КОММУТАТОР СИГНАЛОВ Советский патент 1969 года по МПК H03K17/18 

Предлагаемый коммутатор относится к области электротехники и может быть использован в схемах множественного контроля сигналов постоянного тока.

Известны коммутаторы сигналов постоянного тока, содержащие магнитные усилители, собранные в .прямоугольную матрицу.

Однако при значительном кол.ичестве опрашиваемых датчиков вследствие .наличия постоянного тока в дополнительных обмотках блокировки снижается чувствительность всего устройства и повышается остаточный уровень.

Предлагаемый коммутатор сигналов отличается тем, что в нем первые одноименные клеммы питания модуляторов объединены и подключены к одной из клемм источника коммутирующего напряжения, а каждая вторая клемма питания модуляторов связана с другой клеммой источника коммутирующего напряжения через схему выборки, причем объединенные входы всех модуляторов подключены к источнику эталонного напряжения, а объединенные выходы модуляторов через усилитель подключены к фазочувствительному устройству.

Такое выполнение устройства позволяет повысить его чувствительность, увеличить входное сопротивление и устранить гистерезис.

Коммутация сигналов от датчиков Д1-Д„ производится путем включения на время опроса переменного напряжения частотой коммутации / в цепь управления (коммутации) ключей (модуляторов MI-М„), собранных по структурно-компенсированной схеме ча интегральных переключателях.

Подобная схема соединения ключей позволяет компенсировать остаточные нули и, кроме того, позволяет сравнивать два сигнала с одновременным преобразованием их разности в сигнал переменного тока.

В предлагаемом устройстве в качестве ключей использованы интегральные переключатели, имеющие низкий остаточный нуль, что и позволяет реализовать нуль-орган с низким кулевым уровнем.

В качестве второго сигнала на вход модулятора может подаваться напряжение компенсации Ьвтаюн от эталонного источника. Последний включается в общий (земляной) провод всех модуляторов и служит для измерения входного напряжения (при последующем преобразовании его в код известным методом взвещивания).

Таким образом, в предлол енном устройстве выборка и подключение датчика к регистрирующей (вычислительной) схеме происходит с помощью ПОдачи коммутирующего напряжения на соответствующий модулятор в цепь его коммутации.

Следует отметить также, что требования к. коммутации цепи управления нуль-органа значительно ниже, поскольку изменение параметров в цепи управления практически не влияет на стабильность работы и чувствительность нуль-органа.

Поскольку коммутатор предназначен для коммутации и измерения микровольтных сигналов, болдшое значение приобретает ха:рактер подсоединения датчиков информации и эталонного источника к нуль-органу. Осо.бенностью лредлагаемого коммутатора является то, что в измерительных цепях, соединяющих датчики и эталонный источник с нульорганом, т. е. в цепях с м;икровольтным уровнем напряжения постоянного тока, коммутация не производится.

В связи с этим следует .подчеркнуть, что остальные датчики не оказывают влияния на точность измерения напряжения с опрашиваемого датчика, т. е. параллельное.подключение по .постоянному току неопрашиваемых датчиков, равносильное подаче напряжения постоянного тока на вход усилителя переменного тока, лринципиально не вносит дололнительной погрешности.

Полная электрическая схема полупроводникового бесконтактного низкопорогового коммутатора сигналов постоянного тока приведена на фиг. 2.

Рассмотрим работу схемы нуль-органа, считая, что производится, например, опрос датчика Дь

Вычислительное устройство ВУ, запрограммированное должным образом, подключает це|пи коммутации модулятора М к источнику коммутирующего напряжения f/KOM частоты /.

Из меряемое постоянное напряжение все время подключено ко входу 1 (клемма /), а эталонное (компенсирующее) - ко входу 2

(клемма 2) 1модулятора. Клемма 3 - общая.

Модулятор преобразует разность постоянных напряжений датчика и эталонного источника в переменное напряжение с частотой /.

Это напряжение усиливается усилителем, а затем поступает на фазочувствительное устройство (демодулятор), где происходит его выпрямление.

С помощью фильтра, состоящего из дросселя Др и емкости С, отфильтровывается переменная составляющая выпрямленного напряжения и на входе полупроводникового реле ЯР выделяется напрял ение, среднее значение которого пропорционально входному сигналу усилителя.

Обычно в процессе измерения уровень эталонного напряжения изменяют от нуля до уровня, который компенсирует напряжение датчика. В момент равенства этих напряжений нуль-орган выдает соответствующий сигнал в вычислительное устройство. t

Предмет изобретения

Коммутатор сигналов, содержащий модуляторы, питающиеся от источника коммутирующего напряжения, схему выборки, усилитель леременного тока с фазочувствительным устройством и источник эталонного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, увеличения входного сопротивления и устранения гистерезиса, в нем первые одноименные клеммы питания модуляторов объединены и подключены к одной из кле1мм источника коммутирующего напряжения, а каждая вторая клемма питания модуляторов связана с другой клеммой источника коммутирующего напряжения через схему выборки, причем объединенные входы всех модуляторов подключены к источнику эталонного напряжения, а объединенные выходы модуляторов через усилитель подключены к фазочувствительному устройству.

UHC,--,I

выборки пораиетроВ

еj US 1