьсиени разрешаю1дей способности и точности, в него введены третий ключ, один вход которого соединен с выходом дифференциального усилител ,другой вход с соответствующим выходом устройства управлени , а выход подключен к инвертирующему входу первого и неинвертирующему входу второго компараторов, и элемент совпадени , два входа которого подсоединены к выходам компараторов, третий вход св зан с устройством управлени , а выход подключен к дополнительному входу устройства индикации состо ний. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Корн Г.. и Корн Т. Электронные аьзалоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. М., 1967, с.184. The disadvantages of this converter include the presence of the uncertainty zone of the comparator and its drift, the drift of the differential DC amplifier. In addition, the scheme. the status indication does not indicate the state when the input signal is equal to the reference signal, this state is displayed using an analog-to-digital converter and a digital display device, which is very complex and expensive. The input voltage coil does not allow to process the signal less than 100 mV due to its low noise immunity. All this causes a low resolution power and accuracy of the device. The aim of the invention is to increase the resolution and accuracy required for processing slowly varying DC signals of small levels by simpler means, i.e. Not specifically used for this separate digital-to-digital converter and digital display device. The goal is achieved by the fact that the signal converter contains two keys, one inputs of which are connected to the control device, other inputs respectively to the reference voltage source and input bus, and outputs to the inputs of the differential amplifier with a section of 1 output capacitor at the output, and a device state indication, the inputs of which are connected to the voltage output comparators-i, entered the third key, one input of which is connected to the output of the differential amplifier, another input with the corresponding output controls, and the output is connected to the inverting input of the first and non-inverting input of the second comparators, and a matching element, two inputs of which are connected to the outputs of the comparators, the third input is connected to the control device, and the output is connected to the auxiliary input of the state indication device. FIG. 1 shows the main functional scheme of the device; in fig. 2 is a time diagram of the device, explaining its operation. In accordance with the scheme of FIG. 1, the output of the stabilized reference voltage source 1 is connected to the input of the key 2, the output of which is connected to one of the inputs of the key 2, the output of which is connected to one of the inputs of the sug / world differential amplifier 3, and the output of the summing differential amplifier 3 via coupling capacitor 4 connected to the input of the key 5, the output of which in turn is connected to the combined non-inverting input of the voltage comparator b and the inverting input of the voltage comparator 7, and the outputs of the comparators 6 and 7 are connected to the input state indication device 8 and simultaneously to two separate inputs of coincidence element 9, the output of which is also connected to the input of state indication device 8. The input signal is fed to input 9 of key 10, whose output is connected to input of summing differential amplifier 3. Control device outputs the keys 11 are connected to the corresponding inputs of the keys 2, 10 and 5 and to the 3rd input of the coincidence element 9, the device operates as follows. The stabilized DC signal (see Fig. 2 (5)) is fed to the input of the key 2, and a slowly varying DC signal (see Fig. 2, C5) is fed to the input 9 of the key 10, which in general can be any polarity and amplitude. At the same time, excitation signals are supplied from the key management device 11 to open keys 2, 5 and 10 (polling signal, see Fig. 2 l, m and n), and the duty cycle and frequency of these pulses can be any (Fig. The 2m and q duty ratio is 2). The keys 2 and 10 are opened simultaneously, while to the summing resistors of the summing diff The input amplifier and reference sources are applied to the potential amplifier 3. They are subtracted from each other (see Fig. 20). The resulting difference is amplified by summing differential amplifier 3 (named after Fig. 2d) and through dividing capacitor 4 is fed to the key input. 5 (see Fig. 2d), which opens with a slight delay regarding opening of keys 2 and 10 (see Fig. 2), necessary to suppress emissions in the output voltage of amplifier 3. Signals from the output of key 5 are fed to the combined inputs of the comparators nap Paragraphs 6 and 7 (see FIG. 2 e). Depending on the difference between the input and reference sources, a signal corresponding to the logic level O or 1 appears at the output of the comparators 6 and 7. When the input signal is greater than the reference signal, the output of the comparator 6 will be a high level corresponding to the logical 1 (see Fig. 2 %) when the input signal is less than the reference signal - at the output of the comparator 7 will be, a high level corresponding to logic 1. When the input signal is equal to the reference signal at the output of comparators 6 and 7 there will be low levels, corresponding to the level of logical O (see Fig. 2) c) and the output circuit with When gating its input by the excitation signal from the control device, the switch w 11 will be a high level corresponding to logical 1 (see Fig. 2 and). All these three states will be indicated by state indication device 8. Key management unit 11 can operate both in self-oscillating mode and in synchronization mode with an external variable signal. Keys 2, 5, and 10 can be either sequential or parallel or combined types. To more effectively compensate for emissions and drift of keys, keys 2 and 10 are better to use different types of reducibility; however, special compensation schemes for emissions and drift of keys are used in the key management device. 11 can achieve the same very high offsetting of their emissions and drift. Without offset compensation and key drift, it is impossible to measure low-level signals with sufficient accuracy and stability. In the proposed device, an additional indication is carried out by introducing into the circuit of the second comparator, a coincidence circuit, and one transistor .with an LED load in the state indication circuit. If in the proposed device, before the excitation signal of the keys 2 and 10, the level of the reference voltage is set to zero, and if the input signal is equal to zero, then it will definitely be displayed by the display device, i.e. The proposed device is a highly sensitive zero-body that reacts not only to signals that pass through the zero value, but also to the value when this signal is zero. This is a big advantage of the proposed device in comparison with the known ones, since it expands its functionality. In the well-known scheme, the keys are open for a long time, so the differential amplifier operates as a direct current amplifier with a direct link, with a drift proportional to its gain, and in the proposed device this amplifier is switched on according to the AC amplifier and its drift is negligible. Further weakening of the drift of the amplifier is accomplished with key 5, which opens with a slight delay, which is necessary to suppress surges in the output voltage of the amplifier operating in the small-signal amplification mode. These emissions penetrate the input of the amplifier with saturated keys 2 and 10 in the form of interference from the work of foreign elements and devices. The suppression of these emissions allows an increase in the resolution ability by 10–15 times. Thus, the proposed device has a higher stability, accuracy and resolution of the input signal as compared with the known circuits, which allows it to be used in many measuring devices and instruments for measuring and controlling the parameters of various semiconductor elements and integrated circuits. The invention contains a signal converter containing two keys, one input of which is connected to a control device, other inputs to a reference voltage source and input bus, respectively, and outputs to the inputs of a differential amplifier with a coupling capacitor at the output, and a status display device, which inputs connected to the outputs of voltage comparators, characterized in that, in order to increase the ability and accuracy, they have entered a third key, one input of which is connected to the output of the differential a special amplifier, another input with a corresponding output of the control device, and the output is connected to the inverting input of the first and non-inverting input of the second comparators, and a matching element, two inputs of which are connected to the outputs of the comparators, the third input is connected to the auxiliary input state display devices. Sources of information taken into account in the examination 1. Corne G. and Korn T. Electronic analog-digital and analog-digital computers. M., 1967, p.
2.Патент США № 4068138, кл. 307-262, 1976.2. US patent number 4068138, cl. 307-262, 1976.
VJUVJU