Устройство для настройки аналоговых умножителей напряжений Советский патент 1978 года по МПК G06G7/16 

ходы интеграторов через соответстаую щие ключи подсоединены соответствен но к выходам балансировки умножителя по каждому из двух входов, балан сировки напряжения смеЬаёНия выходно,го каскада и установка, заданного эна чения коэффициента перемножения устpOflCTBJfo . На чертеже представлена структурная, схема устройства для настройки аналоговых умножителей напряжений. Уст|)ойство предназначено для наст ройки чётырехквадрантнЪго аналоговог умножителя напряжений 1 с информационными входами 2 и 3 (шина 2вход X умножителя, шина 3 - вход Y умножителя)и выходом 4 измерения результатов перемножения устройства а также выходами для балансировки информационных двух входов 5 и б (шина 5-балансировка входа X, ишна 6 балансировка входа Y ), балансировки напряжения смещения выходного каскада 7 и установки заданного значения коэффициента перемножения 8. Устройство содержит три интегратора 9- 11 с несимметричными входами и один интегратор if с дифференциальным входом, десять ключей 22 и источник питания 23 с шинами тестовых напряжений 24-26. Устройство работает следуюсоим образом. Величина, выходного напряжение умножителя 1 на измерительном выходе 4 определяется выражением Быx- o V c- Jx JvК.Ко-«-лК)(Ко4дК),, . ,и), где и 3 и УУ - выходные сигналы, по даваемые на входаа 2 и 3; fo эквивалентное напряжение сме щения характеризующее.Рззбаланс выходного каскада; .- составляющая выходного напряжения, обусловленная отклонением коэффициента перемножения от за данного значения Ко ; j эквивалентные напряжения смещения , характеризующие разбаланс умножителя соответственно по вьзходам 5 и б S.(0)(,,) cocTasnHJowfiK выходного напряжения, обусловленная нелинейно зависимостью коэффициента перемноже ния от сигналов Ох и СГу . Полезная составляющая в выходном напряжении Описывается первым слага IWM в выражении (1) вых.пол- оих ч- Остальные составляющие выходного напряжения в выражении (1) обуславливают погрешность перемножения (вт рое слагаемое - статическая погрешность выходного ка зкада, третье слагаемое - погрешность коэффициента перемножения, четвертое и пятое слагаемые - статические i погрешности по двум информационным входги, шестое слагаемое - нелинейная составляющая погрешности). Суть настройки умножителя заключается в подаче четырех напряжений компенсации такой величины, чтобы второе, третье, четвертое и пятое, слагаемые в выходном напряжении выражения (1) стали равными нулю (так как нелинейная составляющая погрешности зависит от уровня входных сигналов и мала для определенного класса умножителей, компенсация нелинейной составляющей погрешности, как правило, не производится). . В исходном состоянии ключи 13-16 и 18 закорочены на земляную шину, ключи 17,19-22 разомкнуты. В таком состоянии напряжения на входах 2 и 3 . равны нулю и поэтому на основании уравнения (1) выходное напряжение умножителя также должно быть равно нулю. Наличие потенциала Са на выходе 4 умножителя свидетельствует о разбалансировке выходного каскада.При замыкании ключей 17 и 20 интегратор 9, включенный в цепь отрицательной обратной связи умножителя,начинает интегрировать напряжение на выходе 4 yмнo жителя до тех пор, пока.не выполняется условие 6о О ( при этом на выходе интегратора 9 появляе.тся компенсирующее напряжение смещения выходного каскада F , где См к К 2. - коэффициент передачи Hanpfftceния до выхода 4 умножителя от его шины 7, на которую подается напряжение компенсации разбаланса выходного 1, то Е -г-5о). каскада (если К ц «1, то Е - -После компенсации ЕС, ключ 20 размыкается, при этом на выходе интегратора 9 сохраняется напряжение смещения с Ъ. к. ем При переключении ключа 13 на информационный вход 2 умножителя от источника питания 23 с шины 24 подается тестовое напряжение U .