Многоканальный тензопреобразователь с время-импульсной модуляцией выходных сигналов Советский патент 1976 года по МПК H03K13/02 

осуи.1,ествляется поочередное подключение каждого полумоста 4 к общему выходу блоков 3 и к входам операционного усилителя 8, содержап1,его резисторы 9, 10, 11 и усилитель постоянного тока 12, время-импульсного модулятора 13, состояпгего из двух ключевых блоков 14, интегрирующего конденсатора 15, заноминаюп1,его конденсатора 16, источника постоянного тока 17, схемы сравнения 18. Стрелками на схеме ноказано воздействие на элементы управляющих сигналов.

Источники тока 1 и 2 соединены через ключевые блоки 3 и 7 с верхними выходами полумостов 4. Верхние выходы полумостов подключены также через другие ключевые блоки 7 к инвертирующему входу операционного усилителя 8. К неиивертирующему входу усилителя 8 подсоединены через аналогичные блоки 7 средние точки полумостов 4. Выход операционного усилителя 8 подключен через ключевые блоки 14 к интегрирующему 15 и заноминающему 16 конденсаторам и к входам схемы сравнения 18. Интегрирующий конденсатор 15 и один из входов схемы сравнения соединены с источниками постоянного тока 17.

Работа тензопреобразователя осуществляется следующим образом.

Под действием управляющих сигналов источник тока 1 вырабатывает импульс тока положительной полярности, одновременно с этим открывается соединенный с источником тока 1 ключевой блок 3. Источник тока подключается к полумостам 4. При этом ток протекает через один полумост, а именно через тот, в цепи которого в данный момент времени сигналами управления открыт ключевой блок 7. Одновременно с ключевым блоком 7, включенным последовательно с выбранным полумостом, открыты еще два ключевых блока 7, через которые даиный полумост соединен с входами операционного усилителя. При этом к инвертирующему входу операционного усилителя приложено напряжение , а к инвертирующему - напряжение , где R., - величина сопротивления тензорезисторов 5 и 6.

Напряжение на выходе операционного усилителя равно разности входных напряжений

/вых // Кн-2/7 Хш,.

Коэффициент передачи по неинвертнрующему входу выбран в два раза больще, чем коэффициент передачи по инвертирующему входу, т. е. |Л:н| 2|/С,ш1. Поэтому Usbix R2KuH-2IRKn, где ,Re.

При равенстве сопротивлений тензорезисторов 5 и 6 даппого полумоста выходное напряжение усилителя равно пулю. В случае изменения сопротивления одного из резисторов, например тензорезистора 5, на величину .R на выходе усилителя присутствует .сигнал разбаланса (первая выборка) величиной f/p RKmi- Для обеспечения нормальной работы время-нмпульсного преобразователя параметры операционного усилителя (величины

рсзиеторор, 9, 10. 11) выбраны таким об1)азом, что первая выборка положительна при любом знаке Л/. По окончании действия управлярощего сигнала ключевой блок 3, соединенный с источником тока 1, оказывается закрытым и источник тока 1 отключен от выбранного полумоста. При этом под действием управляющего сигнала источник тока 2 вырабатывает импульс тока отрицательной полярности и открывается ключевой блок 3, соединенный с источником тока 2. Полярпость напряжений, приложенных к входам операционного усилителя, сменяется на противоиоложную и на выходе появляется сигнал (, т. е.

вторая выборка. Таким образом осуществляется формирование биполярпо-дискретизированных выходных сигналов, модулированных по амплитуде. Для нормальной работы времяимпульсного преобразователя вторая выборка

делается отрицательной при любом знаке А/. Биполярно-дискретизированный сигнал, модулированный по амплитуде, поступает на время-импульсный модулятор 13. Под действием сигнала управления ключевой блок 14

открывается, и интегрирующий конденсатор 15 оказывается заряженным до амплитуды первой выборки (например, +C/i). Затем ключевой блок 14 закрывается, и интегрирующий конденсатор 15 перезаряжается током источника тока 17. Вслед за этим на другой ключевой блок 14 поступает сигпал управления, блок 14 открывается, и запоминающий конденсатор 16 оказывается заряженным до амплитуды второй выборки (например, -f/i). В

процессе перезаряда конденсатора 15 от источника тока 17 напряжение на этом конденсаторе достигает напряжения запоминающего конденсатора 16. В момент равенства указанных напряжений срабатывает схема сравнения

18, которая вырабатывает импульс, длительностью пропорциопальный размаху биполярно-дискретизированного сигнала .

Построение мпогоканального тензопреобразователя по описанной схеме позволяет выполнить его на интегральных микросхемах, что обеспечивает высокую технологичность изготовления и высокую идентичность характеристик отдельных каналов между собой по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Многоканальный тензопреобразователь с время-импульсной модуляцией выходных сигналов, содержащий два управляемых источника тока противоположной полярности, полумосты тензорезисторов в каладом канале, соединенные с управляемыми источниками тока, ключевые блоки и время-импульсный модулятор, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления и обеспечения идентичности характеристик отдельных каналов между собой, он содержит операционный усилитель, к инвертирующему

входу которого через первые ключевые блоки

5

подключены верхние выводы нолумостов гензорезисторов каждого из каналов, эти же выводы через вторичные ключевые блоки объединены с третьими ключевыми блоками, соединенными с унравляемыми источниками тока, иижние выводы полумостов тепзорезисто6

ров обьедннгны с обик : iiiiiHoii, ;i сродшк выводы 1()лумост(.1в Ti;i;;opo3iiCropOB через четвертые ключевые блоки нодключены к непнвертнрующему входу онерацнонного усилителя, выход которого соединен с входом времяимпульсного модулятора.

//

t

f2

.if

13