Магазин сопротивления Советский патент 1988 года по МПК G01R27/00 

Од

ел

Од

vue.t

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве широко-риапа- зонной прецизионной многозначной меры электрического сопротивления системного назначения.

Цель изобретения - расширение диапазона воспроизведения.

На фиг.1 представлена структурная д электрическая схема предлагаемого магазина сопротивления; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока управления; на фиг.З - структурная электрическая схема одной из де- 15 кад пассивного магазина сопро тивле- ния.

Магазин сопротивления содержит перйый и второй повторители 1 и 2 напряжения, управляемый мультирезис- 20 тор 3, уп равляемый делитель 4 напряжения, п+ переключателей 5;),5,,,..., 5, 5 , , пассивный магазин 6 сопротивления, .содержащий п декад 7,,

При воспроизведении сопротивления (фиг.1) в низкоомном диапазоне БУ 9 устанавливают границы посредством подключения соответствующего мас штабу р резистора в УМ 3, соединяют неинвертирующий вход и среднюю точку источников питания второго повторителя 2 напряжения через переключатель 5 с выходом устройства и отклю чает вькоды декад ПМС 6 от неинвертирующего, входа и средней точки источников питания второго повторителя 2 напряжения. 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 зшравления 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 {ления содержит девять резисторов 15.

35

40

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

; Магазин сопротивления работает Следующим образом.

; С помощью блока 9 управления (БУ) |осзлцествляют установку масштаба - показателя степени р в десятичной сис- 1геме счисления и мантиссы jU уста- Ывливаемого значения сопротивления магазина - имитатора. При этом команду установки (УМ) степени р пере- акт из БУ 9 по выходам адреса уп- раппяемого мультирезистора 3 и по выходам адреса пассивного магазина сопротивления (ПМС) 6, а команду уста- йовки мантиссы /и - по выходам данных управляемого делителя 4 напряжения . (УДН) и по выходам данных пассивного 50 , магазина 6 сопротивления (ПМС).

Предлагаемый магазин сопротивле- Ция служит для воспроизведения 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, включая тем самым в УМоЗ не обходимый при данной степени р воспроизводимого значения сопротивления резистор. Значение сопротивления 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 переводят его левый (фиг.1) вывод в правое положение, а правый вывод в левое положение, тем самым подключаю неинвертирзтощий вход и среднюю точку источников питания второго повторителя 2 к второму входу устройства. Остальные переключатели 3 ,. .., 5 f,., переводят в такое положение: левые выводы в левое, а правые в правое (фиг.1) положение. Сигнал, появляющийся 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 применяют шинные формирователи с тремя состояниями.

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

При воспроизведении сопротивления (фиг.1) в низкоомном диапазоне БУ 9 устанавливают границы посредством подключения соответствующего масштабу р резистора в УМ 3, соединяют неинвертирующий вход и среднюю точку источников питания второго повторителя 2 напряжения через переключатель 5 с выходом устройства и отключает вькоды декад ПМС 6 от неинвертирующего, входа и средней точки источников питания второго повторителя 2 напряжения. 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, включая тем самым в УМоЗ необходимый при данной степени р воспроизводимого значения сопротивления резистор. Значение сопротивления 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 переводят его левый (фиг.1) вывод в правое положение, а правый вывод в левое положение, тем самым подключают неинвертирзтощий вход и среднюю точку источников питания второго повторителя 2 к второму входу устройства. Остальные переключатели 3 ,. .., 5 f,., переводят в такое положение: левые выводы в левое, а правые в правое (фиг.1) положение. Сигнал, появляющийся 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 применяют шинные формирователи с тремя состояниями.

