Гибридное делительное устройство Советский патент 1981 года по МПК G06G7/16 

(54) ГИБРИДНОЕ ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ков входных величин, так как они включены по параметрической схеме, и невозможность изготовления датчика делимого средствами микроэлектроники .

Цель изобретения - повышение стабильности и точности работы, устранение разнородности представления входных величин.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены первый, второй и третий регулиpyeNttje источники напряжения, первый и второй переменные резисторы, причем управляемый вход первого .регулируемого источника напряжения подключен к первой обкладке разрядного конденсатора, а выход подключен к первы выводам первого и второго переменных резисторюв, вторые выводы которых подключены к шине нулевого потенциала, а средние выводы переменных резисторов подключены к управляемым входам второго и третьего регулируejvwx источников напряжения, выход второго регулируемого источника напряжения подключен ко второму выводу токозадающего резистора, а выход третьего регулируемого источника напряжения подключен ко второй обкладке разрядного конденсатора.

Кроме того, каждый регулируемый источник .напряжения выполнен в виде повторителя напряжения.

А также тем, что каждый переменный резистор выполнен в виде цифрового управляемого резистора, например на основе матрицы R-2R.

На фиг.1 показана функциональная схема гибридного делительного устройства; на фиг.2 - эквивалентная схема зарядно-разрядной цепи.

Гибридное делительное устройство содержит генератор 1 цикла, ключ 2, преобразователь временного интервал в цифровой код 3, разрядный конденсатор 4, токозадающий резистор 5, переменные резисторы б и 7, являющиеся соответственно датчиками делимого и делителя, источник стабильного постоянного напряжения 8, первый второй и третий регулируемые источники напряжения 9-11, источник напряжения опорного напряжения 12,компаратор 13.

Гибридное делительное устройство работает следующим образом.

Э исходном состоянии ключ 2 замкнут, конденсатор 4 заряжен разностью напряжений источников 8 и 10. Регулируемые источники 9-11 имеют некоторые начальные значения напряжений. Сигналом от генератора 1 цикла ключ 2 размыкается на время, достаточное для уменьшения напряжения на первом входе компаратора до потенциала опорного напряжения,При размыкании ключа 2 конденсатсф 4 начинает разряжаться током, определяемым сопротивлением токозадающего резистора 5, положением средних выводов переменных резисторов 6 и 7 и зависимостью между напряжениями на выходах регулируемых источников 9-11 и напряжениями на их управляющих входах.

Зависимость напряжения на первом входе компаратора 13 от параметров схемы может быть найдена решением дифференциального уравнения, описывающего переходной процесс в цепи разряда разрядного конденсатора 4. Если напряжения на выходах регулируеивлх источников повторяют напряжения на их управляющих входах,т.е. источники 9-11 будут являться повторителями напряжения, то напряжения U,(t) и Uj(t) будут линейно зависеть от напряжения U(t) на первом входе компаратора: на первом входе компаратора:

U,(t)(t)

Uj(t)) ,

где К и KS - коэффициенты передачи потенциометров 6 и 7 соответственно. Из решения дифференциального уравнения для контурной цепи, представленной на фиг.2, получим:

J I

U{t)EexP (- (1)

RC

В момент равенства напряжения U(t) и опорного напряжения Uon сигнал с выхода компаратора 13 поступает на сигнальный вход преобразователя , временного интервала в цифровой код 3. Значение временного интервала между сигналами с генератора цикла 1 и компаратора 13 находится из уравнения (1)

, Т --RCIn -, (2) . 1-Ki U(-n

Величины 1-K-i и l-K характеризуют положение средних выводов переменны резисторов 6 и 7

Si R/

- -tr

1- К

I -Ч

где R и R - сопротивления переменных резисторов б и 7 между их средними выводами и незаземленными выводами. Обозначив и , получим результат преобразования в виде частного

Т - const.

На выходах преобразователя 3 образуется цифровой аналог зтой величины. В качестве переменных резисторов можно использовать резистивные матрицы типа К-2R, тогда операнды будут представлены в виде чисел. Изобретение выгодно отличается от известного. Резистивные делители легко изготовляются средствами микроэлектроники; предложенная схема включения датчиков операндов обладает высокой стабильностью при температурных изменениях, воздействия влаги и др., а также более точно устанавливаются значения операндов и, таким образом.

получаем более точный результат. Не требуется большой мощности от источника стабильного постоянного напряжения.

Формул изобретения

1. Гибридное делительное устройство, содержавшее токозадающий резистор ключ, разрядный конденсатор, источник стабильного постоянного напряжения, выход которого через ключ подключен к nepBC ty выводу т окоз а дающего резистора и к первой обкладке разрядного конденсатора, преобразователь временного интервала в хшфровой код, выход которого является выходом -гибридного делительного устройства, . генератор -цикла, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя временного интервала в цифровой код и к управляющему входу ключа, источник опорного напряжения и компаратор, первый вход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора, второй вход компаратора подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход компаратора подключен к информационному входу преобразователя временного интервала в цифровой код, о т ли чаю ще е с я тем, что, с целью повышения стабильности и точности работы, устранения разнородности представления выходных величин, в гибридное делительное устройство введены первый, второй и третий регулируемые источники напряжения, первЕХй н второй переменные резисторы, причем управляемый вход первого регулируемого источника напряжения подключен к первой обкладке разрядного конденсатора, а выход подключен к первым выводам первого и второго переменных резисторов,вторце вывода которЕЛХ подюга чены к шине нулевого потенциала, а средние BHBOjcsi переменных резисторов подключены к управляемым входам второго и третьего регулируемых источников нащ яжения, выход второго регулируемого источника напряжения подключен ко второму выводу токозадающего резистора, а выход третьего регулируемого источника напряжения подключен ко второй обкладке разрядного конденсатора.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый регулируемый источник напряжения выполнен в виде повторителя напряжения.

3.Устройство по ПП.1 и 2, о т личающееся тем, что каждый переменный резистор вьлюлнен в виде

5

цифрового управляемого резистора, например, на основе матрицы R-2R,

Источники информации,

прннятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №418972, кл. Н 03 К 13/20, 1972.

2. Бардаченко В.-), и. др. Цифровое множительно-делительное устройство, . Измерительная техника , 1973, 10, с.90 (прототип).

.