Устройство для автоматическойуСТАНОВКи Нуля Советский патент 1981 года по МПК H03K5/22 

Изобр втение относится к аналого.в и информационно-вычислительной техн ке и может быть использовано в аналоговых счетно-раиающих устройствах а также в прецизионных и измеритель ных усилителях постоянного тока. Известны устройства для автомати ческой установки нуля, содержащие усилители постоянного тока, вход KO рого подключен через последовательно соединенные сум лирующее звено и коммутатор входных сигналов к шине входных , а выход через резистивно-емкостные звенья - к второму входу су|«в 1ирующего звена l. Недостатксм устройства является наличие погрешности, вносимой разрядным током запоминающего конденсатора при большой длительности вре мени решения или измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для .автоматической установки нуля, содержащее усилитель постоянного тока, суммиру щее звено, элемент сравнения, блок управления и коммутатор входного, сигнгша, первый вход которого подключен к шине входных сигналов, вто рой вход - к ошне нулевого потенциа ла, управляющий вход - к первому выходу блока управления, а выход через последовательно соединенные суммирующее звено и усилитель постоянного тока и шине исходных сигналов и первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с шиной нулевогр потенциала 2. . Однако это устройство характсризу ется недостаточным быстродействием, которое ограничено требованиями, устойчивости система при условии, что усилители постоянного тока могут иметь различные характеристики, недостаточная точность, которая обусловлена однонаправленностью процесса установки нуля, что исключает возмо-«ностй запоминания импульсной помехи, а также необходимость подстройки системы при замене усилителя постоянного тока, имеющего одни характеристики, усилителем, имеющим другие характеристики. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Цель достигается тем, что в устройство для автоматической установки нуля, содержащее усилитель постоянного тока, суммирующее звено, элемент сравнения, блок управления и коммутатор входного сигнала, первый вход которого подключен к тине входных сигналов, второй вход - к шине нулевого потенциала, управляющий вход к первому выходу блока управления, а выход - через последовательно соединенные суммируклцее звено и усилитель постоянного тока к шине выходных сиг налов и первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен 3 1}иной нулевого потенциала, введены реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь дискретизатор уровня формирователь сигналов управления частотой, генератор импульсов заполн ния и KONonyTaTop заполнения,при этом выход усилителя постоянного тока подключен через последовательно, соединенные дискретизатор уровня, форми рователь сигналов управления частотой, генератор импульсов заполнения к входу коммутатора заполнения, упра лянвдий вход которого подсоединен к второму выходу блока управления, а выход - к счетному входу реверсивного счетчика, управляющими входами подсоединенного к выходам элемента сравнения, а выходе - через цифроаналоговый преобразователь - к второму входу суммируюцего звена. На чертеже представлена структурная схема устройства для автоматичес кой установки нуля. Устройство для автоматической установки нуля содержит коммутатор 1 входного сигнала, суммирующее звено 2, усилитель 3 постоянного тока, элемент 4 сравнения, реверсившлй счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь 6, генератор 7 импульсов, коммутатор 8 заполнения,: дискретизатор 9 уровня, формирователь 10 сигналов управления частотой и блок 11 управления. Устройство для автоматическсй установки нуля работает следующим образом. Установка нуля осуществляется автоматически по сигналу из.блока 11 управления, который управляет работой коммутатора входного сигнала 1 и ксмлмутатора 8 заполнения. В момент установки коммутатор 1 вхо ного сигнала соединяет первый вход суммирующего звена 2 с нулем схемы, а коммутатор 8 заполнения соединяет выход генератора 7 импульсов заполнения со счетным входом реверсивного счетчика 5.В зависимос ти от величины и полярности смещения нуле вого уровня на выходе усилителя 3 по стоянного тока,схема 4 сравнения выр батывает управляемый сигнал либо вход прямого счета, либо на вход Обратного счета реверсивного счетчика 5. В соответствии с этим импульсы заполнения, поступившие на счетный вход реверсивного счетчика 5, будут либо суммироваться, либо вычитаться. Код с выхода реверсивного счетчика 5 поступает на вход цифроаналогового преоб разователя б, который преобразует его в напряжение, которое через суммируксцее звено 2 подается на вход усилителя 3 постоянного тока и компенсирует величину смещения нулевого уровня. При заполнении реверсивного счетчика 5 импулы сами от нуля до максимального значения, напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 6 кзменявтсяот-,а ДО-+УС„П. Таким образом, в зависимости от полярности напряжения смецения нуля усилителя 3 постоянного тока, на выходе цифроаналогового преобразователя б по мере заполнения раверсивного счетчика 5 импульсами происходит увеличение положительного или отрицательного напряжения, которое уменьшает величину смещения нулевого уровня на иыходе усилителя 3 постоянного тока. При изменении знака смадения нуля элемент 4 сравнения изменяет направление счета реверсивного счетчика 5. таким образом, в момент Компенсации реверсивгалй счетчик 5 находится в состоянии динамического равновесия, при котором сигнал на выходе усилителя 1 постоянного тока находится в области близкой к нулевоW значению с погрешностью младшего разряда цифроаналогового преобразователя б точность установки нуля усилителя 3 постоянного тока определяется чувствительностью элемента 4 сравнения и количеством разрядов цифроаналогового преобразователя 6 I - СМггсах п где uV - погрешность установки нуля, граница смещения нулевого уровня одной полярности число разрядов цифроаналогового преобразователя. Дискриминатор 9 уровней . разбивает диапазон на.ряд фиксированных уровней, по которым формирователь 10 сигналов Управления частотой формирует сигналы, управляющие частотой следования импульсов, шлрабатываемых генератором 7 импульсов заполнения. При большом значении - частота большая. По мере уменьшения величины VCM частота уменьшается. Это позволяет повысить быстродействие и обеспечить его устойчивую работу при применении усилителей 3 постоянного тока с различными характеристиками. При этом устройство не требует никаких дополнительных регулировок. В рабочем состоянии коммутатор 1 входного сигнала соединяет первый вход суммирукщего звена 2 со входом уст-г ройства, а коммутатор 8 заполнения отсоединяет выход генератора 7 импульсов заполнения от счетного входа