При этом напряжение на измерительном выходе 4 умножителя должно оставаться равным нулю, так как по-прежнему напряжение на втором входе 3 равно нулю(т.е. Uy 0) Наличие потенциала UB,X.« (Ко+дк)6у-и. на выходе 4 умножителя свйдетельст-,. вует о разбалансе умножителя по входу 3. Замыканием ключа 22 и перё| лючением ключа 16 образуется новая цепь отрицательной обратной связи,и гнтегратор ц интегрирует напряжение . ° .® °Р пока оно не станет равным нул1Ь. После этого ключ 22 размыкается. Напряжение Е, , которое запомнил интегратор 11, будет постоянно приложено к выходу 6 (выходу балан5сировкн по входу 3) и четвертое елагаемое в выпажении (1) будет равно нулю. Аналогично проиэвоДится компенсация разбаланса по входу 2. При этом интегратор 10, образующий с умножителем петлю отрицательной обратной связи/:вырабатывает на выходе 4 умг ножителя балансировочное напряжение смещения Для этого необходимо переключить ключи 13-15 и замкнуть ключ 21. При этом информационный вход 2 закорачивается иа земляную ишну ( , и на вход 3 подается тестовое напряжение fJ с шины 25 источника питания 23. По окончании процесса компенсации разбаланса ключ 21 размыкается. После настройки умножителя по выходнсжу каскаду и входам 2 и 3 устанавливается требуемый коэффициент перемножения. На входы 2 и 3 с шин 24 и 25 подаются соответственно тестовые напряжения Ux и U.v (для этого вновь переключается -ключ ДЗ) . Переключением ключа 18 и зашжанием ключа 19 образуется новая петля отри цательной обратной связи с интегратором 12, имеюпц1М дифференциальный вход. При этом на дифференциальный. вход интегратора 12 поступают два напряжения: со стороны выхода 4 умножителя дейс-гвует ивы)(.С о )х .и с шины 26 - опорное напряжение Uon Ко Jxts Интегратор 12 интегрирует ра§ность напряжений . 1 бЬ|х- оп до тех пор, пока она не станет равной нулю. Это проис ходит при ДК - О, когда на настраиваемом выходе 8 умножителя будет нап ряжение смещения которому соответствует заданный коэффициент перемножения Kj,. После установки величины К, ключ 19 размыкается. На этом.цикл настройки умножителя заканчивается. В общем случае процесс настройки умножителя-гитерационный . и может длиТбс 3-4 и(икла. . Врезультате устранения трудоемк ручной настройки за счет введения 8 автоматического режима настройки четырехквадраитных аналоговых умножителей напряжений в составе измерительной аппаратуры время контроля, элект-,. рических параметров аналоговых умножителей уменьшается в 60-80 раз при одновременном увеличении точности настройки. Это-позволяет снизить трудоемкость изготовления и стоимость серийно выпускаемых аналоговых умножителей. Формула :изобретения Устройство для настройки .аналоговых умножителей напряжений, содержащее источник питания и ключи, два из которых включены между информационными входами устройства и шинами тестовых напряжений источника питания, о тличающеесй тем, что, с целью уменьшения времени настройки и повышения точности, оно содержит три интегратора с несимметричными входами, подсоединенными через соответствующие ключи к -ВЫХОДУ измерения результатов перемножения устройства, и четвертый интегратор с дифференциальньм входом, который подключен через соответствующий ключ к выходу измерения результатов перемножения устройства и к шине опорного напряжения источника питания; выходы интеграторов .через соответствующие ключи подсоединены соответственно к .выходам балансировки умножителя по каждому из двук входов, балансировки напряжения смещения, выходного каскада и установки заданного значения коэффициента перемножения устройства. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Каталог фирмы MotoTotcC на микросхему МС 15.95. , 19б9-Д$9124. 2.Патент США № 3689752, кл.235-194, 1972. 3.Журнал Электроника, 20, 1973, с.66-67.