Блок кодоуправляемой емкости Советский патент 1992 года по МПК G06G7/12 

ю

VI

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в аналого-цифровых вычислительных машинах, мерах электрической емкости,

Известен блок кодоуправляемого импеданса, позволяющий моделировать емкость, содержащий резистивный ЦАП, два операционных усилителя, два масштабных резистора и три линейных двухполюсника, соединенных соответствующим образом 1.

Недостатком блока является большая схемотехническая сложность и неизбежные активные потери на резисторах ЦАП.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее источник опорного напряжения, выходом через последовательно соединенные первый ключ и первый резистор подключенный к инвертирующему входу операционного усил ителя, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход через второй ключ и последовательно соединенный с ним повторитель напряжения подключен к выходной клемме, последовательно соединенные третий ключ и второй резистор, включенные между выходной клеммой и инвертирующим входом операционного усилителя, интегрирующий конденсатор, одним из выходов подключенный к инвертирующему входу операционного усилителя, запоминающий конденсатор, одним из выводов подключенный к входу повторителя напряжения, счетчик импульсов, а также преобразователь кода во временной интервал, один из входов которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а первый, второй и третий выходы подключены к.управляющим входам первого, второго и третьего ключей, два коммутатора, блок памяти, дешифратор и N дополнительных запоминающих конденсаторов, одним из выводов соединенных вместе и подключенных к инвертирующему входу операционного усилителя, и N дополнительных запоминающих конденсаторов, одним из выводов подключенных к входу повторителя напряжения, причем другие выводы каждого из интегрирующих конденсаторов через первый коммутатор подключены к выходу операционного усилителя, другие выводы каждого из запоминающих конденсаторов через второй коммутатор подключены к общей шине, управляющие входь обоих коммутаторов через дешифратор подключены к выходу счетчика импульсов, соединенного с первым входом блока памяти, второй вход которого подсоединен к клемме для подключения источника управляющего сигнала, а выход подключен к другому входу преобразователя кода во временной интервал, вторым выходом соединенного с входом счетчика импульсов 2.

Недостатками устройства являются необходимость использования большого количества конденсаторов различных номиналов, а также низкая точность, обусловленная большим количеством потенци0 альных источников погрешности и сложности изготовления точных конденсаторов с широким диапазоном емкостей.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение блока за счет

5 сокращения количества различных номиналов конденсаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в блок, содержащий группу из М разрядных конденсаторов (где М - разрядность управ0 ляющего кода), подключенных первыми обкладками к выходам соответствующих М переключателей, управляющие входы которых соединены с соответствующими разрядами кодового входа блока, и повторитель

5 напряжения, подключенный входом к первому выводу блока, введены (М-1) конденсаторов связи и согласующий конденсатор, соединенный первой обкладкой с второй обкладкой М-го разрядного конденсатора, а

0 второй обкладкой - с входом повторителя напряжения и первыми входами М переключателей, вторые входы которых подключены к первому выводу блока, второй вывод которого соединен с второй обкладкой пер5 вого разрядного конденсатора, э каждый 1-й (1 i М-1) конденсатор связи подключен первой и второй обкладками к вторым обкладкам i-ro и (i+1)-ro разрядных конденсаторов соответственно.

0

Поскольку все разрядные конденсаторы имеют одинаковый номинал и конденсаторы связи тоже выбираются одного номинала, то диапазон емкостей значительно

5 уменьшается при сохранении общего числа кодовых комбинаций.

На чертеже показана схема блока кодо- управляемой емкости.

Блок содержит информационные вы0 воды 1 и 2, повторитель 3 напряжения, выполненный, в частности, на операционном усилителе 4, источники 5 и 6 питания операционного усилителя, конденсаторную матрицу 7, содержащую разрядные конден5 саторы 9, переключатели 8, конденсаторы 10 связи и согласующий конденсатор 11.

В частном случае отношения емкостей конденсаторов 10 и 9 могут ыть равны 2. В этом случае емкость конденсатора 11 выбирается равной емкости конденсаторов 9,

т.е.:С9 С1 1 С, СЮ 2С (имеем матрицу двух номиналов ).

Показанные положения переключателей соответствуют нулевому входному коду, когда эквивалентная емкость Сэ блока минимальна (теоретически равна нулю).

Блок работает следующим образом.

При подаче управляющего кода переключатели 8 устанавливаются в соответствующее положение. Входное переменное напряжение между выводами 1 и 2 создает некоторый емкостный ток. При неизменной величине входного напряжения суммарный ток, стекающий на нулевую шину, остается постоянным независимо от установленного кода. Этот ток перераспределяется между сигнальными шинами в соответствии с входным кодом, что создает эффект кодозависимое™ эквивалентной емкости от кода. При изменении кода от нуля до максимума эквивалентная емкость изменяется от нуля до значения приблизительно С.

В предложенном блоке согласующий конденсатор 11 может быть подключен не к выходу повторителя 3, а к его входу. Это приводит к увеличению эквивалентной емкости на небольшую (порядка единицы младшего разряда) величину, постоянную для всех кодов. Емкости конденсаторов 9- 11 могут иметь и недвоичное отношение.

Предлагаемый блок легко может быть реализован на элементах интегральной микроэлектроники.

Технико-экономическая эффективность предложенного решения заключается в повышении точности и технологичности изготовления блока кодоуправляемой емкости.

Формула изобретения

Блок кодоуправляемой емкости, содержащий группу из М разрядных конденсаторов (где М - разрядность управляющего кода), подключенных первыми обкладками к выходам соответствующих М переключателей, управляющие входы которых соединены с соответствующими разрядами

кодового входа блока, и повторитель напряжения, подключенный входом к первому выводу блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения блока за счет сокращения количества различных номиналов конденсаторов, он содержит (М-1) конденсаторов связи и согласующий конденсатор, соединенный первой обкладкой с второй обкладкой М-го разрядного конденсатора, а второй обкладкой - с выходом повторителя напряжения и первыми входами М переключателей, вторые входы которых подключены к первому выводу блока, второй вывод которого соединен с второй обкладкой первого разрядного

конденсатора, а каждый i-й (1 i М-1) конденсатор связи подключен первой и второй обкладками к вторым обкладкам 1-го и (i+1)-ro разрядных конденсаторов соответственно.

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности и упрощение блока. Блок кодоуп- равляемой емкости содержит выводы 1 и 2, повторитель 3 напряжения, переключатели 8 и конденсаторы: разрядные 9, связи 10 и согласующий 11. Положительный эффект достигается за счет введения дополнительных конденсаторов, позволяющих сократить количество используемых номиналов конденсаторов блока. 1 ил.