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

3

пропускают ток 1 и создают на сопро тивлении Rj,; включенного резистора УМ 3 падение напряжения , где ,2,...,т. С помощью первого повторителя 1 напряжения, включенного по схеме повторителя на операционно усилителе с гальванически развязанными цепями питания, это напряжение подают на вход УДН 4, который пере-г дает его на свой выход с коэффициентом передачи 1-fijвторой повторитель включенный также по схеме повторителя напряжения на операционном усилителе с гальванически развязанными цепями питания, передает выходное нпряжение УДН 4, равное (1-р) ,н свои выходные зажимы: средняя точка источников питания и выход второго повторителя 2 напряжения. Падение напряжения U между входами магазин сопротивления равно алгебраической

сумме напряжения и выходного напряжения второго повторителя 2 напряжения .

,Ко1 - I,Roi(l-(u)|Ul.Ro,(l)

а имитируемое магазином сопротивление R равно

UM

R.

Rcf

(.2)

Переходное сопротивление контактов переключателя 5, а также сопро30 в такое положение, при котором левый вывод находится в правом, а правый вывод в левом (фиг.1) положении. Если сигнал подан, например, на переключатель 5|, то он тем самым сое22 диняет неинвертирующий вход и сред- нюю точку источников питания второго повторителя 2 напряжения 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 питания второго повторителя 2 напряжения не влияет на воспроизводимое значение сопротивления, поскольку в цепи между неинвертирующим входом и соответствующим входом магазина сопротивления не протекают токи и не создают в-ней падение напряжения, а второй повторитель 2 напряжения как усилитель с практически бесконечно большим коэффи- с нению неинвертирующего входа и сред- циёнтом усиления обеспечивает равен- ней точки источников питания второго ство потенциалов своих входов отно- повторителя 2 напряжения.между собой сительно вькода (точки соединения вы- и подключению их к выходам соответ- ходов первого и второго повторителей ствующей от первой до (1-1)-й декад 1 и 2 напряжения и общей шины УДН 4) Q ПМС 6. Таким образом, потенциал этого входа будет равен потенциалу инвертирующего входа второго повторителя 2 напряжения и, следовательно, сопротивления между неинвертирующим входом и входом устройства, а также средней точкой источников питания второго повторителя напряжения и входом не будут

Сигналом, появляющимся 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. Разряды ,..., кода |u следующим образом распределяют между УДН 4 и ПМС: с

10

.

15

20

магазине сопротивления при воспроиз- -ведении низкоомных сопротивлений.

При воспроизведении среднеомных сопротивлений т р m+1-l блок 9 управления 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 появления 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 переключателя 5 в положение, при котором левый вывод находится 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 находится в правом, а правый вывод в левом (фиг.1) положении. Если сигнал подан, например, на переключатель 5|, то он тем самым сое22 диняет неинвертирующий вход и сред- нюю точку источников питания второго повторителя 2 напряжения 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 питания второго повторителя 2 напряжения.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 питания второго повторителя 2 напряжения.между собой и подключению их к выходам соответ- ствующей от первой до (1-1)-й декад ПМС 6.

Сигналом, появляющимся 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. Разряды ,..., кода |u следующим образом распределяют между УДН 4 и ПМС: с

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона воспроизведения. Магазин сопротивления содержит повторители 1 и 2 напряжения, управляемый мультирезистор 3, управляемый делитель 4 напряжения, переключатели 5.1-5.П, пассивный магазин сопротивления (ПМС) 6 к блок управления (БУ) 9. Магааин сопротивлений работает в трех поддиапазонах: для воспроизведения низкоомных, средне- омных и высокоомных сойротивлений. БУ 9 осуществляет з тановку масштаба- показателя степени р в десятичной системе счисления и мантиссы ft устанавливаемого значения сопротивления магазина-имитатора. Цель достигается введением переключателей 5, ПМС 6, состоящего из декад 7.1-7.П и ВУ 9, Устр-во по п.п.2 и 3 ф-лы отличается вьшолнением БУ 9 и декад 7.1-7.п. 2 3.п.ф-лы, 3 ил. с (Л

вносить дополнительной погрешности в

выхода второго БР 12j старший разряд

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 сопротивления, остальные (1-1)-младшие разряды кода : ju через шину УДН 4 подают s I УДН 4, где находят обратный код и ус- I танавливают в УДН 4 коэффициент деления, соответствующий этому коду, с выхода третьего БР 12, два старшие разряда кода и подают на первую и вторую екады 7 и 7 ПМС 6 (самый старший на вторую) и устанавливают в них соответствующее значение сопротивления, остальные (1-2)-разряды подают в УДН 4, где находят обрат- код и устанавливают в УДН 4 соответствующий коэффициент делегшя, с выхода кажд,ого последующего БР на один старший разряд больше подают в ПМС 6, остальные в УДН 4, с выхода |1-го БР (1-1) старший разряд 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 появлением сигнала на (т+1+1)-м выходе ДШ 13 переводят (1+1+1)-й переключатель в положение, при котором его левый вывод находится в правом, а правый в

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

С появлением 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 разряд 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 значения сопротивления, послед- . нутые контакты так, чтобы средние вы- ршй младший разряд подают в УДН 4.

Через входы магазина сопротивления пропускают ток и получают паде11ие на- цряжения

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

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 сопротивления в каждой декаде; ;

-максимальное сопротивление УМ 3; /

-код остальных разрядов 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- йия 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 появлением сигнала на (т+1+1)-м выходе ДШ 13 переводят (1+1+1)-й переключатель в положение, при котором его левый вывод находится в правом, а правый в

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

С появлением 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 разряд 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 сопротивления, Падение напряжения на УМ 3 равно нулю, поэтому и выходные напряжения первого повторителя 1 напряжения УДН 4 и второго повторителя

2 напряжения также равны нулю. Ток IJ, создает падение напряжения 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

ления в каждой декаде. Выполнение декад на переключателях 16,...,16д (фиг.З) позволит зна- чительно уменьшить влияние переходного сопротивления коммутирующих элементов на точность воспроизводимого сопротивления, поскольку при указанном подключении декадных резисторов к выходным зажимам ПМС, на точность воспроизводимого сопротивления влия ет переходное сопротивление только одного коммутирующего элемента. Предлагаемое устройство позволит повысить точность воспроизведения сопротивления по сравнеишо с традиционными программно-управляемыми магазинами сопротивления.

Формула изобретения

2, Магазин сопротивления по п.1, отличающийся тем , что

блок управления вьшолнен на регистре ввода, дешифраторе, трёх многовходо- вых элементах ИЛИ и п+} буферных регистрах, при этом вход регистра ввот- да является входом блока управления, 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 управляющим входом первого буферного регистра и является выходом адреса пассивного магазина сопротивления, выходы второго и третьего элементов ИЛИ являются выходом адреса управляемЬго муль- тирезистора, выходы с первого по (т-1)-й дешифратора также являются выходом адреса управляемого мультярезистора, выходы дешифратора с

(ш+1)-го до (т+п)-го подключены к управляющим входам, начиная с второго до (п+1)-го буферного регистра и являются в ыходами адреса пассивно о магазина сопротивления, 1 выходов первого буферного регистра являются выходами данных управляемого делителя напряжения, 1-i+l выходов каждого последующего буферного регистра являются выходами данных.управляемого делителя напряжения, а i-1 выходов являются выходами данных пассивного магазина сопротивления, где i - номер буферного регистра, 1 - количество

включенных разрядов магазина пассивного сопротивления, m - количество резисторов в управляемом мультире- зисторе.

второй вывод девятого резистора явлй- ется выходом декады, входы ключевых

элементов соединены и являются вхо- дом декады, а выход каждого ключевого элемента соединен с выходом соответствующего резистора, при этом управляющие входы ключевых элементов

подсоединены к выходу дополнительно- ся выходом данных пассивного магаэи- го дешифратора, вход которого являет- на сопротивления..

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.